Polarisqb utilise l'informatique quantique pour optimiser la farine de soja et améliorer ainsi la sécurité alimentaire

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Polarisqb utilise l'informatique quantique pour concevoir une farine de soja plus nutritive et plus respectueuse de l'environnement.

By Kenna Hughes-Castleberry publié le 11 mai 2023

Comme autour 345.2 millions On prévoit que de nombreuses personnes dans le monde seront en situation d'insécurité alimentaire cette année, de nombreux scientifiques, entreprises et organisations tentent de trouver des moyens de résoudre ce problème. L'une des entreprises travaillant sur ce problème est Polaris^qb, une société de chimie quantique. À l'aide d'algorithmes d'informatique quantique, Polaris^qbL'équipe optimise les protéines alimentaires dans la farine de soja pour rendre les aliments plus nutritifs pour les animaux d'élevage et les humains. Leur travail les a aidés à devenir un finaliste pour le Soy Innovation Challenge 2023, un concours de biotechnologie programme d'accélérateur examinant les protéines de soja gérées par le United Soybean Board et le Yield Lab Institute.

Concevoir des peptides

Alors que Polaris^qb recherche également des molécules pour conception de médicaments, ils ont récemment réalisé qu'ils pouvaient utiliser leur technologie pour d'autres applications essentielles. "Il y a environ un an et demi, notre chimiste principal, le Dr Kendall Byler, s'est rendu compte que le même système que nous utilisons pour concevoir ces petites molécules, nous pourrions également l'utiliser pour concevoir de nouveaux peptides", a expliqué Maurice Benson, Polaris^qb, Ingénieur logiciel principal.

L'informatique quantique peut aider à optimiser les additifs alimentaires pour rendre les protéines plus digestibles en utilisant des algorithmes quantiques pour optimiser le comportement de ces additifs au niveau moléculaire. Ces simulations peuvent fournir des informations sur la manière dont différentes variables affectent les propriétés des additifs, permettant aux chercheurs de concevoir de meilleurs processus pour les produire. Par exemple, les optimisations quantiques pourraient aider à identifier l'additif le plus efficace pour réduire les déchets dans la production de protéines végétales, ce qui pourrait aider à réduire l'impact environnemental de production alimentaire et accroître la disponibilité d'aliments nutritifs. Benson a ajouté: «En comprenant cette application, nous avons commencé à rechercher différentes avenues où Polaris^qbpourrait introduire des peptides de conception quantique.

Examiner les défenses des plantes

L'un de ces marchés verticaux a pris la forme du Soy Innovation Challenge, qui visait à découvrir de nouvelles idées qui augmentent la valeur du tourteau de soja. Le tourteau de soja a de nombreuses utilisations et est courant dans l'alimentation animale pour les porcs, la volaille, les bovins et les poissons. Benson et son équipe ont réalisé qu'ils pouvaient utiliser leur nouveau système de conception de peptides pour rendre la farine de soja plus nutritive en augmentant la digestibilité pour ces animaux. Comme l'a expliqué Benson, les plantes de soja ont développé un mécanisme de défense d'une protéine appelée inhibiteurs de la trypsine, qui empêche la digestion de la farine de soja dans l'estomac de l'animal. Pour surmonter cela, Benson et son équipe ont utilisé des algorithmes quantiques pour concevoir un peptide qui inactiverait ces mécanismes de défense, bloquant les inhibiteurs de la trypsine et permettant à la plante d'être à nouveau digestible. "Cette recherche a été une excellente preuve de concept pour nous aider à déterminer si notre système pourrait augmenter la nutrition en travaillant avec ces peptides", a ajouté Benson. "Il s'agit également d'un cas d'utilisation très important, car à l'échelle mondiale, nous commençons à nous intéresser à la sécurité alimentaire et aux différentes façons de nourrir le monde."

Aider l'environnement via la farine de soja

Non seulement ce nouveau peptide aide à augmenter la nutrition de la farine de soja, mais le Polaris^qb l'équipe pense que cela peut aider à réduire le environnementales coût de la production d'aliments pour animaux, ce qui contribue également au climat général. "Un certain nombre d'entreprises utilisent des solvants assez agressifs", a ajouté Benson. « Je sais que l'hexane est un solvant utilisé pour éliminer les inhibiteurs de la trypsine. Ce type de solvant doit être transporté et manipulé avec précaution car tout accident peut être un problème environnemental. Benson pense que l'impact environnemental de l'utilisation de solvants agressifs peut être réduit en utilisant cet additif peptidique.

Une autre avenue Polaris^qbest en train de concevoir des peptides pour remplacer les pesticides de synthèse. "Lorsque vous pulvérisez votre champ avec des produits chimiques, ce n'est pas le consommateur final qui sera affecté par ce produit chimique", a-t-il déclaré. « C'est le fermier qui pulvérise le champ. Les enfants des agriculteurs et les membres de cette communauté sont également touchés par ces produits chimiques.

D'autres, comme Polaris^qbPDG de Chahar Keinan, considèrent les pesticides peptidiques comme quelque chose que l'environnement peut facilement recycler. "Les peptides sont biodégradables", a-t-elle déclaré. "Ainsi, si vous ajoutez des produits chimiques synthétiques au champ ou à l'alimentation, vous devez tester les sous-produits indésirables dans la viande, dans les déchets et être conscient de l'impact environnemental. Les peptides sont biodégradables, ils ne pénètrent pas dans la viande, et même s'ils font partie des déchets, ils sont digestibles. L'impact environnemental est l'une des raisons pour lesquelles nous pensons que les peptides gagnent en popularité sur le marché agricole.

Alors que Polaris^qbL'additif peptidique proposé pour la farine de soja est encore en phase de conception, l'équipe est ravie de voir ses grandes implications pour l'environnement et la sécurité alimentaire. Alors que d'autres cherchent des moyens d'aider à résoudre ces problèmes, ils peuvent prendre Polaris^qb, fonctionnent comme un exemple d'une façon d'utiliser la technologie de nouvelle génération actuellement développée pour aider à améliorer notre avenir.

Kenna Hughes-Castleberry est rédactrice à Inside Quantum Technology et communicatrice scientifique à JILA (un partenariat entre l'Université du Colorado à Boulder et le NIST). Ses rythmes d'écriture incluent la technologie profonde, l'informatique quantique et l'IA. Son travail a été présenté dans Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica, et plus encore.