Polarisqb bruker kvantedatabehandling for å optimalisere soyamel, forbedre matsikkerheten

Som rundt 345.2 millioner mennesker over hele verden er spådd å være matusikre i år, mange forskere, bedrifter og organisasjoner prøver å finne måter å løse dette problemet på. Et av selskapene som jobber med dette problemet er Polaris^qb, et kvantekjemiselskap. Ved hjelp av kvanteberegningsalgoritmer, Polaris^qbteamet optimaliserer matproteiner i soyamel for å gjøre maten mer næringsrik for avlingsdyr og mennesker. Arbeidet deres har hjulpet dem til å bli en finalist for 2023 Soy Innovation Challenge, en bioteknologi gassprogram ser på soyaprotein administrert av United Soybean Board og The Yield Lab Institute.

Utforming av peptider

Mens Polaris^qb forsker også på molekyler for legemiddeldesign, innså de nylig at de kunne bruke teknologien deres til andre viktige applikasjoner. "For omtrent halvannet år siden innså vår ledende kjemiker, Dr. Kendall Byler, at det samme systemet som vi bruker til å designe disse små molekylene, kunne vi også bruke til å designe nye peptider," forklarte Maurice Benson, Polaris^qb, Hovedprogramvareingeniør.

Kvanteberegning kan bidra til å optimalisere fôrtilsetningsstoffer for å gjøre proteiner mer fordøyelige ved å bruke kvantealgoritmer for å optimalisere oppførselen til disse tilsetningsstoffene på et molekylært nivå. Disse simuleringene kan gi innsikt i hvordan ulike variabler påvirker egenskapene til tilsetningsstoffene, slik at forskere kan designe bedre prosesser for å produsere dem. For eksempel kan kvanteoptimaliseringer bidra til å identifisere det mest effektive tilsetningsstoffet for å redusere avfallet ved produksjon av plantebaserte proteiner, noe som kan bidra til å redusere miljøpåvirkningen av matproduksjon og øke tilgjengeligheten av næringsrik mat. Benson la til: "For å forstå den applikasjonen begynte vi å se etter forskjellige veier der Polaris^qb  kunne introdusere kvantedesignede peptider."

Ser på plantevern

En av disse vertikalene kom i form av Soy Innovation Challenge, som var fokusert på å oppdage nye ideer som øker verdien av soyabønnemel. Soyabønnemel har mange bruksområder og er vanlig i dyrefôr for svin, fjærfe, storfe og fisk. Benson og teamet hans innså at de kunne bruke deres nye nye peptiddesignsystem for å gjøre soyamel mer næringsrik ved å øke fordøyeligheten for disse dyrene. Som Benson forklarte, har soyaplanter utviklet en forsvarsmekanisme av et protein kalt trypsin-hemmere, som hindrer fordøyelsen av soyamelet i dyrets mage. For å overvinne dette brukte Benson og teamet hans kvantealgoritmer for å designe et peptid som ville inaktivere disse forsvarsmekanismene, blokkere trypsinhemmere og la planten bli fordøyelig igjen. "Denne forskningen har vært et godt proof of concept for å hjelpe oss med å finne ut om systemet vårt kan øke ernæringen ved å jobbe med disse peptidene," la Benson til. "Dette er også en veldig viktig brukssak, siden vi globalt begynner å se på matsikkerhet og forskjellige måter å mate verden på."

Hjelpe miljøet via soyamel

Ikke bare bidrar dette nye peptidet til å øke ernæringen til soyamelet, Polaris^qb teamet mener det kan bidra til å senke miljømessige kostnadene ved fôrproduksjon, og hjelper også det generelle klimaet. "Ganske mange selskaper bruker noen ganske harde løsemidler," la Benson til. "Jeg vet at heksan er et løsningsmiddel som brukes for å fjerne trypsinhemmere. Denne typen løsemidler må transporteres og håndteres forsiktig fordi enhver ulykke kan være et miljøproblem." Benson mener miljøpåvirkningen ved bruk av harde løsemidler kan reduseres ved å bruke dette peptidtilsetningsstoffet.

En annen allé Polaris^qb tar er å designe peptider for å erstatte syntetiske plantevernmidler. "Når du sprøyter feltet ditt med kjemikalier, er det ikke sluttforbrukeren som kommer til å bli påvirket av det kjemikaliet," sa han. «Det er bonden som sprøyter åkeren. Bondens barn og menneskene i det samfunnet blir også påvirket av disse kjemikaliene.»

Andre, som Polaris^qbkonsernsjef Shahar Keinan, se peptid-sprøytemidlene som noe miljøet lett kan resirkulere. "Peptidene er biologisk nedbrytbare," sa hun. «Så, hvis du tilsetter syntetiske kjemikalier i åkeren eller fôret, må du teste for uønskede biprodukter i kjøttet, i avfallsproduktet, og være oppmerksom på miljøpåvirkningen. Peptider er biologisk nedbrytbare, de kommer ikke inn i kjøttet, og selv om de er en del av avfallsproduktene er de fordøyelige. Miljøpåvirkning er en av grunnene til at vi tror peptider vokser i popularitet i landbruksmarkedet."

Mens Polaris^qbDet foreslåtte soyamelpeptidtilsetningsstoffet er fortsatt i designfasen, teamet er spent på å se dets store implikasjoner for miljøet og matsikkerheten. Ettersom andre ser etter måter å løse disse problemene på, kan de ta Polaris^qb, arbeid som et eksempel på en måte å bruke neste generasjons teknologi som for tiden utvikles for å bidra til en bedre fremtid.

Kenna Hughes-Castleberry er stabsskribent ved Inside Quantum Technology og Science Communicator ved JILA (et partnerskap mellom University of Colorado Boulder og NIST). Skriverytmene hennes inkluderer dypteknologi, kvantedatabehandling og AI. Arbeidet hennes har blitt omtalt i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica og mer.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tilgang her.
• Kjøp og selg aksjer i PRE-IPO-selskaper med PREIPO®. Tilgang her.
• kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/polarisqb-uses-quantum-computing-to-optimize-soymeal-improving-food-security/