Polarisqb usa computação quântica para otimizar o farelo de soja, melhorando a segurança alimentar

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A Polarisqb está usando computação quântica para projetar o farelo de soja para ser mais nutritivo e ecologicamente correto.

By Kenna Hughes-Castleberry publicado em 11 de maio de 2023

Como ao redor 345.2 milhões Prevê-se que as pessoas em todo o mundo tenham insegurança alimentar este ano, muitos cientistas, empresas e organizações estão tentando encontrar maneiras de resolver esse problema. Uma das empresas que trabalha com esse problema é Polaris^qb, uma empresa de química quântica. Usando algoritmos de computação quântica, Polaris^qbA equipe da empresa está otimizando as proteínas dos alimentos no farelo de soja para tornar os alimentos mais nutritivos para animais e pessoas. Seu trabalho os ajudou a se tornarem finalista para o Soy Innovation Challenge 2023, uma iniciativa de biotecnologia programa acelerador analisando a proteína de soja gerenciada pelo United Soybean Board e pelo The Yield Lab Institute.

Projetando Peptídeos

Enquanto Polaris^qb também pesquisa moléculas para design de drogas, eles perceberam recentemente que poderiam usar sua tecnologia para outras aplicações essenciais. “Cerca de um ano e meio atrás, nosso principal químico, Dr. Kendall Byler, percebeu que o mesmo sistema que estamos usando para projetar essas pequenas moléculas, também poderíamos usar para projetar novos peptídeos”, explicou Maurício Benson, Polaris^qb, Engenheiro de software principal.

A computação quântica pode ajudar a otimizar os aditivos alimentares para tornar as proteínas mais digeríveis, utilizando algoritmos quânticos para otimizar o comportamento desses aditivos em nível molecular. Essas simulações podem fornecer informações sobre como diferentes variáveis afetam as propriedades dos aditivos, permitindo que os pesquisadores projetem melhores processos para produzi-los. Por exemplo, otimizações quânticas podem ajudar a identificar o aditivo mais eficiente para reduzir o desperdício na produção de proteínas vegetais, o que pode ajudar a reduzir o impacto ambiental de produção de alimentos e aumentar a disponibilidade de alimentos nutritivos. Benson acrescentou: “Ao entender esse aplicativo, começamos a procurar diferentes caminhos onde o Polaris^qbpoderia introduzir peptídeos projetados quânticos”.

Olhando para as defesas das plantas

Uma dessas verticais surgiu na forma do Soy Innovation Challenge, focado na descoberta de novas ideias que aumentassem o valor do farelo de soja. O farelo de soja tem muitos usos e é comum em alimentação animal para suínos, aves, bovinos e peixes. Benson e sua equipe perceberam que poderiam usar seu novo sistema de design de peptídeos para tornar o farelo de soja mais nutritivo, aumentando a digestibilidade para esses animais. Como explicou Benson, as plantas de soja desenvolveram um mecanismo de defesa de uma proteína chamada inibidores de tripsina, que impede a digestão do farelo de soja no estômago do animal. Para superar isso, Benson e sua equipe usaram algoritmos quânticos para projetar um peptídeo que inativaria esses mecanismos de defesa, bloqueando os inibidores de tripsina e permitindo que a planta fosse digerível novamente. “Esta pesquisa foi uma grande prova de conceito para nos ajudar a determinar se nosso sistema poderia aumentar a nutrição trabalhando com esses peptídeos”, acrescentou Benson. “Este também é um caso de uso muito importante, pois globalmente começamos a olhar para a segurança alimentar e diferentes maneiras de alimentar o mundo.”

Ajudando o Meio Ambiente Através do Farelo de Soja

Este novo peptídeo não apenas ajuda a aumentar a nutrição do farelo de soja, o Polaris^qb equipe acredita que pode ajudar a diminuir o ambiental custo da produção de ração, ajudando também o clima geral. “Muitas empresas usam alguns solventes bastante agressivos”, acrescentou Benson. “Eu sei que o hexano é um solvente usado para remover os inibidores de tripsina. Esse tipo de solvente deve ser transportado e manuseado com cuidado, pois qualquer acidente pode ser um problema ambiental.” Benson acredita que o impacto ambiental do uso de solventes agressivos pode ser reduzido com o uso desse aditivo peptídico.

Outra avenida Polaris^qbestá tomando está projetando peptídeos para substituir pesticidas sintéticos. “Quando você está pulverizando seu campo com produtos químicos, não é o consumidor final que será afetado por esse produto químico”, disse ele. “É o agricultor que está pulverizando o campo. Os filhos do fazendeiro e as pessoas daquela comunidade também estão sendo afetados por esses produtos químicos.”

Outros, como Polaris^qbCEO da empresa Shahar Keinan, veem os pesticidas peptídicos como algo que o ambiente pode facilmente reciclar. “Os peptídeos são biodegradáveis”, afirmou. “Portanto, se você adicionar produtos químicos sintéticos ao campo ou à ração, você deve testar subprodutos indesejados na carne, no produto residual e estar ciente do impacto ambiental. Os peptídeos são biodegradáveis, não entram na carne e, mesmo que façam parte dos resíduos, são digeríveis. O impacto ambiental é uma das razões pelas quais pensamos que os peptídeos estão crescendo em popularidade no mercado agrícola”.

Enquanto Polaris^qbEmbora o aditivo de peptídeo de farelo de soja proposto ainda esteja em fase de projeto, a equipe está animada para ver suas grandes implicações para o meio ambiente e a segurança alimentar. À medida que outros procuram maneiras de ajudar a resolver esses problemas, eles podem usar o Polaris^qb, funcionam como um exemplo de como usar a tecnologia de última geração que está sendo desenvolvida atualmente para ajudar a melhorar nosso futuro.

Kenna Hughes-Castleberry é redatora da Inside Quantum Technology e comunicadora científica da JILA (uma parceria entre a University of Colorado Boulder e o NIST). Suas batidas de escrita incluem tecnologia profunda, computação quântica e IA. Seu trabalho foi apresentado na Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica e muito mais.