算法驅(qū)動(dòng)下的基因合成解決方案
在2024年諾貝爾頒獎(jiǎng)典禮上,人工智能(AI)首次因其在生物學(xué)領(lǐng)域的突破性貢獻(xiàn)而登頂科學(xué)界最高殿堂,這標(biāo)志著由AI算法驅(qū)動(dòng)的生物學(xué)革命正在全面展開(kāi)。
實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化革命
Opentrons AI 的零代碼移液工作站讓科學(xué)家用“語(yǔ)音指令”做實(shí)驗(yàn),效率飆升300%;
Bio LIMS INC 的AI系統(tǒng)自主優(yōu)化實(shí)驗(yàn),讓科研效率翻倍·····
藥物研發(fā)模式重塑
浙江大學(xué)Delete模型設(shè)計(jì)出超強(qiáng)抗癌分子,藥效達(dá)納摩爾級(jí);
輝瑞與耀速科技合作的AI病理系統(tǒng)30秒完成胰腺組織分析,較人工提升100倍······
癌癥治療進(jìn)入智能時(shí)代
中國(guó)國(guó)家癌癥中心的SINGULARITY系統(tǒng)整合多組學(xué)數(shù)據(jù)提供動(dòng)態(tài)治療方案(匹配度92.7%);
拜耳等企業(yè)用多生態(tài)AI生成醫(yī)學(xué)影像,突破腫瘤診斷數(shù)據(jù)瓶頸······
早期的基因合成技術(shù)依賴于人工經(jīng)驗(yàn),隨著技術(shù)的迭代創(chuàng)新,現(xiàn)在正經(jīng)歷從傳統(tǒng)方法向AI驅(qū)動(dòng)的革命性轉(zhuǎn)變,兩者的核心差異體現(xiàn)在設(shè)計(jì)策略、效率、精準(zhǔn)度、成本以及應(yīng)用潛力上。
傳統(tǒng)基因合成
- 人工經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo):依賴生物學(xué)家的知識(shí)設(shè)計(jì)DNA序列(如密碼子優(yōu)化、GC含量調(diào)整)。
- 線性流程:設(shè)計(jì)→化學(xué)合成短鏈寡核苷酸→逐步拼接(如PCR、Gibson組裝)→驗(yàn)證糾錯(cuò)。
- 局限性:難以全局優(yōu)化復(fù)雜序列(如避免二級(jí)結(jié)構(gòu)、重復(fù)區(qū)域?qū)е潞铣墒。?
AI基因合成
- 算法驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì):利用深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)最佳序列(如優(yōu)化表達(dá)、穩(wěn)定性、避免錯(cuò)誤折疊)。
- 示例:NG Condon 2.0密碼子優(yōu)化后,蛋白表達(dá)量提升500%。
- 多目標(biāo)優(yōu)化:同時(shí)滿足表達(dá)量、低免疫原性、酶切位點(diǎn)等需求。
泓迅生物依托與行業(yè)領(lǐng)先的合成生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)與AI驅(qū)動(dòng)的生物設(shè)計(jì)工具,以DNA、RNA、蛋白、抗體等生物分子發(fā)現(xiàn)及制造服務(wù)為核心,為科研工作者提供可靠的AI基因合成解決方案。
AI基因合成解決方案全流程
1. 序列設(shè)計(jì)、分析、密碼子優(yōu)化
2. 引物合成
3. 片段組裝
4. 克隆
5. QC驗(yàn)證
6. 表達(dá)驗(yàn)證
7. 產(chǎn)品交付
基因片段最快交付48 h 內(nèi)!
服務(wù)亮點(diǎn)
NG CodonTM系統(tǒng):集成了深度學(xué)習(xí)和基因表達(dá)譜,提供了高可靠性和高效率的密碼子優(yōu)化,使序列設(shè)計(jì)更合理,表達(dá)更高效。
如下圖所示:應(yīng)用泓迅生物專有的NGCodonTM系統(tǒng)后,蛋白質(zhì)的表達(dá)量和溶解度都有了顯著的提高。
Complex Index(CI)系統(tǒng):專注于合成廣泛的錯(cuò)綜復(fù)雜的序列,在前沿算法的推動(dòng)下,Cl系統(tǒng)能解決高GC、重復(fù)序列、發(fā)夾結(jié)構(gòu)、Poly結(jié)構(gòu)等復(fù)雜序列,以100 %的準(zhǔn)確率在合成高度復(fù)雜的基因序列方面出色。
AI-TAT系統(tǒng):依托強(qiáng)大的真實(shí)訂單數(shù)據(jù)庫(kù),能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)訂單交付周期,確保生產(chǎn)周期與客戶實(shí)際需求高度匹配,便于客戶合理安排后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
合成案例分享
超復(fù)雜膠原蛋白基因:該非天然DNA序列長(zhǎng)達(dá)5,121個(gè)堿基對(duì),其中80%由重復(fù)結(jié)構(gòu)組成。
AI賦能的超復(fù)雜膠原蛋白基因
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