必读!人工智能+合成生物将是未来最火爆的研究领域!

文摘   2024-10-19 15:35   北京  

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文丨Lisa

编丨Lisa

人工智能+合成生物将是未来最火的研究领域。


新质生产力、未来产业、政策扶持、潜力无限....


人工智能+合成生物学具备上述特点。


国部省市县5级关于推动合成生物学发展的规划、意见与举措!(精准发酵、生物医药、生物农业、生物质替代、生物安全)


那么,人工智能+合成生物在哪些领域已经率先发力了?


例如基因调控与元件设计,对微小元件的精准把握


启动子等调控元件的设计与优化:利用人工智能技术设计全新的基因启动子等调控元件,以更好地控制基因的表达。


例如通过深度学习技术融合生物先验知识,建立调控元件的生成模型,产生大量具有特定功能和特性的启动子,为合成生物系统的构建提供更丰富、更高效的元件选择。


基因线路的设计与构建:借助人工智能设计复杂的基因线路,实现对细胞功能的精确调控。


比如设计能够根据特定环境信号或输入条件,精确控制细胞产生特定产物、执行特定功能的基因线路,可应用于生物制药、生物传感等领域。


例如药物研发与筛选,相关工作已多次获诺贝尔奖


新药物的设计与发现:利用人工智能的强大计算能力和模式识别能力,根据药物靶点的结构和特性,设计全新的药物分子。


同时,对大量的化合物进行虚拟筛选,预测其与靶点的结合能力、生物活性和毒性等,快速筛选出有潜力的药物候选物,大大提高药物研发的效率和成功率。


药物疗效和毒性预测:基于人工智能对大量的生物数据和药物数据进行分析,预测药物在不同人群中的疗效和潜在的毒性反应,为临床试验的设计和药物的个性化治疗提供依据。


发酵优化与放大技术的“前世今生”


例如蛋白质工程与设计,这是谷歌、英伟达等互联网公司压下重注的领域


蛋白质结构预测:人工智能技术可以快速准确地预测蛋白质的三维结构,为蛋白质的功能研究和设计提供基础。这对于理解蛋白质的作用机制、设计具有特定功能的蛋白质以及开发基于蛋白质的药物和材料具有重要意义。


蛋白质功能设计:根据特定的需求和应用场景,利用人工智能设计具有特定功能的蛋白质,如具有高催化活性的酶、具有特定结合能力的抗体等。并且可以对蛋白质的稳定性、溶解性等特性进行优化,提高其在实际应用中的性能。


合成生物学为什么这么火?


而在行业应用上,农业与食品领域存在巨大潜力


农作物改良:通过基因编辑和合成生物学技术,结合人工智能对农作物基因组的分析和预测,培育具有优良性状的农作物品种,如抗病虫害、耐旱、高产等。


食品成分的合成与改良:利用合成生物学合成食品中的重要成分,如蛋白质、甜味剂等,或者对食品的营养成分和口感进行改良,满足人们对健康和美味食品的需求。

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