Piattaforma di ingegneria enzimatica alimentata dall'intelligenza artificiale che crea enzimi personalizzati da zero
Un team lituano tra i primi 10 innovatori del Premio Giovani Inventori 2025
Gli enzimi sono fondamentali per settori che vanno dalla medicina all'agricoltura, fino alla produzione chimica, ma lo sviluppo tradizionale di questi catalizzatori biologici si basa sulla modifica di enzimi naturali esistenti. Questo approccio dall'alto verso il basso spesso limita l'efficienza e l'adattabilità. Laurynas Karpus (30), Vykintas Jauniškis (29) e Irmantas Rokaitis (28) hanno sviluppato una piattaforma bottom-up basata sull'intelligenza artificiale e sulla fisica che progetta nuovi enzimi, consentendo un maggiore controllo, una migliore efficienza e cicli di innovazione più rapidi. La loro invenzione è valsa un posto tra i primi dieci innovatori globali, noti anche come Tomorrow Shapers, per il Premio Giovani Inventori 2025, selezionati tra oltre 450 candidati da una giuria indipendente.
Espandere il potenziale della progettazione enzimatica
Karpus, Jauniškis e Rokaitis sono i fondatori di Biomatter, che ha sviluppato la piattaforma Intelligent Architecture™, uno strumento alimentato dall'intelligenza artificiale che progetta nuovi enzimi da zero invece di modificare quelli esistenti.
L'ingegneria tradizionale in questo campo è limitata da modelli naturali, il che spesso significa che gli enzimi non possono essere facilmente adattati a nuove applicazioni. La piattaforma di Biomatter adotta un approccio dal basso verso l'alto, utilizzando l'intelligenza artificiale per costruire enzimi personalizzati che soddisfino le esigenze specifiche del settore. Combinando l'apprendimento automatico, la modellazione basata sulla fisica e i test sul mondo reale, la piattaforma migliora continuamente i suoi progetti. Il risultato è più efficiente, scalabile e produce enzimi su misura che migliorano la biomanifattura, lo sviluppo di farmaci e la produzione chimica sostenibile.
Un modello di apprendimento automatico
Karpus, Jauniškis e Rokaitis si sono incontrati presso l'Istituto di biotecnologia dell'Università di Vilnius, dove hanno esplorato per la prima volta la generazione di enzimi guidata dall'intelligenza artificiale nel 2017. Il loro lavoro iniziale ha portato allo sviluppo di ProteinGAN, un modello di apprendimento automatico che ha generato con successo enzimi funzionali. Incoraggiati da questo risultato, nel 2018 hanno co-fondato Biomatter, insieme a Rolandas Meškys e Donatas Repečka, per portare nel settore la progettazione di enzimi basata sull'AI.
Secondo alcune ricerche di mercato, il mercato globale degli enzimi è valutato a oltre 10 miliardi di euro nel 2025 e si prevede che raggiunga i 15 miliardi di euro entro il 2034. La domanda di soluzioni enzimatiche più efficienti e scalabili è in crescita. Dalla sua fondazione, Biomatter ha collaborato con aziende biotecnologiche e farmaceutiche leader, tra cui Kirin, per sviluppare un processo di produzione scalabile per gli Oligosaccaridi del Latte Umano (HMO), nutrienti essenziali per la salute dei bambini. Inoltre, ha collaborato con ArcticZymes Technologies, tra gli altri, per ottimizzare gli enzimi utilizzati nella terapia genica, nella produzione di vaccini e nel bioprocesso.
"Creando la tecnologia per la progettazione di nuovi enzimi, limitata solo dalla nostra immaginazione, stiamo sbloccando un collo di bottiglia fondamentale per risolvere i problemi di salute e sostenibilità del XXI secolo", ha spiegato il trio.
Il premio per i giovani inventori celebra gli innovatori di tutto il mondo con meno di 30 anni che utilizzano la tecnologia per affrontare le sfide globali poste dagli Obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG) delle Nazioni Unite. L'invenzione del team lituano sostiene l'SDG 3 (Buona salute e benessere) e l'SDG 9 (Industria, innovazione e infrastrutture), contribuendo a uno sviluppo enzimatico più efficiente a vantaggio della sanità, dell'industria e della sostenibilità.
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