Polarisqb nutzt Quantencomputing, um Sojamehl zu optimieren und so die Ernährungssicherheit zu verbessern

Neuauflage von Plato

Verfolger: 0

Polarisqb nutzt Quantencomputer, um Sojamehl nährstoffreicher und umweltfreundlicher zu machen.

By Kenna Hughes-Castleberry gepostet am 11. Mai 2023

Wie herum 345.2 Millionen Da die Ernährungssicherheit der Menschen auf der ganzen Welt in diesem Jahr voraussichtlich unsicher sein wird, versuchen viele Wissenschaftler, Unternehmen und Organisationen, Wege zu finden, dieses Problem anzugehen. Eines der Unternehmen, das an diesem Problem arbeitet, ist Polaris^qb, ein Quantenchemieunternehmen. Mithilfe von Quantencomputeralgorithmen, Polaris^qbDas Team optimiert Nahrungsproteine in Sojamehl, um Nahrungsmittel für Nutztiere und Menschen nahrhafter zu machen. Ihre Arbeit hat ihnen geholfen, ein zu werden Finalist für die Soy Innovation Challenge 2023, eine Biotechnologie Beschleunigerprogramm Blick auf Sojaprotein, verwaltet vom United Soybean Board und dem Yield Lab Institute.

Entwerfen von Peptiden

Während Polaris^qb erforscht auch Moleküle für Arzneimitteldesign, erkannten sie kürzlich, dass sie ihre Technologie für andere wichtige Anwendungen nutzen könnten. „Vor etwa anderthalb Jahren erkannte unser leitender Chemiker Dr. Kendall Byler, dass wir dasselbe System, das wir zum Design dieser kleinen Moleküle verwenden, auch zum Design neuartiger Peptide verwenden könnten“, erklärte er Maurice Benson, Polaris^qb, Chef-Software-Ingenieur.

Quantencomputing kann dazu beitragen, Futtermittelzusatzstoffe zu optimieren, um Proteine besser verdaulich zu machen, indem Quantenalgorithmen eingesetzt werden, um das Verhalten dieser Zusatzstoffe auf molekularer Ebene zu optimieren. Diese Simulationen können Erkenntnisse darüber liefern, wie sich verschiedene Variablen auf die Eigenschaften der Zusatzstoffe auswirken, und ermöglichen es Forschern, bessere Prozesse zu ihrer Herstellung zu entwickeln. Quantenoptimierungen könnten beispielsweise dabei helfen, den effizientesten Zusatzstoff zu identifizieren, um den Abfall bei der Herstellung pflanzlicher Proteine zu reduzieren, was dazu beitragen könnte, die Umweltauswirkungen zu reduzieren Lebensmittelproduktion und die Verfügbarkeit nahrhafter Lebensmittel erhöhen. Benson fügte hinzu: „Um diese Anwendung zu verstehen, begannen wir, nach verschiedenen Wegen für Polaris zu suchen^qbkönnte quantendesignte Peptide einführen.“

Blick auf pflanzliche Abwehrkräfte

Eine dieser Vertikalen war die Soy Innovation Challenge, bei der es darum ging, neuartige Ideen zu entdecken, die den Wert von Sojabohnenmehl steigern. Sojamehl hat viele Verwendungsmöglichkeiten und ist in vielen Ländern weit verbreitet Tierfutter für Schweine, Geflügel, Rinder und Fische. Benson und sein Team erkannten, dass sie ihr neues neuartiges Peptid-Designsystem nutzen könnten, um Sojamehl nahrhafter zu machen, indem sie die Verdaulichkeit für diese Tiere erhöhen. Wie Benson erklärte, haben Sojapflanzen einen Abwehrmechanismus aus einem Protein namens Trypsin-Inhibitoren entwickelt, das die Verdauung des Sojamehls im Magen des Tieres verhindert. Um dies zu überwinden, verwendeten Benson und sein Team Quantenalgorithmen, um ein Peptid zu entwickeln, das diese Abwehrmechanismen inaktiviert, die Trypsininhibitoren blockiert und die Pflanze wieder verdaulich macht. „Diese Forschung war ein großartiger Proof of Concept, der uns dabei half, festzustellen, ob unser System die Ernährung durch die Arbeit mit diesen Peptiden verbessern könnte“, fügte Benson hinzu. „Dies ist auch ein sehr wichtiger Anwendungsfall, da wir uns weltweit mit der Ernährungssicherheit und verschiedenen Möglichkeiten zur Ernährung der Welt befassen.“

Mit Sojamehl der Umwelt helfen

Dieses neue Peptid trägt nicht nur dazu bei, den Nährwert des Sojamehls, des Polaris, zu erhöhen^qb Das Team glaubt, dass es dazu beitragen kann, die zu senken Umwelt- Die Kosten für die Futtermittelproduktion werden gesenkt, was sich auch positiv auf das Gesamtklima auswirkt. „Viele Unternehmen verwenden ziemlich aggressive Lösungsmittel“, fügte Benson hinzu. „Ich weiß, dass Hexan ein Lösungsmittel ist, das zur Entfernung der Trypsininhibitoren verwendet wird. Diese Art von Lösungsmittel muss sorgfältig transportiert und gehandhabt werden, da jeder Unfall ein Umweltproblem darstellen kann.“ Benson ist davon überzeugt, dass die Umweltauswirkungen der Verwendung scharfer Lösungsmittel durch die Verwendung dieses Peptidadditivs verringert werden können.

Eine weitere Avenue Polaris^qbbeschäftigt sich mit der Entwicklung von Peptiden als Ersatz für synthetische Pestizide. „Wenn Sie Ihr Feld mit Chemikalien besprühen, ist es nicht der Endverbraucher, der von dieser Chemikalie betroffen ist“, sagte er. „Es ist der Bauer, der das Feld besprüht. Auch die Kinder des Bauern und die Menschen in dieser Gemeinde sind von diesen Chemikalien betroffen.“

Andere, wie Polaris^qbCEO von Shahar Keinan, betrachten die Peptidpestizide als etwas, das die Umwelt leicht recyceln kann. „Die Peptide sind biologisch abbaubar“, erklärte sie. „Wenn Sie also dem Feld oder dem Futter synthetische Chemikalien hinzufügen, müssen Sie das Fleisch und das Abfallprodukt auf unerwünschte Nebenprodukte testen und sich der Auswirkungen auf die Umwelt bewusst sein. Peptide sind biologisch abbaubar, gelangen nicht ins Fleisch und sind, selbst wenn sie Teil der Abfallprodukte sind, verdaulich. Die Auswirkungen auf die Umwelt sind unserer Meinung nach einer der Gründe dafür, dass Peptide auf dem Agrarmarkt immer beliebter werden.“

Während Polaris^qbDa sich der vorgeschlagene Sojamehl-Peptidzusatz noch in der Entwicklungsphase befindet, ist das Team gespannt auf seine großen Auswirkungen auf die Umwelt und die Lebensmittelsicherheit. Wenn andere nach Möglichkeiten suchen, diese Probleme zu lösen, können sie Polaris nehmen^qb, dienen als Beispiel dafür, wie wir die derzeit entwickelte Technologie der nächsten Generation nutzen können, um unsere Zukunft zu verbessern.

Kenna Hughes-Castleberry ist Mitarbeiterin bei Inside Quantum Technology und Science Communicator bei JILA (eine Partnerschaft zwischen der University of Colorado Boulder und NIST). Zu ihren Schreibthemen gehören Deep Tech, Quantencomputing und KI. Ihre Arbeit wurde in Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica und anderen vorgestellt.