Лаборатории с автономным управлением для автономной навигации в ландшафте приспособленности белков

Белковая инженерия имеет практически безграничные области применения в химии, энергетике и медицине, однако создание новых белков с улучшенными или новыми функциями по-прежнему остается медленным, трудоемким и неэффективным процессом. В данной работе мы представляем платформу Self-driving Autonomous Machines for Protein Landscape Exploration (SAMPLE) для полностью автономной белковой инженерии. В основе SAMPLE лежит интеллектуальный агент, который обучается взаимосвязям между аминокислотной последовательностью и функцией белка, разрабатывает новые белки и передает созданные конструкции полностью автоматизированной роботизированной системе, экспериментально тестирующей разработанные белки и предоставляющей обратную связь для улучшения понимания агентом исследуемой системы. Мы задействовали четыре агента SAMPLE с целью создания ферментов-гликозидгидролаз с повышенной термостабильностью. Несмотря на индивидуальные различия в характере поиска, все четыре агента быстро сошлись на термостабильных ферментах, которые были по меньшей мере на 12 °C стабильнее исходных последовательностей. Лаборатории с автономным управлением автоматизируют и ускоряют процесс научных открытий и обладают значительным потенциалом в области белковой инженерии и синтетической биологии.