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Zymergen人工智能 科研效率得到提高

2017-07-26 16:35      责任编辑:薛雪    来源:www.newsijie.com    点击:
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Zymergen人工智能 科研效率得到提高

  Zymergen创立于2013年,主要开发用于工业发酵的基因工程细菌,总部位于加州埃默里维尔。Zymergen公司目前有三大技术优势:合成生物学、机器学习和自动化。其工业发酵方法被描述为使用筛选过的基因工程细菌,并结合机器学习,进行自动化分析和生物信息学处理,而这一切都是围绕着合成生物学展开。

  在Zymergen公司的未来生物学实验室里,你可以看到机器人伸出一个机械手,抓取一个上面有数百个小孔的塑料板,然后扫描了这个板上的条形码。下一步动作则是肉眼无法观察到的,机器人通过给予这个塑料板一个声波的冲击,使每个小孔都能溅出一滴小液珠,这个液滴迅速地被机械手获取,然后送往下一个仪器进行分析。相比起传统上科研人员使用移液器一个孔一个孔的操作,这个机器人1秒钟可以取500个样本。使用机器人进行实验操作,通过条形码来进行记录都已经获得了相当广泛的应用。而通过声波取液的技术,称之为声微滴喷射。

  从提出假说、设计实验、到分析数据,这些是人类科学家的工作。对于Zymergen来说,他们的目标就是完全取代人类科学家们的作用,由人工智能程序完成这些工作。一段时间在机器学习方面的发展,使得机器人有望完全胜任这些工作。Zymergen公司的实际业务是想提高可以生产重要工业原料的微生物的产量,这些原料可以用于生物燃油、塑料、制药等许多领域。通过改造这些微生物的基因组,Zymergen想要找到大量提高产量的方法。

  要想更进一步的提高产量,需要研究人员对其基因组进行非常深入的研究,并且根据初步数据再做下一步研究。一个研究人员一个月大约可以完成10项实验。通过传统机器人的帮助,这个数字可以提高到每周1000项,不过前提是需要给机器人提供正确的实验设计和指令,这往往是一个瓶颈。目前为止,Zymergen能够提升一些微生物产量的10%。这看上去是一个小数字,但是对于年产值1600亿美元的化学工业来说,10%的提升可能意味着数十亿美元的经济效益。

  人工智能能够找到提升产量的方法,但是却不知道其背后的生物学机制。这其实是人工智能的优势之一。因为传统科学方法只会从已知的与生产特定产品相关的基因入手,这其实有很大的局限性。Zymergen的实验发现,许多人工智能发现的能够提高产量的基因变化与其化学合成通路没有直接的联系,其中甚至许多基因的功能是未知的。

  新思界医药行业分析人士表示,科学实验的许多环节都可以交由人工智能来完成,在人工智能的帮助下,研究人员可以从结果出发进行反向推理,有助于揭开更多不为人知的基因功能。
 
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