تسريع الجيل القادم من حماية المحاصيل الببتيدية

وبينما تواجه الزراعة ضغوطاً متزايدة لإنتاج المزيد بمدخلات أقل، فإن الابتكار في مجال الحماية البيولوجية للمحاصيل يتحرك بوتيرة غير مسبوقة. تعد شركة Micropep Technologies في طليعة هذا التحول من خلال منصة الاكتشاف المدعومة بالذكاء الاصطناعي -Krisalix، والمصممة لتسريع عملية تطوير الحلول الحيوية القائمة على الميكروببتيد-. في محادثة حديثة مع AgriBusiness Global، شارك ميكائيل كوربوت، كبير مسؤولي التكنولوجيا في شركة Micropep Technologies، كيف يقوم الذكاء الاصطناعي بإعادة تشكيل الاكتشاف، وتوسيع إمكانات تصميم الببتيد، وإعادة تعريف كيفية تقديم طرق العمل الجديدة والمستدامة إلى السوق.

إعادة تشكيل اكتشاف حماية المحاصيل من خلال الذكاء الاصطناعي

يفتح الذكاء الاصطناعي إمكانيات جديدة لسرعة ودقة الاكتشاف في مجال حماية المحاصيل. يوضح كوربوت أن منصات مثل Krisalix تعمل على تحويل عملية التطوير بأكملها من خلال دمج الذكاء الاصطناعي التوليدي والتنبؤي مع البيولوجيا والكيمياء والتصنيع في نظام موحد.

يقول: "يتيح Krisalix التحول من تصميم الجزيئات إلى التحقق من صحتها في المختبر خلال أسابيع فقط بدلاً من أشهر". "وهذا يعني أنه يمكننا تسريع الجداول الزمنية للاكتشاف لأنماط العمل الجديدة عبر مبيدات الفطريات ومبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية."

على عكس أدوات الذكاء الاصطناعي ذات الأغراض العامة- والتي تركز على علم الجينوم أو التصوير، تم تصميم Krisalix خصيصًا -للحلول الحيوية القائمة على الببتيد-. فهو يعمل على تحسين أداء الجزيئات مع التنبؤ أيضًا بقابلية التصنيع والاستقرار، وهي القدرات التي تغير بشكل أساسي كيفية اكتشاف عناصر التحكم الحيوية وتقديمها إلى السوق.

ويضيف كوربوت: "يمثل هذا أكثر من مجرد تسريع رقمي". "إنه يمثل إعادة تصميم أساسية لكيفية إنشاء الضوابط الحيوية المستقبلية."

توسيع تصميم الببتيد إلى ما هو أبعد من مبيدات الفطريات

يعد مبيد الفطريات الحيوية الأول من شركة Micropep، MPD-01، أول عملية تحقق رئيسية للشركة من منصة Krisalix، ولكنها مجرد البداية. يتصور كوربوت مستقبلًا أوسع بكثير لتصميم الببتيد.

ويوضح قائلاً: "بفضل قدرات Krisalix في النمذجة، يمكننا توسيع نطاق تصميم الببتيد إلى ما هو أبعد من مبيدات الفطريات وتكنولوجيا الببتيد المضادة للميكروبات". "نحن نبحث في مبيدات الأعشاب الحيوية، والمبيدات الحيوية، وحتى مرونة النباتات وتغذيتها."

يمكن لمحرك الفحص الافتراضي الخاص بـ Krisalix أن يصمم ملايين الببتيدات المرشحة ويصنف الأكثر واعدة بناءً على ديناميكيات الارتباط والفعالية والاستقرار. يقول كوربوت: "كل ما نحتاجه هو هدف البروتين". "يمكن للمنصة القيام بالباقي فيما يتعلق بتوليد العملاء المحتملين."

ونظرًا لأن الببتيدات تحدث بشكل طبيعي في جميع النباتات والكائنات الحية، فيمكن تطبيق نفس الإطار على مجموعة واسعة من التحديات الزراعية، بدءًا من الإجهاد الحيوي الناجم عن الآفات ومسببات الأمراض إلى الإجهاد غير الحيوي مثل الحرارة أو الجفاف. بمرور الوقت، يتوقع كوربوت أن يصبح Krisalix محرك تصميم مركزيًا لمدخلات المحاصيل المستدامة القائمة على الببتيد-والتي تكون أكثر أمانًا وأسرع في التطوير وقابلة للتكيف بسهولة عبر المحاصيل والمناخات.

اكتشاف طرق عمل جديدة

تكمن إحدى أعظم نقاط قوة Krisalix في قدرته على تجاوز طرق العمل المعروفة والتنبؤ بتفاعلات كيميائية حيوية جديدة تمامًا بين الببتيدات وأهدافها البروتينية. من خلال الجمع بين -حالة-التنبؤ الحديث ببنية البروتين مع توليد رابط الببتيد المستند إلى الذكاء الاصطناعي-، يمكن للنظام محاكاة كيفية تفاعل الببتيدات مع بروتينات معينة لمنع وظيفتها أو تعديلها.

وقال كوربوت "هذا يسمح لنا بتحديد الببتيدات الدقيقة في تقنيات متعددة". "يتضمن ذلك الببتيدات المضادة للميكروبات التي تعطل الأغشية الفطرية، وحاصرات تفاعل البروتين الببتيد-، والببتيدات الدقيقة التي تعدل ترجمة الجينات."

يعد هذا النهج المنهجي ضروريًا لمكافحة المقاومة وتوسيع حدود الفعالية البيولوجية. ويقول: "من خلال اكتشاف طرق عمل جديدة، يمكننا المساعدة في ضمان استمرار تطور الحماية البيولوجية للمحاصيل جنبًا إلى جنب مع التحديات الزراعية المتغيرة".

تبسيط البيانات للتسجيل

لا يعمل الذكاء الاصطناعي على تسريع عملية الاكتشاف فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين دقة البيانات التي تكمن وراءها وإمكانية تتبعها. يشير كوربوت إلى أن Krisalix يعزز إمكانية التكاثر والشفافية في البحث والتطوير في مجال الببتيد من خلال مجموعات البيانات المركزية وخطوط أنابيب MLOps القوية التي تولد حزم بيانات موحدة يمكن تتبعها.

من خلال التكامل مع ADOPT Knowledge Engine، يتم مركزية جميع البيانات التجريبية لضمان إمكانية تكرار نتائجها ولدعم إنشاء ملفات{0}عالية الجودة لعمليات الإرسال التنظيمية. يقول كوربوت: "نظرًا لأن الأطر التنظيمية للمواد البيولوجية لا تزال تتطور، فإن وجود عملية تعتمد على البيانات- يعد أمرًا بالغ الأهمية". "لا يتيح Krisalix إنشاء جزيئات أفضل فحسب، بل يتيح أيضًا تكامل البيانات وإمكانية التتبع التي يحتاجها المنظمون."

التطلع إلى المستقبل: الذكاء الاصطناعي كمحفز للابتكار المستدام

بالنسبة لكوربوت، فإن العمل في شركة Micropep قد بدأ للتو. ويقول: "تمثل الببتيدات الدقيقة فئة جديدة من المحاليل الحيوية التي تجمع بين دقة الكيمياء واستدامة المواد البيولوجية". "إن التطور السريع لأنظمة الذكاء الاصطناعي مثل Krisalix جعل عملية الاكتشاف ديناميكية. نحن نتعلم باستمرار ونحسن الأداء التنبؤي مع كل دورة."

ومع توسع تعاونات Micropep مع الشركات الرائدة مثل Corteva وFMC، تستعد Krisalix لتحديد جيل جديد من مدخلات المحاصيل التي تتميز بالأداء والسلامة وقابلية التوسع.

ويخلص كوربوت إلى أنه "في نهاية المطاف، فإن الابتكار القائم على الذكاء الاصطناعي-الببتيد سيدفع بالزراعة نحو مستقبل أكثر إنتاجية ومرونة واستدامة."