Интеграция ИИ в процесс клонирования — новое достижение исследователей из Колледжа искусственного интеллекта Нанкайского университета в Китае. Полностью автоматизированный метод уменьшит количество ошибок при ручном клонировании и избавит исследователей от утомительных и трудоемких задач. Недавнее рождение семи поросят без какого-либо вмешательства человека является еще одним шагом в нормализации этого типа коммерческого клонирования, которое также может принести пользу китайскому сельскому хозяйству, уменьшив зависимость страны от импортируемых племенных животных.
Исследователи из Колледжа искусственного интеллекта при Нанкайском университете в Китае сообщают, что они разработали технологию клонирования, которая не требует вмешательства человека. В марте прошлого года в университете Нанкай свиноматка родила семь клонированных поросят. Каждый шаг клонирования был автоматизирован с помощью роботов.
Эта техника не нова, поскольку в 2017 году группа Нанкайского университета произвела первых в мире 13 поросят, клонированных с помощью «всего лишь» роботов. Но Лю Яовэй, член команды, разработавшей систему, сказал тогда, что некоторые части процесса (например, извлечение ядра из яйцеклетки) все еще должны выполняться людьми.
Как правило, клонирование жизнеспособного эмбриона в лаборатории включает перенос ядра соматической (телесной) клетки животного, подлежащего клонированию, в ооцит, из которого удалено ядро и который может быть получен от другого животного. Используя роботизированный процесс, команда с тех пор провела тысячи операций по переносу ядер: в 2017 году они пересадили 510 эмбрионов шести свиноматкам (две из которых родили), а в 2018 году девять клонированных роботом свиней произвели 101 потомство.
Процент успеха 27,5%, по сравнению с 10% при ручной операции
Чжао Синь, профессор Нанкайского колледжа искусственного интеллекта, возглавил проект по созданию роботизированного клонированного поросенка. Он ввел механическую модель и сифонный эффект в разработку ИИ для команды. «Таким образом, для высокоточной автоматической ориентации клеток и удаления клеточных ядер требуется лишь минимальное усилие«, — говорится в заявлении университета. «Эксперименты показали значительное снижение повреждения клеток после процесса. Что еще более важно, процент успеха последующего развития клонированных эмбрионов составил 21% для роботизированного процесса по сравнению с 10% для ручной операции«.
Еще лучше то, что команда смогла улучшить показатель успешного развития клонированных эмбрионов за последние пять лет с 21% до 27,5%, по словам Лю Яовэй. Преодолев технические трудности биологического клонирования, клонировать с помощью искусственного интеллекта стало намного проще. Это также освобождает исследователей от ручной микроманипуляции, которая в конечном итоге может привести к проблемам со здоровьем — например, к проблемам со спиной из-за наклона над микроскопами. Это также освободило бы их время для других манипуляций, ведь ученые иногда создают вручную более 1000 клонов в день!
Свинина — самое популярное мясо в Китае, и эта отрасль все еще пытается оправиться от вспышки африканской чумы свиней в 2018 и 2019 годах, от которой сильно пострадало племенное поголовье. Агентство Reuters сообщает, что потеря здоровых свиноматок привела к увеличению потребности в импорте племенного скота, и свиноводческая отрасль стремится восстановить былую самодостаточность. Ожидается, что разрабатываемые высокие технологии улучшат ситуацию в Китае в то время, когда страна опасается, что она уязвима перед ограничениями на импорт со стороны США и других западных стран.
Между тем, Пан Денгке — бывший научный сотрудник Китайской академии сельскохозяйственных наук, который помог вывести первую китайскую клонированную свинью в 2005 году, — рассказал газете South China Morning Post, что роботизированная техника клонирования может найти широкое применение в животноводстве, включая вспомогательное разведение и селекцию. «Коммерциализация роботизированного клонирования, несомненно, окажет серьезное и глубокое влияние на промышленность и жизнь населения«, — добавил он.
В ближайшее время в журнале Engineering будет опубликована рецензируемая статья, в которой будут изложены технические подробности технологии.