Un nuevo estudio de prueba de concepto detalla cómo un sistema automatizado impulsado por inteligencia artificial puede diseñar, construir, probar y aprender vías bioquímicas complejas para producir eficientemente licopeno, un pigmento rojo que se encuentra en los tomates y se usa comúnmente como colorante para alimentos, aperturaSegún los investigadores, la puerta a una amplia gama de aplicaciones biosintéticas.
Los resultados del estudio, que combinó una plataforma robótica totalmente automatizada llamada Illinois Biological Foundry para la biomanufactura avanzada con IA para lograr la biomanufactura, se publican en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Las biofoundries son fábricas que imitan las fundiciones que construyen semiconductores, pero están diseñadas para sistemas biológicos en lugar de sistemas eléctricos", dijo Huimin Zhao, profesor de ingeniería química y biomolecular de la Universidad de Illinois que dirigió la investigación.
Sin embargo, debido a que la biología ofrece muchas vías para la producción química, los investigadores afirman que se requiere un sistema impulsado por IA y capaz de elegir entre miles de iteraciones experimentales para una verdadera automatización.
Los esfuerzos anteriores de biofundición han producido una amplia variedad de productos como productos químicos, combustibles y células y proteínas modificadas, dijeron los investigadores, pero esos estudios no se realizaron de manera totalmente automatizada.
"Los estudios anteriores en el desarrollo de biofoundry se centraron principalmente en uno solo de los elementos de diseño, construcción, prueba y aprendizaje", dijo Zhao. "Todavía se requería un investigador para realizar análisis de datos y planificar el próximo experimento. Nuestro sistema, apodadoBioAutomata, cierra el ciclo de diseño, construcción, prueba y aprendizaje y deja a los humanos fuera del proceso "
BioAutomata completó dos rondas de construcción totalmente automatizada y optimización de la ruta de producción de licopeno, que incluye el diseño y construcción de las rutas de licopeno, la transferencia de las rutas que codifican el ADN a las células huésped, el crecimiento de las células y la extracción y mediciónde la producción de licopeno.
"BioAutomata fue capaz de reducir el número de posibles vías de producción de licopeno construidas de más de 10,000 a aproximadamente 100 y crear una cantidad optimizada de células que producen exceso de licopeno en semanas, reduciendo en gran medida el tiempo y el costo", dijo Zhao.
Zhao imagina que las biofundries totalmente automatizadas serán una revolución futura en la fabricación inteligente, no muy diferente de lo que hizo la automatización para la industria del automóvil.
"Hace cien años, la gente construía autos a mano", dijo. "Ahora, ese proceso es mucho más económico y eficiente gracias a la automatización, e imaginamos lo mismo para la biofabricación de productos químicos y materiales".
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de Noticias . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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