Pirmoji pasaulyje baltymus generuojanti dirbtinio intelekto (DI) sistema testuojama Lietuvoje

Data

2020 07 09

Įvertinimas
4
Antikunai-su logo_1000.jpg

COVID-19 pandemijos metu išryškėjo kritinis terapinių baltymų kūrimo poreikis naujais ir efektyviais metodais. Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūros (MITA)  konkurse „Life-saving innovations: stop COVID-19“ dalyvavusi biotechnologijų įmonė UAB „Biomatter Designs“ pasirašė finansavimo sutartį pagal ES investicijų priemonę „Inostartas“ ir pradėjo pirmosios pasaulyje funkcionalių baltymų generavimui skirtos dirbtinio intelekto (DI) sistemos „ProteinGAN“ testavimą.

Baltymai – neatsiejama gyvenimo dalis

Per paskutinius 50 metų pasaulyje identifikuota ir aprašyta tūkstančiai įvairias funkcijas atliekančių baltymų. Šiandien daugelis masiškai gaminamų baltymų tapo neatsiejama gyvenimo dalimi – jie naudojami cheminių molekulių sintezėje, biokuro ir kitų medžiagų gamybai, genų redagavimui ir molekulinei diagnostikai. Imuninės sistemos baltymai – antikūnai plačiai naudojami įvairių ligų, pavyzdžiui, vėžio terapijoje.

COVID-19 pandemijos akivaizdoje išaugusį aukštos kokybės antikūnų prieš specifinius virusus identifikavimo poreikį atliepti sunku dėl kelių priežasčių: paieškos metodų apribojimų, didelės potencialių baltymų įvairovės ir itin lėto jų eksperimentinio testavimo.

Iki šiol didžioji dalis baltymų inžinerijos metodų buvo aklas atsitiktinės sėkmės ieškojimas: siekiant surasti tinkamą baltymą eksperimentiškai tikrinama daugybė skirtingų baltymo variantų. Be to, kad šis procesas brangus ir trunka, jis turi vieną esminį trūkumą – tyrėjus dominanti baltymo molekulė gamtoje gali tiesiog neegzistuoti.

Siekia transformuoti tradicinę baltymų paiešką

Panaudojusi savo sukurtą ir patentuotą „ProteinGAN“ technologiją, 2019 metais UAB „Biomatter Designs” pademonstravo pirmuosius pasaulyje dirbtinio intelekto sugeneruotus baltymus, atliekančius iš anksto numatytą funkciją laboratorijoje. Ši technologija – pirmasis žingsnis atskleidžiantis mašininio mokymosi (ang. „machine learning“) ir generatyvinio baltymų dizaino potencialą. Beje, būtent mašininio mokymosi metodas jau sukėlė perversmą tokiose srityse kaip kompiuterinis balso ir vaizdų atpažinimas bei medicininių duomenų analizė.

Finansavimą gavusio projekto metu įmonė tobulins galutinę „ProteinGAN“ technologijos versiją ir sieks susiaurinti milžinišką potencialių antikūnų paieškos aibę. Sugeneruotų antikūnų efektyvumą įmonė testuos kompanijose, kurių specializacija –  šių molekulių charakterizavimas ir gamyba. Komercializuoto algoritmo dėka farmacijos ir biotechnologijų kompanijos galės efektyviau kurti naujas antikūnų molekules, skirtas kovai su SARS-CoV-2 ir kitais virusais.

„Galutinio produkto įvertinimą planuojame pabaigti iki 2021 metų vasario mėnesio. Tikimės, jog ateityje mūsų kuriamos technologijos pavers naujų baltymų kūrimą efektyviu ir gerai kontroliuojamu procesu“, – sako įmonės direktorius Laurynas Karpus.

„Biomatter Designs“ komandoje dirba biochemijos, baltymų inžinerijos,  bioinformatikos ir mašininio mokymosi specialistai. Šiuo metu įmonė aktyviai plečia komandą ir ieško minėtų sričių specialistų.

Sėkmingas bendradarbiavimas atveria naujas galimybes

„Investicijų į mokslinius tyrimus, eksperimentinę plėtrą bei inovacijas skatinimas yra kritiškai svarbus siekiant sumažinti atotrūkį tarp pandemijos akivaizdoje ir post-COVID laikotarpiu išaugusių rinkos poreikių ir mokslo bei verslo galimybių. Džiaugiamės, kad MITA šiame kontekste gali padėti novatoriškoms įmonėms kuriant itin perspektyvius, tikrą proveržį pasauliniu mastu sukelti pretenduojančius produktus ir paslaugas“, – sako l.e.p. MITA direktorius Gintas Kimtys.

Konkursas „Life-saving innovations: stop COVID-19“ – ne pirmas 2018 metais įkurtos UAB „Biomatter Designs“ bendradarbiavimas su MITA. Įmonė MITA teikiamomis paslaugomis sėkmingai naudojosi įgyvendindama projektus pagal MTEP rezultatų komercinimo ir Technologinės plėtros projektų finansavimo priemones.

Foto: UAB „Biomatter Designs“