Trung Quốc tạo bộ dữ liệu protein lớn nhất thế giới nhờ AI

Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Giao thông Thượng Hải (Trung Quốc), tiến bộ này có tiềm năng giảm đáng kể thời gian và chi phí liên quan đến việc sửa đổi protein trong công nghiệp.

Trọng tâm của nghiên cứu là cơ sở dữ liệu Venus-Pod, chứa hơn 9 tỷ trình tự protein từ nhiều loại sinh vật, bao gồm vi khuẩn ưa cực, vi sinh vật biển và virus. Đặc biệt, 500 triệu trình tự trong số này được gắn nhãn chức năng chi tiết, giúp AI dự đoán chính xác điều kiện hoạt động tối ưu của protein như nhiệt độ, độ pH và áp suất.

AI giúp các nhà khoa học Trung Quốc tạo bước đột phá trong thiết kế protein. Ảnh: China Daily

Dựa trên cơ sở dữ liệu này, nhóm nghiên cứu đã phát triển mô hình Venus với hai chức năng chính: tiến hóa protein do AI chỉ đạo và sàng lọc protein do AI hỗ trợ.

Giáo sư Hong Liang, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: "AI đã thay thế phương pháp truyền thống, vốn tốn hàng nghìn thí nghiệm, bằng thiết kế chính xác chỉ trong vài tháng". Nhờ đó, quá trình nghiên cứu và phát triển protein được đẩy nhanh đáng kể, đồng thời giảm thiểu chi phí và nguồn lực.

ĐỌC NGAY: Trung Quốc yêu cầu dán nhãn AI để chống lan truyền tin giả

Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này rất đa dạng. Trong lĩnh vực y tế, nhóm đã tối ưu hóa enzyme phosphatase kiềm (ALP) để phát hiện dấu ấn sinh học của bệnh Alzheimer ở nồng độ cực thấp, với hiệu quả cao gấp 3 lần so với sản phẩm tốt nhất hiện nay.

ALP đang được sản xuất ở quy mô 200 lít, tiến gần hơn đến việc thương mại hóa. Trong công nghiệp, protein được thiết kế bằng AI có thể ứng dụng trong chất tẩy rửa, enzyme công nghiệp chịu axit hoặc kiềm, cũng như sản xuất vật liệu sinh học bền vững.

Để hỗ trợ quá trình này, nhóm nghiên cứu cũng phát triển hệ thống tích hợp tự động đầu tiên trên thế giới, có khả năng biểu hiện, tinh chế và kiểm tra hơn 100 protein mỗi ngày. Hệ thống này nhanh hơn gấp 10 lần so với phương pháp thủ công, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí. Công nghệ này đã thu hút sự quan tâm lớn từ các tập đoàn dược phẩm và công nghệ sinh học toàn cầu.

Nhìn về tương lai, thành tựu này không chỉ giúp Trung Quốc khẳng định vị thế dẫn đầu trong lĩnh vực thiết kế protein mà còn mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong y tế, nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Giáo sư Hong chia sẻ: "Chúng tôi kỳ vọng trong 5 năm tới, 30% protein công nghiệp sẽ được thiết kế bằng AI".

Thanh Huyền