SHANGHAI / RankWire.AI / – Chinesische Forscher haben eine KI-gestützte Plattform vorgestellt, die computergenerierte Proteinsequenzen in physische Proben für Labortests umwandelt. Das Nationale Zentrum für Proteinwissenschaft in Shanghai und Kangma (Shanghai) Biotechnology entwickelten das automatisierte System D2Pi-2.0. Laut den Entwicklern ist es für die Produktion von bis zu 10.000 Proteinproben pro Tag ausgelegt. Die Plattform vereint digitales Design, zellfreie Synthese und experimentelle Verifizierung in einem einzigen Arbeitsablauf. Die Inbetriebnahme des Systems ist nach der Installation durch die Mitarbeiter noch nicht abgeschlossen.
Das System stellt Proteine direkt aus DNA-Vorlagen her, ohne Bakterien, Hefen oder andere lebende Zellen zu züchten. Die zellfreie Synthese eliminiert die in der konventionellen Proteinproduktion übliche Kultivierungsphase. Automatisierte Anlagen bereiten die Reaktionen vor und führen die Chargen durch den Produktionsprozess. KI-Tools unterstützen das Sequenzdesign und die Sequenzauswahl vor Beginn der Laborsynthese. Wissenschaftler können anschließend jedes Produkt mit seiner gewünschten Struktur, Stabilität und biologischen Funktion vergleichen. Dieses System verknüpft die Ergebnisse der Computerberechnungen mit den im Labor gemessenen Daten.
Das D2Pi-2.0-Gerät bildet das Herzstück der Fertigungsanlage des gemeinsamen Labors im Shanghaier Wissenschaftsbezirk Zhangjiang. Es ermöglicht die Hochdurchsatz-Proteinsynthese außerhalb lebender Zellen und bereitet Proben für die spätere Analyse auf. Laut Wu Jiarui, dem Leiter der Einrichtung, hat der Bedarf an schnelleren physikalischen Tests durch die rasante Entwicklung von KI-basierten Systemen zugenommen. Die Plattform schließt diese Lücke, indem sie die Sequenzgenerierung mit der automatisierten Produktion und Validierung verknüpft. Die Forscher stellten das System am 7. Juli bei einem Besuch der nationalen Einrichtung vor. Ein Termin für die Inbetriebnahme wurde bis zum 11. Juli noch nicht bekannt gegeben.
Mobilfunkfreies System verbindet Design und Test
Die Einrichtung in Shanghai beherbergt neun wichtige Technologieplattformen für die Proteinforschung und -analyse. Zu ihren Instrumenten gehören Kernspinresonanzspektroskopie, Kryo-Elektronenmikroskopie und Massenspektrometrie. Diese Systeme messen Proteinstruktur, -zusammensetzung, -stabilität und biologische Aktivität. Forscher können neu synthetisierte Proben direkt vor Ort untersuchen. Dieser kombinierte Prozess reduziert die Transfers zwischen den einzelnen Phasen der Entwicklung, Produktion und Prüfung. Zudem schafft er einen standardisierten Weg zum Vergleich großer Gruppen von Kandidatenproteinen.
Die Nationale Einrichtung für Proteinwissenschaft in Shanghai dient seit 2015 als gemeinsame Forschungsinfrastruktur. Sie ist Teil des Shanghai Advanced Research Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Die Einrichtung betreut nach eigenen Angaben über 150 Industriekunden aus den wichtigsten chinesischen Biotechnologiezentren. Zu ihren Nutzern zählen Organisationen in Shanghai, dem Jangtse-Delta, Peking und Shenzhen. Die Arbeit hat sich von einzelnen Testaufträgen hin zu gemeinsamen Laboren und langfristigen Forschungspartnerschaften entwickelt. Die KI-Proteinplattform ergänzt die bestehenden Analysedienstleistungen um die automatisierte Synthese.
Gemeinsame Infrastruktur erweitert die Kapazität der Proteinforschung
Kangma (Shanghai) Biotechnology steuert sein zellfreies Proteinsynthesesystem D2P und die zugehörige Automatisierung bei. Das Unternehmen hat außerdem KI- Tools für Proteindesign, -screening und -optimierung entwickelt. Das Gemeinschaftslabor vereint diese Kompetenzen mit der Ausstattung der Einrichtung für Struktur- und Funktionsanalyse. Diese Kombination deckt den gesamten Prozess von der DNA-Instruktion bis hin zu synthetisierten Proteinproben und den Messergebnissen ab. Die Einrichtung beschreibt die Plattform als gemeinsame Infrastruktur für Universitäten, Forschungsinstitute und Biotechnologieunternehmen. Ihr Servicemodell kombiniert automatisierte Produktion mit Vor-Ort-Verifizierungsmöglichkeiten.
Proteine sind zentrale Bestandteile von Medikamenten, Enzymen, Lebensmittelzutaten, Agrarprodukten und Hochleistungsmaterialien. Die Plattform in Shanghai konzentriert sich auf die Laborphase zwischen Computerdesign und praktischer Evaluierung. Die angegebene Durchsatzleistung von 10.000 Proben pro Tag basiert auf der Zielvorgabe der Entwickler. Die Organisationen haben keine unabhängig geprüften Betriebsdaten für diese Kapazität veröffentlicht. Am 8. Juli war die Maschine zwar physisch montiert, befand sich aber noch in der Systeminbetriebnahme. Bis zum 11. Juli hatten die Organisationen den regulären Betrieb noch nicht angekündigt.
Der Beitrag „China entwickelt automatisierte KI-Plattform zur Proteinsynthese“ erschien zuerst in der Ireland Sun.