Sino Biological, Inc. (Shenzhen Stock Exchange: 301047.SZ) hat bekannt gegeben, dass seine Gensynthese- und zellfreie Proteinexpression-Workflow in einer aktuellen Studie des Tencent AI for Life Sciences Lab verwendet wurde, die in Nature Communications veröffentlicht wurde. Die Studie nutzte die Technologie von Sino Biological, um eine schnelle experimentelle Validierung KI-designten Proteine mit verbesserter Aktivität, Stabilität und Multifunktionalität zu ermöglichen und so die Lücke zwischen rechnerischem Proteindesign und experimentellen Ergebnissen zu schließen.
Künstliche Intelligenz hat die Sequenzdesign von Protein-Aminosäuren erheblich beschleunigt, aber die Umsetzung dieser rechnerischen Entwürfe in funktionale Proteine bleibt eine zentrale Herausforderung im Protein-Engineering. Die Aktivität, Stabilität, Faltung und Expression von Proteinen werden durch komplexe strukturelle und biochemische Faktoren beeinflusst, was oft zu Diskrepanzen zwischen In-silico-Vorhersagen und experimentellen Ergebnissen führt. Um dies zu adressieren, führte die Studie einen Ontologieverstärkungs-Iterationsrahmen (ORI) ein, der Protein-Ontologie mit Reinforcement Learning aus Nasslabor-Feedback integriert. Experimentelle Daten, einschließlich der Proteinexpressionsniveaus und funktionellen Aktivität, wurden kontinuierlich in das Modell zurückgespeist, was eine iterative Optimierung der Proteinsequenzen und eine verbesserte Designgenauigkeit ermöglichte.
Die Forscher verwendeten den XPressMAX™ Zellfreien Proteinsynthese-Kit von Sino Biological, um eine schnelle Proteinexpression und funktionelles Screening zu ermöglichen. Protein-codierende Sequenzen, die in den Expressionsvektor des Kits kloniert und dem proprietären zellfreien Reaktionssystem hinzugefügt wurden, unterstützten schnelle Design-Build-Test-Zyklen. Mit diesem Workflow entwickelte das Team ein Lysozym mit über 100-fach höherer Aktivität als das natürliche Enzym, entwickelte eine thermostabile Chitinase, die bei 85 °C aktiv blieb, und exprimierte erfolgreich bifunktionelle Enzyme mit verbesserter Leistung im Vergleich zu natürlich vorkommenden multifunktionellen Enzymen.
Der XPressMAX™ Zellfreie Proteinsynthese-Kit bietet Schlüsselfunktionen, darunter ultraschnelle Synthese mit Proteinexpression in nur 3 Stunden, hohe Screening-Effizienz optimiert für VHH, scFv und Miniproteine, flexible Template-Unterstützung kompatibel mit Plasmid- und linearen DNA-Templates, Disulfidbrücken-freundliche Fähigkeiten, die die Expression komplexer Disulfid-gebundener Proteine ohne zusätzliche Enhancer ermöglichen, kosteneffiziente Leistung, die Betriebszeit und -kosten reduziert, sowie skalierbare Versorgung geeignet für Hochdurchsatz- und industrielle Anwendungen.
Dieser Fortschritt ist bedeutend, weil er eine praktische Lösung für einen der größten Engpässe im KI-gesteuerten Protein-Engineering demonstriert: die langsame und teure experimentelle Validierung rechnerisch designten Proteine. Durch die Ermöglichung schneller Proteinexpression und -screenings kann der zellfreie Synthese-Workflow den iterativen Optimierungsprozess erheblich beschleunigen und möglicherweise die Zeit vom Design bis zur funktionellen Validierung von Wochen auf Stunden reduzieren. Dies könnte weitreichende Auswirkungen auf Branchen haben, die auf entwickelte Proteine angewiesen sind, darunter Pharmazeutika, industrielle Enzyme und Bioremediation. Die Fähigkeit, KI-designte Proteine mit verbesserten Eigenschaften wie dem Lysozym mit über 100-fach höherer Aktivität oder der thermostabilen Chitinase, die bei 85 °C aktiv ist, schnell zu testen, eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung wirksamerer Therapeutika, robusterer industrieller Enzyme und neuartiger multifunktioneller Biokatalysatoren.
Sino Biological ist ein internationaler Reagenzienlieferant und CRO-Dienstleister, der sich auf die rekombinante Proteinproduktion und Antikörperentwicklung spezialisiert hat. Mit dem US-amerikanischen Center for Bioprocessing (C4B) in Houston und SignalChem Biotech (Teil von Sino Biological) in Kanada liefert das Unternehmen maßgeschneiderte, lokalisierte Lösungen für unterschiedliche Forschungsbedürfnisse weltweit und bedient Forscher in über 90 Ländern.
