Nová strategie snižuje potřebu dat pro proteinové inženýrství o 99 %. Díky tomu mohou organizace inovovat i v prostředích s omezenými zdroji.
Společnost Capgemini představila novou metodiku pro generativní umělou inteligenci v oboru proteinového inženýrství, která využívá specializovaný velký jazykový model proteinů (pLLM) k předvídání nejúčinnějších variant proteinů.1 Tento nový přístup, na který je podána patentová přihláška, pomůže urychlit rozvoj globální bioekonomiky2 a podpoří zásadní vědecké objevy v různých odvětvích včetně zdravotnictví, zemědělství a vědy o životním prostředí. Díky snížení počtu datových bodů potřebných k návrhu proteinových sekvencí o více než 99 % využívá nová metodika sílu generativní umělé inteligence (gen AI) k výraznému zkrácení času a snížení množství zdrojů potřebných pro výzkum a vývoj. Díky tomuto přístupu může Capgemini pomoci klientům snížit náklady na vývoj biologických řešení a spustit projekty, které dříve nebyly životaschopné.
Průlom v řešení problému s úzkým datovým hrdlem
Očekává se, že pokrok v bioinženýrství3 zásadně ovlivní všechna průmyslová odvětví. Polovina manažerů podniků přitom předpovídá, že k této transformaci dojde již během následujících pěti let.4 V časových harmonogramech výzkumu ale mohou být kritickou překážkou data. Tato nová metodika ovšem umožňuje dosahovat průlomové vědecké objevy s výrazně menšími soubory dat, což organizacím dovolí inovovat i v prostředích s omezenými zdroji. Díky tomuto novému přístupu má společnost Capgemini výjimečnou pozici, která jí umožňuje pomáhat klientům hledat a vyvíjet inovativní řešení globálních problémů, jako jsou nemoci, bezpečnost potravin a klimatické výzvy.
Metodika byla vytvořena v unikátní biotechnologické laboratoři Cambridge Consultants využívající AI, která je technologickým centrem skupiny Capgemini. Metodika byla aplikována na několik projektů, aby se ukázalo, jak může vést k zásadní změně v inovacích. Mezi příklady, které lze snadno převést do jiných aplikací, patří:
60% zvýšení účinnosti rozkladu plastů: Přístup společnosti Capgemini založený na gen AI vylepšil enzym kutinázu a zvýšil jeho schopnost rozkládat PET plasty o 60 %. Tento pokrok je jedním z příkladů, jak může proteinové inženýrství vytvořit nová, vysoce účinná a nákladově efektivní řešení pro boj s plastovým odpadem po celém světě. Průlomový objev usnadňuje rozkládání plastů a může tak podpořit cíle udržitelnosti a pomoci snížit provozní náklady spojené s nakládáním s odpady.
Omezení experimentování pro rychlejší inovace: Capgemini pomocí předpovědí gen AI snížila počet experimentů potřebných k identifikaci vylepšené varianty běžně citovaného benchmarku Green Fluorescent Protein z několika tisíc na pouhých 43 datových bodů, čímž dosáhla sedmkrát vyšší úrovně jasu než u přírodního proteinu medúzy. Výrazně se tím zkracuje čas a snižuje množství zdrojů, obvykle potřebných k experimentálnímu testování, což umožňuje rychlejší nasazení v celé řadě oblastí, od urychlení objevování léků a zdokonalení diagnostických nástrojů až po pokrok v bioinženýrských aplikacích.
„Díky vlastnímu přístupu Capgemini založenému na generativní umělé inteligenci máme jedinečnou příležitost umožnit klientům výrazně urychlit jejich biologický výzkum a vývoj v dosud nevyužitých oblastech a, což je zásadní, přispět k řešení mnoha nejpalčivějších problémů lidstva,“ řekl Roshan Gya, generální ředitel Capgemini Invent a člen představenstva skupiny. „Naše nová metodika je rychlejší, nákladově efektivnější a otevírá klientům nové možnosti pro vývoj inovativních řešení na bázi bioinženýrství. Skupina Capgemini poskytuje kompletní služby v oblasti bioinženýrství a možností škálování, aby mohli naši klienti získat významnou obchodní hodnotu a vyvinout vlastní duševní vlastnictví, odkloněním se od tradičních přístupů založených na uhlíku a podporou růstu bioekonomiky.“
Prof. Stephen Wallace, profesor chemické biotechnologie na Edinburské univerzitě, uvedl: „Přístup společnosti Capgemini, založený na generativní umělé inteligenci, představuje významný skok v oblasti proteinového inženýrství. Výrazným snížením požadavků na data společnost Capgemini zásadně změnila časovou osu inovací v bioinženýrství. Tento průlom odráží jasnou vizi budoucnosti bioinženýrství, která využívá návrh a konstrukci nových biokatalyzátorů k vytvoření udržitelnějších a škálovatelnějších průmyslových procesů. Díky svým odborným znalostem a přizpůsobivosti má Capgemini dobré předpoklady k tomu, aby v této vzrušující a rychle se rozvíjející mezioborové oblasti dosáhla technologického pokroku.“
Na základě 10 let průkopnického vývoje v oblasti bioinženýrství a umělé inteligence se unikátní biotechnologická laboratoř Cambridge Consultants využívající umělou inteligenci, vybudovaná v jejím ústředí ve Velké Británii, stala domovem bezkonkurenční kombinace multidisciplinárních odborníků v oblasti biologie, chemie, gen AI, digitálních dvojčat, elektroniky, softwaru, udržitelnosti a mnoha dalších oborech.
1 Ve Velké Británii byla podána prioritní patentová přihláška a čeká se na udělení patentu
2 Bioekonomika označuje hospodářskou činnost závislou na biologických zdrojích a procesech (zvířata, rostliny, mikroorganismy a biomasa)
3 Bioinženýrství je také známé jako syntetická biologie
4 „Unlocking the power of engineering biology: The time is now“, Výzkumný ústav Capgemini, červenec 2024