Ki komt ook synthetische biologie te hulp

algoritmes en synbiologie

Tijana Radivojevic en Hector Garcia Martin aan het werk (afb: Berkeleylab)

Ach ja, je kon er op wachten. Eindelijk na veertig jaar een belofte te zijn geweest begint kunstmatige intelligentie iets voor te stellen en bij het ene na het andere onderzoeksgebied wordt ki erbij gesleept om dat nog verder op te stoten in de vaart der wetenschappen. Synthetische biologie, de mens gemaakte biologie, is ook iets waarvan veel verwacht wordt, dus waarom die twee niet in symbiose gebracht en waarlijk het voorspelbare is geschied. Ki heeft synbio gevonden mede door toedeon van onderzoekers van het Lawrence Berkeley Nationale Lab. Die ontwikkelden een methode om zelflerende algoritmes aan te passen aan de noden van de synthetische biologie…Nu hoeven synbiowetenschappers geen jaren te besteden aan het intens doorgronden van elk deeltje van een cel om er iets mee te kunnen doen. In plaats daarvan doet het algoritme het ‘denkwerk’ voor hemhaar, is het verhaal van de onderzoekers. Dat zou dan aangeven welke effecten veranderingen van DNA of van de celbiochemie zouden hebben en zou met aanbevelingen komen hoe het gewenste doel bereikt zou kunnen worden. Nog even en zo’n ki-systeem heeft helemaal geen wetenschappers meer nodig.
“De mogelijkheden zijn revolutionair”, trapt bioloog Hector Garcia Martin een open deur in. “Nu is biotechnologie nog een traag proces. Het duurde 150 mensjaren om het malariamedicijn artemisine te ontwikkelen. Als je nieuwe cellen in een paar weken of maanden kan maken in plaats van jaren, dan zou dat een omwenteling zijn voor het vakgebied.”

De bioloog werkte bij deze ontwikkeling samen met informatica Tijana Radivojevic en internationale collega’s. Die ontwikkelden een algoritme die de naam automatisch aanbevelingshulpmiddel (in Engelse afko heel geinig ART) meekreeg. Dat algoritme komt met aanbevelingen, zoals de naam al aangeeft, na zich suf geleerd te hebben aan allerlei, uiteraard relevante, informatie. De bruikbaarheid werd afgemeten door terug in de tijd te gaan en op basis van die historische gegevens te voorspellen hoe het verder moet en te controleren of dat inderdaad gebeurd was zoals bij het kweken van beestjes die biobrandstoffen moesten maken.
Ze keken met ART ook naar een manier om de productie van tryptofaan te verhogen, een aminozuur met diverse toepassingen. Dat zuur moest worden geproduceerd door gewone bakkersgist (Saccharomyces cerevisiae). Om het experiment uit te voeren kozen ze vijf genen. Elk van die genen werd geregeerd door verschillende promotoren (onderdeel van het gen) en diverse mechanismes waardoor zo’n 8000 verschillende biologische routes mogelijk waren.
Deense collega’s genereerden gegevens van 250 van die mogelijke routes en die werden gebruikt om ART bij te brengen en die moest er zien achter te komen wat de relatie is tussen de expressie van de vijf genen en de opbrengst aan tryptofaan. Op basis daarvan ‘berekende’ het algoritme hoe dat tussen de overige ruim 7000 routes moest zijn. Al dat denkwerk van ART zou een tryptofaanproductie door het bakkersgist hebben opgeleverd die ruim het dubbele opbracht van het referentiegist en maar 17% boven de beste ontwerpen die gebruikt werden om ART te oefenen.

Duidelijke demonstratie

Garcia Martin: “Dit is een duidelijke demonstratie dat biotechnologie begeleid door zelflerende systemen haalbaar is en minder goed werkt bij opschaling. We hebben het gedaan voor vijf genen maar we geloven dat we het voor het hele genoom kunnen doen. Dit is pas het begin. Hiermee hebben we aangetoond dat er een alternatief is om stofwisselingstechniek te bedrijven. Algoritmes kunnen automatisch de routinedingen doen terwijl jij je tijd kan besteden aan het creatievere deel: beslissen over de belangrijke vragen, experimenten ontwerpen en de verworven kennis vastleggen.”

De onderzoekers zeiden verbaasd te zijn over hoe weinig informatie nodig was om resultaat te krijgen, maar om de mogelijkheden van synbio in te zien zullen de algoritmes toch met meer informatie meoten worden gevoed, denken ze. Volgens Garcia Martin is de synthetische biologie nog in de beginfase. “We hebben een methodologie ontwikkeld en die gedemonstreerd aan de hand van een kleine gegevensverzameling. Mogelijke toepassingen zouden revolutionair kunnen zijn als je de beschikking had over veel gegevens.”

Bron: EurekAlert

2 gedachten over “Ki komt ook synthetische biologie te hulp

    • Dat wordt vaak aangehaald als reden om kunstmatige intelligentie af te korten met ai. Het komt vaker voor dat afkortingen voor verschillende zaken gebruikt worden en ik gebruik eerst altijd de volledige term alvorens te gaan afkorten. Verwarring kan dan alleen ontstaan als je alleen de kop leest (maar dat kan ook grappig zijn)….

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.