Международный конкурс по синтетической биологии продлится три месяца SynBio Challenges завершился в начале августа в г. Шэньчжэнь (Китай). Команда студентов МГУ имени М.В. Ломоносова Team Moscow выиграла золотую медаль в решении задачи по дизайну белков методами искусственного интеллекта, предложив варианты зеленого флуоресцентного белка (GFP) с высоким уровнем флуоресценции и термостабильности. В задаче «Синтетическая клетка» команда предложила новую регуляторную последовательность ДНК для увеличения эффективности синтеза белков и благодаря неординарному подходу и новому взгляду на решение поставленной научной задачи выиграла серебряную медаль.
В период с мая по июль команда «Team Moscow» под руководством специалистов Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта МГУ и кафедры биоинженерии биологического факультета, а именно д.ф.-м.н., профессора кафедры биоинженерии, чл.-корр. РАН Алексея Шайтана и м.н.с. Елизаветы Богдановой, участвовала в международном студенческом конкурсе SynBio Challenges. Целью данного мероприятия является содействие развитию синтетической биологии, биоинженерии, биоинформатики и связанных с ними направлений. В этом году в конкурсе приняли участие свыше 1800 студентов из шести стран: России, Китая, Японии, Сингапура, Таиланда и Малайзии. Организаторами выступают Китайское общество биотехнологии (Chinese Society of Biotechnology (CSBT)) и ведущие научные институты Шэньчжэня, специализирующиеся на биотехнологиях и синтетической биологии. SynBio Challenges фокусируется на решении сложных задач, включая проектирование искусственных клеток и создание новых биоматериалов. Участие в данном конкурсе предоставляет уникальную возможность для студентов и молодых исследователей биологического факультета МГУ продемонстрировать свои достижения в области синтетической биологии на международной арене.
Команда в основном состояла из студентов разных уровней обучения – бакалавров, специалистов и магистров кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ: Арина Блинова, Арина Авакянц, Максим Бова, Павел Олейников, Егор Пивоваров, Дмитрий Рябов, также являющийся сотрудником Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта МГУ. Студент 3 курса бакалавриата Михаил Бельский был назначен лидером команды.
Команда представила свои решения для двух конкурсных задач: «Дизайн белков» и «Синтетическая клетка». В рамках первой задачи, с применением методов искусственного интеллекта, были предложены мутации в аминокислотной последовательности зеленого флуоресцентного белка (GFP) дикого типа, направленные на повышение интенсивности флуоресценции и термостабильности. Для точной оценки флуоресценции и термостабильности мутантных вариантов GFP был разработан комплексный метод, объединяющий экспериментальные данные и исследования GFP с современными подходами искусственного интеллекта и новой разработанной командой нейронной сетью. Во втором задании команда разработала подход к проектированию регуляторных последовательностей ДНК, позволяющий оптимизировать экспрессию GFP в бесклеточных системах. Решение учитывало взаимное влияние промоторной области и 5′ нетранслируемой области на экспрессию, а также оптимизацию нуклеотидной последовательности сайта связывания рибосомы и минимизацию вероятности формирования стабильных вторичных структур в данной области, подавляющих трансляцию.
«Синтетическая биология – одно из самых прогрессивных направлений в биологии, в котором широко применяются компьютерные технологии и инструменты искусственного интеллекта. Наша команда регулярно участвует в международных соревнованиях по синтетической биологии, и в этом году впервые мы представили проект на конкурсе в Шэньчжэне – ведущем мировом центре биотехнологических разработок. Ключевой особенностью этого конкурса является акцент на использование автоматизации, роботизации и искусственного интеллекта для решения задач биотехнологии. Участие в подобных мероприятиях способствует развитию культурных и научных контактов с коллегами, чему также способствует наличие в Шэньчжэне совместного Университета МГУ-ППИ », – прокомментировал Алексей Шайтан, член-корреспондент РАН, профессор кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ, сотрудник Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта МГУ.
Список участников команды
- Руководителем является Алексей Константинович Шайтан, доктор физико-математических наук, профессор кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ, сотрудник Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта МГУ и член-корреспондент РАН.
- Елизавета Александровна Богданова, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ и сотрудник Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта МГУ, выступает в качестве соруководителя.
- Михаил Михайлович Бельский, студент третьего курса бакалавриата кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ, является капитаном.
- Студенткой 2 курса специалитета кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ является Арина Арсеньевна Блинова.
- Максим Георгиевич Бова, студент четвертого курса бакалавриата кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.
- Студенткой 4 курса бакалавриата кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ является Арина Вартановна Авакянц.
- Павел Денисович Олейников, студент первого курса магистратуры, обучается на кафедре биоинженерии биологического факультета МГУ.
- Дмитрий Михайлович Рябов, студент первого курса магистратуры кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ, является участником.
- Егор Максимович Пивоваров, студент первого курса магистратуры кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.
Артур Игоревич Заболотский, младший научный сотрудник кафедры биохимии биологического факультета МГУ, выступает в роли консультанта.
Пресс-служба МГУ имени М.В. Ломоносова предоставила информацию и фотографии