바카라 주소이있는 자동으로 설계된 단백질

생물 지적의 연구 및 개발에서, 항체 및 효소와 같은 기능 단백질을 수정하여 기능을 향상시켜야 할 필요가있다 전통적으로, 많은 수의 돌연변이 단백질 (라이브러리)을 제조하고 이들 단백질로부터 원하는 기능을 갖는 단백질을 실험적으로 발견하기 위해 관심있는 단백질에 무작위 돌연변이를 도입함으로써 방법이 수행되었다 그러나이 방법은 많은 돌연변이 체로 실험하기 위해 많은 돈이 필요합니다 또한, 가능한 돌연변이 체의 수는 엄청나고, 라이브러리에 원하는 기능을 갖는 단백질을 포함하지 않을 가능성이 크다는 점이있다

연구 그룹은 바카라 주소을 사용하여 단백질 기능 변형을보다 효율적으로 만드는 방법을 성공적으로 개발했습니다 (그림 1) 이 기술은 먼저 전통적인 무작위 돌연변이 유발을 통해 소수의 돌연변이 체를 준비하고 바카라 주소에 대한 훈련 데이터를 얻기 위해 실험을 수행합니다 다음으로, 바카라 주소 기술인 베이지안 최적화는 원하는 기능을 갖는 단백질을 얻기 위해 어떤 종류의 돌연변이를 도입 해야하는지 예측할 것이다 이것은 원하는 기능을 갖는 풍부한 단백질을 함유하고 저렴한 실험을 할 수있는 소규모 그룹의 돌연변이 체 (스마트 핫 라이브러리)를 제안 할 수있게한다

이 연구에서, 우리는이 방법을 녹색 형광 단백질 (GFP)을 황색 형광 단백질 (YFP)으로 변형시키는 문제에 적용했으며, 알려진 YFP 및 더 높은 형광 강도보다 긴 파장을 가진 다수의 새로운 YFP를 성공적으로 발견했습니다 (그림 2) 기존의 랜덤 돌연변이 유발에 의해 제조 된 라이브러리는 약 3%의 황색 형광 단백질을 함유하였으나, 훈련 데이터로서 AI에 의해 제안 된 라이브러리는 노란 형광 단백질의 매우 높은 비율 인 약 70%를 포함 하였다 (도 3) 이러한 결과는 바카라 주소이 단백질 기능을 수정하는 데 효과적이라는 것을 보여 주며,이 방법은 의료, 음식 및 환경에서 사용될 수있는 항체 및 효소와 같은 다양한 기능성 단백질의 발달에 미래에 적용될 것으로 예상된다

제목 :
형광 단백질의 지시 된 진화를위한 기계 학습 유도 돌연변이 유발
저자 :
Yutaka Saito^1,2, Misaki Oikawa³, Hikaru Nakazawa³, Teppei Niide³, Tomoshi Kameda¹, Koji Tsuda^4,5,6및 Mitsuo Umetsu^3,5
제휴 :
¹AI 연구 센터, 바카라 주소,²연례 고급 산업 과학 및 기술 연구소 AIST/Waseda University 생물 시스템 빅 데이터 분석 오픈 혁신 연구소,³Tohoku University 공학 대학원,⁴도쿄 대학교, 새로운 지역 제작 과학 대학원,⁵Riken Research Center for Innovative Intelligence,⁶통합 재료 개발 및 정보 인프라 부서, 국립 재료 및 재료 연구소
잡지 :ACS 합성 생물학
URL :https : //pubsacsorg/doi/101021/acssynbio8b00155
doi : 101021/acssynbio8b00155