Rubisco-enzymet, det viktigaste enzymet för att fixera koldioxid i alger och växter, är nu målet för AI-baserad proteindefiniering i Paul Hudsons laboratorium på KTH/SciLIfeLab.

Publicerad 2024-10-01

Med hjälp av avancerad AI-teknik tar KTH-forskare fram helt nya proteiner för att bidra till en mer hållbar värld. Det handlar bland annat om att påskynda algers upptag av koldioxid och att skapa mat utan att använda djur.

-Vi arbetar med att förbättra celler. Med hjälp av nyutvecklade AI-tekniker kan vi nu förändra enzymer i cellerna på sätt som evolutionen aldrig tidigare förmått, samtidigt som de fortfarande ser ut och fungerar som naturliga enzymer.

Detta beror på att dessa AI-verktyg har tränats i hur proteiner fungerar och kan gissa vilken typ av mutation som kan leda till en förbättring. I vissa fall blir enzymet så pass mycket bättre att cellerna kan användas inom den kemiska industrin.

-Det blir en grön katalysator, säger Paul Hudson, professor i mikrobiell bioenergiproduktion.

Tränas i proteinernas struktur

Proteiner är uppbyggda av långa kedjor av aminosyror. Enzymer är proteiner som sätter igång olika kemiska reaktioner. Språkbaserade AI-modeller och diffusionsmetoden, som annars används för att generera bilder, har visat sig fungera väl för att generera nya proteinsekvenser. Med hjälp av maskininlärning tränas dessa modeller i proteinernas struktur och kan på så sätt föreslå egna, nya varianter.

-Det här ger oss verktyg för att utforska nya kemiska reaktioner på ett sätt som inte var möjligt för ett år sedan, säger Ulysse Castet, doktorand vid avdelningen för systembiologi

Källa: KTH , 15-10-2024