El editor de IA desbloquea el potencial microbiano para productos químicos y combustibles renovables
- Los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge mejoran las herramientas de edición genómica CRISPR Cas9 con IA para la modificación de genomas microbianos.
- El diseño explicable del editor de IA supera el problema de la caja negra, mejorando las predicciones de ARN guía para plantas de biomasa energética y desarrollo de fármacos.
- Aplicaciones similares de IA en investigación médica muestran medicamentos generados por IA y una producción de anticuerpos optimizada.
En un movimiento innovador hacia la bioingeniería sostenible, investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) han aprovechado el poder de la inteligencia artificial para desarrollar un editor de IA que revolucione la edición genómica. El equipo utilizó CRISPR Cas9, una potente herramienta de bioingeniería, y lo combinó con un innovador editor de IA para alterar genéticamente microbios, allanando el camino para productos químicos y combustibles renovables.
Este avance científico no solo promete un futuro más verde, sino que también aborda los desafíos de la edición de precisión, evitando costosos «errores tipográficos» en el código genético de un organismo, según informó Interesting Engineering.
¿Cómo transforma el editor de IA los genomas de los microbios?
CRISPR, conocido como Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Espaciadas, ha sido un cambio radical en la modificación de códigos genéticos. Sin embargo, su efectividad se ha limitado a células de mamíferos y moscas de la fruta, dejando a los microbios en gran medida intactos. Para cerrar esta brecha, los científicos del ORNL desarrollaron un modelo de inteligencia artificial llamado bosque aleatorio iterativo. Entrenado en un conjunto de datos que presenta 50.000 ARN guía dirigidos al genoma de la bacteria E. coli, el editor de IA descifra los mecanismos moleculares subyacentes a la eficiencia del ARN guía.
Erica Prates, bióloga computacional de sistemas en el ORNL, destacó la importancia de este enfoque, afirmando que el modelo desempeñó un papel crucial en la identificación de pistas sobre los mecanismos moleculares detrás de la eficiencia de los ARN guía. Este proceso resultó en la generación de una biblioteca integral de información molecular, proporcionando valiosas perspectivas para mejorar la efectividad de la tecnología CRISPR.
A diferencia de otros editores de IA, este programa cuenta con un diseño explicable, mitigando el notorio problema de la «caja negra» asociado con los sistemas complejos de IA. Los modelos mejorados de CRISPR Cas9 permiten vincular con precisión los genes con los rasgos físicos, facilitando la modificación de genomas de microbios para mejorar las plantas de biomasa para biocombustibles y la fermentación bacteriana de la biomasa. Carrie Eckert, líder del grupo de Biología Sintética en el Laboratorio Nacional Oak Ridge, destacó los avances logrados a través de su investigación, expresando que el equipo ha mejorado significativamente sus predicciones de ARN guía. Además, sugirió que las implicaciones de esta investigación se extienden a la escala humana, particularmente en el ámbito del desarrollo de fármacos.
Aplicaciones similares de IA en la investigación médica
El potencial transformador de la IA se extiende más allá de la bioenergía, ya que las empresas exploran aplicaciones innovadoras en la investigación médica. Insilico Medicine, por ejemplo, logró un hito al crear el primer fármaco generado completamente por IA, INS018_055, para tratar la fibrosis pulmonar idiopática. Aprovechando su sistema Pharma.AI, la empresa identificó objetivos virales, diseñó nuevos compuestos farmacéuticos y predijo las tasas de éxito de los ensayos clínicos, logrando un éxito sin precedentes en candidatos a fármacos preclínicos.
LabGenius, otra empresa pionera, utilizó la inteligencia artificial para optimizar la producción de anticuerpos. Su programa de IA acelera significativamente el proceso explorando rápidamente millones de combinaciones de anticuerpos. El sistema aprende de los resultados experimentales, superando la eficiencia humana en el diseño y producción de anticuerpos. Este enfoque no solo acelera el desarrollo, sino que también aumenta la probabilidad de generar resultados superiores.
El editor de IA desarrollado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge representa un avance significativo en la bioingeniería sostenible. Al mejorar las herramientas de edición genómica CRISPR Cas9 con un modelo de IA, los científicos han desbloqueado el potencial para aprovechar la energía renovable de los microorganismos. Este avance no solo mejora la eficiencia de la edición genómica para plantas de biomasa para biocombustibles, sino que también promete avances en el desarrollo de fármacos. A medida que los investigadores del ORNL continúan refinando su herramienta con datos de otros experimentos de laboratorio y especies microbianas, no se puede evitar preguntarse: ¿Qué otras aplicaciones revolucionarias revelarán los editores de IA en el ámbito de la bioingeniería y más allá?
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Aamir Sheikh
Aamir es un periodista tecnológico con casi seis años de experiencia en los sectores de criptomonedas y tecnología. Se graduó de la Universidad MAJ con un MBA en Finanzas y Marketing. Ahora trabaja con Cryptopolitan, donde informa sobre los últimos desarrollos en los mercados de criptomonedas y predicciones de precios.
