Dieser Nachrichtenartikel ist eine KI-generierte Übersetzung aus dem Englischen ins Deutsche.
deCYPher: KI und synthetische Biologie bündeln ihre Kräfte, um seltene natürliche Verbindungen nutzbar zu machen
25. September 2023 – deCYPher ist ein neues europäisches Horizon-Projekt, das darauf abzielt, synthetische Biologie mit künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen zu verbinden. Anlässlich eines Kick-off-Treffens in Gent, Belgien, kamen Vertreter von 10 Partnern aus 6 europäischen Ländern zusammen, um das ehrgeizige Ziel von deCYPher zu erörtern: die Überwindung von Hürden bei der Herstellung wertvoller Verbindungen (die üblicherweise in geringen Mengen aus Pflanzen gewonnen werden) in der industriellen Biotechnologie – insbesondere Terpenoide und Flavonoide, Naturstoffe, die etwa 30.000 verschiedene chemische Substanzen umfassen.
Terpenoide und Flavonoide werden traditionell aus Pflanzen gewonnen und finden aufgrund ihrer Bedeutung für eine Vielzahl von Anwendungen und Märkten – darunter Arzneimittel, Duftstoffe, Aromen, Lebensmittelkonservierungsmittel und Insektizide – große Beachtung. Allerdings lässt sich nur ein winziger Bruchteil dieser großen und vielseitigen Gruppen von Verbindungen kommerziell aus Pflanzen gewinnen, und aufgrund ihres geringen Gehalts in den Pflanzen erfordern solche kommerziellen Verfahren einen nicht nachhaltigen großflächigen Feldanbau. Die Vielfalt der Terpenoide und Flavonoide beruht auf zahlreichen Variationen gemeinsamer Molekülstrukturen, die zum Großteil auf Oxidationsreaktionen zurückzuführen sind, die von einer umfangreichen Familie von Enzymen namens Cytochrome P450 (oft als CYPs bezeichnet) durchgeführt werden. Terpenoide und Flavonoide verdeutlichen einmal mehr die Komplexität biologischer Prozesse und die Schwierigkeit, diese im Labor zu entschlüsseln und neu zu gestalten – ganz zu schweigen von der Umsetzung im industriellen und kommerziellen Maßstab.
„Fortschritte in den Bereichen künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen reduzieren die Gestaltungsmöglichkeiten auf die wahrscheinlichsten und können Lösungen entdecken, die in der Natur bisher unbekannt sind“, erklärte Projektkoordinatorin Marjan De Mey.
Über seinen Beitrag zur Entschlüsselung der Bausteine und Prozesse der Natur hinaus wird deCYPher einen innovativen und ganzheitlichen Ansatz verfolgen, der darauf abzielt, die Entwicklung von Bioprozessen neu zu gestalten. deCYPher wird eine standardisierte Plattform für künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen für biotechnologische Anwendungen entwickeln und Bioprozesse über alle Schritte der Entwicklungskette hinweg begleiten. Ausgehend von spezifischen Zielen für Fallstudien (und der Entschlüsselung von CYPs) plant deCYPher, methodisch daran zu arbeiten, das Design und die Steuerung von Bioprozessen von einer Kunstform hin zu einem reproduzierbaren und nachhaltigen System weiterzuentwickeln.
ML6 ist der kommerzielle ML/KI-Partner des Konsortiums und wird sich auf den Aufbau der ML-Toolbox konzentrieren, die die Proteinentdeckung/-konstruktion (AlphaFold, ESMfold...) und aktives Lernen in den DBTL-Zyklus der Laborarbeit integriert. Dabei werden sowohl die funktionelle CYP-Expression zur Optimierung von Stoffwechselwegen und Wirten als auch die Skalierung berücksichtigt.
Details und Zahlen auf einen Blick:
- Das deCYPher-Projekt ist ein „Horizon Europe“-Projekt, das mit 6 Millionen Euro gefördert wurde, am 1. September 2023 gestartet ist und für die nächsten 4 Jahre geplant ist.
- Das Projekt wird von der Universität Gent geleitet und koordiniert und vereint 10 Partner aus 6 europäischen Ländern: 5 Forschungs- und Technologieorganisationen (UGent, CSIC, Stichting Wageningen Research, Barcelona Supercomputing Center, VIB), 3 kleine und mittlere Unternehmen (ML6 Skyhaus, Biofaction, Lantana Bio), 1 Großunternehmen (Isobionics) und 1 zivilgesellschaftliche Organisation (Finnish Bioart Society).
Weitere Informationen erhalten Sie bei:
Jan Gerlo, Business Lead Life Science bei ML6
Pieter Coussement, Squad Lead Bio bei ML6
