2019 metais „Biomatter“ žurnale „Nature Machine Intelligence“ pademonstravo, jog pasitelkiant dirbtinį intelektą galima sukurti naujus, gamtoje neegzistuojančius fermentus. Šis svarbus algoritmas atvėrė naujus kelius sintetinės biologijos tyrimams ir plėtrai visame pasaulyje. Šiandien „Biomatter“ vystoma „Intelligent Architecture™“ platforma leidžia kurti visiškai unikalius fermentus, išvengiant natūralių fermentų turimus trūkumus, taip itin praplečiant jų taikymo galimybes.
Nauja investicija, kartu su sparčiai augančiu klientų ratu, kuriam priklauso ir tokios įmonės kaip „Thermo Fisher Scientific“, „BASF“, „Neogen“, leis „Biomatter“ toliau plėsti savo unikalios platformos galimybes ir jos pagalba kurti inovatyvius produktus.
Fermentai – raktas į bioekonomikos ateitį
Sparčiai augantis gyventojų skaičius pasaulyje reikalauja naujų inovatyvių sprendimų medicinos, chemijos pramonės ir tvarios maisto produkcijos srityse.
Fermentai yra pagrindinės molekulės, galinčios tapti šios transformacijos pagrindu. Šiandien gamtoje randami fermentai atlieka svarbias funkcijas įvairiose pramonės šakose: diagnostikoje (pvz., naudojant DNR polimerazes), genų redagavime (pvz., CRISPR-Cas sistemos), biokuro gamyboje (pvz., naudojant celiulazes) ar žemės ūkyje (pvz., naudojant fitazes).
Tačiau kiekvienai sričiai ir pritaikymui reikalingi nauji, unikalūs fermentai, kurių generavimas yra itin didelis iššūkis mokslininkams. Dabartiniai fermentų kūrimo metodai yra paremti brangiais eksperimentiniais tyrimais, kurie gali trukti mėnesius ar netgi keletą metų, o tokiu būdu sukurtų fermentų taikymo galimybės – vis dar itin ribotos.
Unikali „Biomatter“ komandos sukurta technologija padeda įveikti šias limitacijas ir pažvelgti į fermentų inžineriją iš kitos perspektyvos.
„Fermentai atliks itin svarbų vaidmenį ateities bioekonomikoje. Šios molekulės yra įgalinantis elementas, leidžiantis mums kurti ir gaminti naujus cheminius junginius, ląsteles ir net organizmus. Unikalūs fermentai, kuriuos sėkmingai kuriame savo partneriams visame pasaulyje, demonstruoja mūsų gebėjimą peržengti įprastas fermentų inžinerijos ribas. Tikime, jog neribotos galimybės kurti norimus fermentus mums padės prisidėti prie gražesnį rytojaus planetai ir žmonėms statymo“, – sako Laurynas Karpus, „Biomatter“ direktorius ir bendraįkūrėjas.
Inovatyvios technologijos tvariai ateičiai
Ribotos fermentų inžinerijos galimybės paskatino „Biomatter“ sukurti tvarų šios problemos sprendimą. 2019 metais „Biomatter“ komanda pristatė svarbų tyrimą, parodžiusį, kad jų sukurtas dirbtinio intelekto įrankis gali mokytis iš didelio kiekio duomenų apie jau egzistuojančius fermentus ir panaudoti šias apibendrintas žinias generuojant visiškai naujas fermentų molekules. Šis pasiekimas buvo didelis proveržis, pirmą kartą pasaulyje pademonstravęs, kad dirbtinis intelektas gali padėti sukurti naujus, pilnai veikiančius fermentus.
„Intelligent Architecture™“ platforma yra daugelio metų „Biomatter“ mokslininkų ir inžinierių darbo rezultatas, leidžiantis iš esmės pakeisti fermentų kūrimo paradigmą. Tradiciniai fermentų inžinerijos metodai yra paremti nedidelių pakeitimų įvedimu į jau gamtoje egzistuojančias molekules, siekiant sukurti naujas ar geresnes funkcijas. Dažnu atveju, šie pagerėjimai yra gan nedideli, o funkcijos – panašios į jau egzistuojančias. Natūralūs fermentai paprasčiausiai nėra evoliucionavę XXI-ojo amžiaus industriniams tikslams.
„Biomatter“ fermentų inžinerijos platforma naujus fermentus leidžia sukurti neapsiribojant jau egzistuojančioms molekulėms. Nusprendus, kokią funkciją ir savybes fermentas turi turėti, nauja molekulė yra kuriama pradedant nuo „tuščio lapo“. Tokiu būdu, baltymų inžinieriai gali kurti naują molekulę nuo jos pirmojo atomo, specifiškai pritaikytą jos galutinei aplikacijai.
Toks proveržis fermentų inžinerijos sferoje yra galimas dėl „Biomatter“ sukurtų naujų dirbtinio intelekto ir fizikinių algoritmų, kurie buvo sukurti ir toliau tobulinami įmonės laboratorijose Lietuvoje.
„Dirbtiniu intelektu pagrįstas baltymų dizainas šiuo metu yra viena įdomiausių ir dinamiškiausių sričių rizikos kapitalo fondų investicijoms. „Biomatter“ inovatyvus požiūris į fermentų kūrimą nuo nulio, leidžia peržengti natūralių fermentų ribas ir pasiekti tikrus proveržius biotechnologijos srityje. Esame giliai sužavėti visa komanda ir įsitikinę, kad „Biomatter“ yra dirbtinio intelekto pagrindu kuriamų baltymų lyderis“, – sako Dr. Oliver Schoppe, „UVC Partners“ atstovas.
Unikalūs fermentai įvairiose pramonės šakose
Naudojant „Intelligent Architecture™“ platformą, „Biomatter“ kuria fermentus, pritaikytus įvairioms pramonės šakoms, įskaitant chemijos ir maisto pramonę, žemės ūkį, mediciną ir gyvybės mokslus. Ši platforma padeda sutrumpinti fermentų kūrimo laiką nuo metų iki vos kelių savaičių bei atveria naujų fermentų funkcijų kūrimo galimybes. „Biomatter“ sėkmingai kuria naujus fermentus tokioms įmonėms kaip „Thermo Fisher Scientific“, „BASF“ ir „Neogen“.
Vienas iš platformos pritaikymo pavyzdžių – sėkminga „Biomatter“ ir „Kirin“, vienos didžiausių maisto ir sveikatos įmonių pasaulyje, patnerystė. Šio projekto metu buvo sukurtas metodas efektyviai gaminti žmogaus pieno oligosacharidus (ŽPO), naudojant visiškai naujus „Biomatter“ sukurtus fermentus. Pagrindinis dėmesys šios kolaboracijos metu buvo skiriamas vienam svarbiausių natūraliame žmogaus piene randamų ŽPO – lakto-N-fukopentozei (LNFP I).
ŽPO yra būtinas komponentas kūdikio sveikatai, imuninės sistemos stiprinimui ir apsaugai nuo infekcijų. Gebėjimas gaminti didelius ŽPO, tokius kaip LNFP I, kiekius, reiškia, jog vis daugiau kūdikių visame pasaulyje turės prieigą prie pilnaverčio pieno mišinio, būtino jų visapusiam vystymuisi.
„Dirbtinio intelekto pritaikymas baltymų kūrimui bus transformuojantis įrankis, padėsiantis išspręsti esmines problemas susijusias su jų inžinerija. Pasiekti rezultatai ankstesniuose projektuose, bendradarbiaujant su tarptautinėmis kompanijomis, demonstruoja, kad „Biomatter“ kuriama technologija spartina šios srities inovacijas, plečiant fermentų pritaikymo galimybes tiek esamose, tiek naujose srityse. „Biomatter“ komanda nuolat tobulina fermentų inžinerijos platformą stengiantis atliepti didelę fermentų inžinerijos paklausą“, – teigia „Inventure“ investicijų partneris Kevin Lösch.
