DigitalArtSpace

OpenAI и роботизированная платформа Ginkgo Bioworks представили совместную разработку, показывающую, что языковая модель GPT-5 способна непосредственно управлять автоматизированной лабораторией и совершенствовать биохимические процессы в рамках циклического экспериментального процесса. Благодаря этому, стоимость бесклеточного синтеза белков удалось уменьшить на 40%, что является значительным улучшением по сравнению с предыдущими результатами.

В рамках эксперимента GPT-5 был интегрирован в облачную лабораторию Ginkgo Bioworks — автоматизированный комплекс, где роботизированные установки проводят биологические эксперименты и передают полученные данные через программный интерфейс. Искусственный интеллект разрабатывал последовательности экспериментов, лаборатория их осуществляла, а затем результаты возвращались в ИИ для планирования следующего этапа.

Для проверки своих навыков авторы исследования остановились на бесклеточном синтезе белков (CFPS). Этот метод предполагает создание белков без использования клеточных культур, а напрямую в реакционной смеси, которая включает в себя ДНК-матрицу, клеточный лизат и комплекс биохимических веществ, таких как источники энергии и соли. Данная технология находит широкое применение для оперативного создания прототипов и проведения испытаний в биологических и биотехнологических областях.

В ходе шести итераций замкнутого эксперимента на 580 автоматизированных планшетах было проведено тестирование свыше 36 000 различных составов реакций CFPS. Для достижения нового результата, после получения доступа к вычислительным ресурсам, научным публикациям и веб-браузеру, GPT-5 потребовалось три этапа экспериментов и примерно два месяца. В итоге стоимость производства белков удалось уменьшить на 40%, а затраты на реагенты — на 57%.

Исследователи акцентируют внимание на том, что размер эксперимента критически важен для биологических исследований, поскольку отдельные измерения нередко характеризуются значительными погрешностями. Значительное количество повторов позволяет определить надёжные тенденции и исключить влияние случайных факторов. В процессе работы модель выявила сочетания компонентов, демонстрирующих стабильную эффективность при использовании высокопроизводительной автоматизации.

При изучении были выявлены различия между ручными лабораторными исследованиями и крупномасштабными реакциями, проводимыми в микропланшетах. В автоматизированных системах объёмы меньше, концентрация кислорода ниже, а эффективность перемешивания ухудшается. Как правило, это приводит к уменьшению количества полученного белка. GPT-5 разработала составы реакционных смесей, способные компенсировать такие факторы, в том числе варианты, демонстрирующие эффективность при ограниченном насыщении кислородом.

Система также показала, что незначительные корректировки буферных растворов, процессов регенерации энергии и концентраций полиаминов существенно влияют на объём получаемого продукта, при этом стоимость этих элементов невелика. Эти факторы не часто становятся приоритетными при ручной настройке, однако при больших объёмах производства их можно систематически проверять.

Анализ структуры затрат выявил, что наибольшую стоимость CFPS составляют клеточный лизат и ДНК. Следовательно, снижение цены напрямую зависит от увеличения выхода белка на единицу этих материалов. Оптимизация эффективности именно в этой области оказывает более существенное влияние, чем экономия на менее значимых реагентах.

В ходе исследований использовался один вариант белка — сверхфлуоресцентный зелёный белок sfGFP — в системе CFPS. Переносимость полученных данных на другие белки и платформы на данный момент не установлена. Авторы также указывают на то, что для обеспечения корректного выполнения экспериментов и работы с реагентами всё ещё требуется квалифицированный персонал. В перспективе планируется расширение использования замкнутых систем «модель — лаборатория» для изучения других биологических процессов, при этом будет оцениваться потенциальные риски, включая аспекты биобезопасности.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.