Polarisqb utilizza il calcolo quantistico per ottimizzare la farina di soia, migliorando la sicurezza alimentare

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Polarisqb utilizza il calcolo quantistico per progettare la farina di soia in modo che sia più nutriente e rispettosa dell'ambiente.

By Kenna Hughes-Castleberry pubblicato il 11 maggio 2023

come in giro 345.2 milioni si prevede che le persone in tutto il mondo soffriranno di insicurezza alimentare quest'anno, molti scienziati, aziende e organizzazioni stanno cercando di trovare modi per affrontare questo problema. Una delle aziende che lavorano su questo problema è Polaris^qb, una società di chimica quantistica. Utilizzando algoritmi di calcolo quantistico, Polaris^qbIl team di sta ottimizzando le proteine alimentari nella farina di soia per rendere il cibo più nutriente per gli animali e le persone. Il loro lavoro li ha aiutati a diventare un finalista per la 2023 Soy Innovation Challenge, una biotecnologia programma acceleratore guardando le proteine della soia gestite dallo United Soybean Board e dal The Yield Lab Institute.

Progettazione di peptidi

Mentre Polaris^qb ricerca anche molecole per progettazione di farmaci, si sono recentemente resi conto di poter utilizzare la loro tecnologia per altre applicazioni essenziali. "Circa un anno e mezzo fa, il nostro chimico capo, il dottor Kendall Byler, si è reso conto che lo stesso sistema che stiamo usando per progettare queste piccole molecole, potremmo anche usarlo per progettare nuovi peptidi", ha spiegato Maurizio Benson, Polare^qb, Principale ingegnere del software.

Il calcolo quantistico può aiutare a ottimizzare gli additivi per mangimi per rendere le proteine più digeribili utilizzando algoritmi quantistici per ottimizzare il comportamento di questi additivi a livello molecolare. Queste simulazioni possono fornire informazioni su come diverse variabili influenzano le proprietà degli additivi, consentendo ai ricercatori di progettare processi migliori per produrli. Ad esempio, le ottimizzazioni quantistiche potrebbero aiutare a identificare l'additivo più efficiente per ridurre gli sprechi nella produzione di proteine vegetali, che potrebbero aiutare a ridurre l'impatto ambientale di produzione di cibo e aumentare la disponibilità di alimenti nutrienti. Benson ha aggiunto: “Nel comprendere quell'applicazione, abbiamo iniziato a cercare diverse strade in cui Polaris^qbpotrebbe introdurre peptidi di progettazione quantistica”.

Guardando le difese delle piante

Uno di questi verticali si è presentato sotto forma della Soy Innovation Challenge, incentrata sulla scoperta di nuove idee che aumentano il valore della farina di soia. La farina di soia ha molti usi ed è comune in Cibo per animali per suini, pollame, bovini e pesci. Benson e il suo team si sono resi conto di poter utilizzare il loro nuovo sistema di progettazione di peptidi per rendere la farina di soia più nutriente aumentando la digeribilità per questi animali. Come ha spiegato Benson, le piante di soia hanno sviluppato un meccanismo di difesa di una proteina chiamata inibitori della tripsina, che impedisce la digestione della farina di soia nello stomaco dell'animale. Per ovviare a questo, Benson e il suo team hanno utilizzato algoritmi quantistici per progettare un peptide che inattivasse questi meccanismi di difesa, bloccando gli inibitori della tripsina e consentendo alla pianta di essere nuovamente digeribile. "Questa ricerca è stata una grande prova di concetto per aiutarci a determinare se il nostro sistema potrebbe aumentare la nutrizione lavorando con questi peptidi", ha aggiunto Benson. "Questo è anche un caso d'uso molto importante, poiché a livello globale iniziamo a guardare alla sicurezza alimentare e ai diversi modi per nutrire il mondo".

Aiutare l'ambiente attraverso la farina di soia

Questo nuovo peptide non solo aiuta ad aumentare la nutrizione della farina di soia, la Polaris^qb team crede che possa aiutare ad abbassare il ambientale costo della produzione di mangime, aiutando anche il clima generale. "Molte aziende usano alcuni solventi piuttosto aggressivi", ha aggiunto Benson. «So che l'esano è un solvente usato per rimuovere gli inibitori della tripsina. Questo tipo di solvente deve essere trasportato e maneggiato con cura perché qualsiasi incidente può essere un problema ambientale”. Benson ritiene che l'impatto ambientale dell'utilizzo di solventi aggressivi possa essere ridotto utilizzando questo additivo peptidico.

Un altro viale Polaris^qbsta prendendo sta progettando peptidi per sostituire i pesticidi sintetici. "Quando irrori il tuo campo con sostanze chimiche, non è il consumatore finale che sarà influenzato da quella sostanza chimica", ha affermato. “È l'agricoltore che irrora il campo. Anche i figli del contadino e le persone in quella comunità sono colpiti da quelle sostanze chimiche”.

Altri, come Polaris^qbAmministratore delegato Shahar Keinan, vedono i pesticidi peptidici come qualcosa che l'ambiente può facilmente riciclare. "I peptidi sono biodegradabili", ha affermato. “Quindi, se aggiungi sostanze chimiche sintetiche al campo o al mangime, devi testare i sottoprodotti indesiderati nella carne, nel prodotto di scarto ed essere consapevole dell'impatto ambientale. I peptidi sono biodegradabili, non entrano nella carne e, anche se fanno parte dei prodotti di scarto, sono digeribili. L'impatto ambientale è uno dei motivi per cui pensiamo che i peptidi stiano crescendo in popolarità nel mercato agricolo".

Mentre Polaris^qbL'additivo peptidico della farina di soia proposto da è ancora in fase di progettazione, il team è entusiasta di vedere le sue grandi implicazioni per l'ambiente e la sicurezza alimentare. Mentre altri cercano modi per aiutare a risolvere questi problemi, possono prendere Polaris^qb, funge da esempio di un modo per utilizzare la tecnologia di prossima generazione attualmente in fase di sviluppo per aiutare a migliorare il nostro futuro.

Kenna Hughes-Castleberry è una scrittrice presso Inside Quantum Technology e Science Communicator presso JILA (una partnership tra l'Università del Colorado Boulder e il NIST). I suoi ritmi di scrittura includono tecnologia profonda, informatica quantistica e intelligenza artificiale. Il suo lavoro è stato pubblicato su Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica e altri.