Aufbau eines Weltklasse-Labors für synthetische Biologie: Asymchems selbst entwickeltes STAR-System ermöglicht Protein-Design

Asymchem (Börsenkürzel: 002821.SZ/6821.HK), ein weltweit führendes Auftragsentwicklungs- und Produktionsunternehmen (CDMO), hat eine Plattform für künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, um die wichtigsten Herausforderungen im Bereich des Proteindesigns zu bewältigen. Diese Plattform, bekannt als STAR (Sequence Recommendation via Artificial Intelligence (Sequenzempfehlung über künstliche Intelligenz)), wurde erfolgreich vom Asymchem Center of Synthetic Biology Technology (CSBT) und dem KI-Team entwickelt. Das Team veröffentlichte einen Artikel mit dem Titel „STAR: A Web Server for Assisting Directed Protein Evolution with Machine Learning” in ACS Omega, in dem die Fähigkeit des Systems zur Integration mehrerer Modelle des maschinellen Lernens und Sequenzcodierungsmethoden beschrieben wird.

Eine große Herausforderung beim Protein-Engineering ist die Anzahl der Mutationen, die erzeugt und gescreent werden müssen. Dies kann zwischen 3 und 6 Monaten dauern. STAR beschleunigt diesen Prozess erheblich. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen identifiziert die Plattform schnell kritische Regionen für Mutationen. Dadurch wird die Anzahl der experimentellen Proben auf nur wenige Hundert pro Durchlauf reduziert, und in nur einem Monat können Forscher Mutanten mit einer mehr als 50-fach verbesserten Aktivität entdecken.

Die STAR-Plattform bietet mehrere technische Vorteile:

• Intelligente Algorithmen: Durch die Integration von aktivem Lernen und virtueller gerichteter Evolution ermöglicht das System Forschern, Mutationsstellen über experimentelle Daten hinaus zu identifizieren und empfiehlt vorteilhafte Mutationen
• Datengestützte Erkenntnisse: Dank der jahrelangen Sammlung proprietärer Daten zur Protein-Engineering durch Asymchems CSBT konnte STAR Modelle mit hochpräzisen Vorhersagefähigkeiten trainieren
• Hochgradige Automatisierung: Von der Datenverarbeitung über das Modelltraining bis hin zur Sequenzempfehlung bietet STAR einen vollständig integrierten, durchgängigen Protein-Design-Workflow

Das CSBT-Team von Asymchem hat die STAR-Plattform erfolgreich auf die Entwicklung von Glukosedehydrogenase angewendet und dabei die Aktivität des Enzyms verdoppelt und seine Stabilität verzehnfacht. Außerdem nutzten sie STAR, um Kombinationsmutationen vorherzusagen, was zu einer Verfünffachung der Aktivität und einer weiteren Verzehnfachung der Stabilität führte. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden konnte mit STAR die für die Enzym-Evolution benötigte Zeit erheblich reduziert und gleichzeitig die Effizienz bei der Analyse von Mutationsbeziehungen verbessert werden.

Da sich die STAR-Plattform ständig weiterentwickelt, wird sie eine entscheidende Rolle bei der Förderung der biopharmazeutischen Forschung von Asymchem spielen und Möglichkeiten für Durchbrüche auf diesem Gebiet eröffnen.

Über Asymchem

Asymchem ist ein umfassendes Auftragsentwicklungs- und -herstellungsunternehmen (CDMO) mit einem kompletten Kontinuum an Unterstützung von der Präklinik bis zur Kommerzialisierung. Das 1997 gegründete Unternehmen Asymchem bietet integrierte Lösungen für den gesamten Lebenszyklus von Wirkstoffen und Arzneimitteln an und stützt sich dabei auf modernste Technologien wie Flow Chemistry und Green Manufacturing. Mit F&E- und Produktionsstandorten in China, Europa und den USA und einem Team von ausgewiesenen Experten bieten wir einem globalen Kundenstamm eine umfassende Palette von CDMO-Dienstleistungen.

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