Allt biobaserat:plast, medicin och bränsle. Det verkar som en futuristisk utopi. Men hur länge? Ett samarbete mellan forskare föreslår nu en idé för att påskynda utvecklingsprocessen. Genom att kombinera maskininlärning och laboratorieautomatisering kan detta biobaserade ideal bli verklighet förr snarare än senare.
Biobaserade produkter kan vara lika billiga som produkter tillverkade av fossila bränslen. Det finns dock fortfarande en väg att gå. Utvecklingen av kostnadseffektiva biobaserade processer kräver skapandet av stabila och förbättrade enzymer:biokatalysatorer som påskyndar produktionen av önskade föreningar. För bioprodukter produceras enzymer i bakterier, där DNA ändras för att optimera enzymernas katalytiska funktion.
Tyvärr är det en långsam och arbetskrävande process att modifiera och testa förbättrade enzymer med traditionella metoder. Det kräver att man introducerar förändringar i bakteriernas DNA och sedan screenar man vilken effekt detta har på enzymegenskaperna. Nuförtiden hjälper beräkningsverktyg, särskilt maskininlärning, till att utöka möjligheterna för enzymteknik.
Detta kan kombineras med framsteg inom laboratorieautomation och genteknik, som hjälper till att utveckla effektiva screeningmetoder för konstruerade enzymer. Genom att förlita sig på detta kombinerade tillvägagångssätt kan enzymer konstrueras snabbare och mer tillförlitligt än tidigare.
En artikel om forskarna publicerades nyligen i Nature Communications . Forskaren Lennart Schada von Borzyskowski (Institute of Biology Leiden), en medförfattare till studien, säger, "Vi skrev den här artikeln som ett team med specialister från olika forskningsområden, och vi tror att enzymteknik också kommer att vara lagarbete i framtid."
"En forskare kan inte vara expert på biokemi, genteknik och maskininlärning samtidigt. Att förbättra enzymer för hållbar bioteknik är en utmanande uppgift, och bara samarbete gör det möjligt att lyckas."
Mer information: Enrico Orsi et al, Automatiserad in vivo enzymteknik accelererar biokatalysatoroptimering, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-46574-4
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Leiden University
