Polarisqb utiliza computación cuántica para optimizar la harina de soja y mejorar la seguridad alimentaria

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Polarisqb está utilizando la computación cuántica para diseñar harina de soja para que sea más nutritiva y respetuosa con el medio ambiente.

By kenna hughes-castleberry publicado el 11 de mayo de 2023

Como alrededor 345.2 millones de Se predice que las personas en todo el mundo tendrán inseguridad alimentaria este año, muchos científicos, empresas y organizaciones están tratando de encontrar formas de abordar este problema. Una de las empresas que trabaja en este problema es Polaris^qb, una empresa de química cuántica. Usando algoritmos de computación cuántica, Polaris^qbEl equipo de está optimizando las proteínas alimenticias en la harina de soya para que los alimentos sean más nutritivos para los animales de cultivo y las personas. Su trabajo les ha ayudado a convertirse en un finalista para el Soy Innovation Challenge 2023, una biotecnología programa acelerador analizando la proteína de soya administrada por United Soybean Board y The Yield Lab Institute.

Diseño de péptidos

Mientras que Polaris^qb también investiga moléculas para diseño de drogas, recientemente se dieron cuenta de que podían usar su tecnología para otras aplicaciones esenciales. "Hace aproximadamente un año y medio, nuestro químico líder, el Dr. Kendall Byler, se dio cuenta de que el mismo sistema que estamos usando para diseñar estas pequeñas moléculas, también lo podríamos usar para diseñar nuevos péptidos", explicó. maurice benson, estrella polar^qb, Ingeniero Principal de Software.

La computación cuántica puede ayudar a optimizar los aditivos alimentarios para hacer que las proteínas sean más digeribles mediante el uso de algoritmos cuánticos para optimizar el comportamiento de estos aditivos a nivel molecular. Estas simulaciones pueden proporcionar información sobre cómo las diferentes variables afectan las propiedades de los aditivos, lo que permite a los investigadores diseñar mejores procesos para producirlos. Por ejemplo, las optimizaciones cuánticas podrían ayudar a identificar el aditivo más eficiente para reducir los desechos en la producción de proteínas de origen vegetal, lo que podría ayudar a reducir el impacto ambiental de la producción de alimentos y aumentar la disponibilidad de alimentos nutritivos. Benson agregó: “Al comprender esa aplicación, comenzamos a buscar diferentes vías en las que Polaris^qbpodría introducir péptidos de diseño cuántico”.

Mirando las defensas de las plantas

Una de estas verticales vino en forma de Soy Innovation Challenge, que se centró en descubrir ideas novedosas que aumentan el valor de la harina de soja. La harina de soya tiene muchos usos y es común en alimentación animal para cerdos, aves, ganado y peces. Benson y su equipo se dieron cuenta de que podían usar su nuevo y novedoso sistema de diseño de péptidos para hacer que la harina de soya fuera más nutritiva al aumentar la digestibilidad para estos animales. Según explicó Benson, las plantas de soja han desarrollado un mecanismo de defensa de una proteína llamada inhibidores de la tripsina, que impiden la digestión de la harina de soja en el estómago del animal. Para superar esto, Benson y su equipo usaron algoritmos cuánticos para diseñar un péptido que inactivaría estos mecanismos de defensa, bloqueando los inhibidores de la tripsina y permitiendo que la planta volviera a ser digerible. “Esta investigación ha sido una gran prueba de concepto para ayudarnos a determinar si nuestro sistema podría aumentar la nutrición al trabajar con estos péptidos”, agregó Benson. "Este también es un caso de uso muy importante, ya que a nivel mundial comenzamos a analizar la seguridad alimentaria y las diferentes formas de alimentar al mundo".

Ayudar al medio ambiente a través de la harina de soja

Este nuevo péptido no solo ayuda a aumentar la nutrición de la harina de soya, el Polaris^qb equipo cree que puede ayudar a reducir el ambientales costo de producción de alimentos, ayudando también al clima en general. “Muchas empresas usan solventes bastante fuertes”, agregó Benson. “Sé que el hexano es un solvente que se usa para eliminar los inhibidores de tripsina. Este tipo de solvente debe ser transportado y manejado con cuidado porque cualquier accidente puede ser un problema ambiental”. Benson cree que el impacto ambiental del uso de solventes agresivos se puede reducir mediante el uso de este aditivo peptídico.

Otra avenida Polaris^qbestá tomando está diseñando péptidos para reemplazar los pesticidas sintéticos. “Cuando estás rociando tu campo con productos químicos, no es el consumidor final el que se verá afectado por ese producto químico”, dijo. “Es el agricultor que está rociando el campo. Los hijos de los granjeros y la gente de esa comunidad también están siendo afectados por esos químicos”.

Otros, como Polaris^qbCEO de Shahar Keinan, ven los pesticidas peptídicos como algo que el medio ambiente puede reciclar fácilmente. “Los péptidos son biodegradables”, afirmó. “Entonces, si agrega productos químicos sintéticos al campo o al alimento, debe realizar pruebas para detectar subproductos no deseados en la carne, en el producto de desecho y ser consciente del impacto ambiental. Los péptidos son biodegradables, no pasan a la carne y, aunque formen parte de los productos de desecho, son digeribles. El impacto ambiental es una de las razones por las que creemos que los péptidos están ganando popularidad en el mercado agrícola”.

Mientras que Polaris^qbEl aditivo peptídico de harina de soya propuesto todavía está en su fase de diseño, el equipo está emocionado de ver sus grandes implicaciones para el medio ambiente y la seguridad alimentaria. Mientras otros buscan formas de ayudar a resolver estos problemas, pueden tomar Polaris^qb, funcionan como un ejemplo de una forma de utilizar la tecnología de próxima generación que se está desarrollando actualmente para ayudar a mejorar nuestro futuro.

Kenna Hughes-Castleberry es redactora de Inside Quantum Technology y comunicadora científica en JILA (una asociación entre la Universidad de Colorado Boulder y el NIST). Sus ritmos de escritura incluyen tecnología profunda, computación cuántica e inteligencia artificial. Su trabajo ha aparecido en Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica y más.