Studenten der Fakultäten für Naturwissenschaften und Mathematik an der University of Waterloo in Kanada haben vom Good Food Institute (GFI), Mitacs und New Harvest Zuschüsse in Höhe von über 700.000 Dollar erhalten, um ihre Forschung zur Weiterentwicklung von kultivierten Meeresfrüchten mit Hilfe von KI auszuweiten.
Die Forschungsziele, die von den Waterloo Alt Protein Project Design Teams, einem globalen Netzwerk von über 60 von Studenten geleiteten Organisationen, die vom GFI unterstützt werden, ausgearbeitet wurden, zielen darauf ab, die großtechnische Produktion von kultivierten Meeresfrüchten, insbesondere Fisch, zu etablieren.
Mithilfe von KI wollen die Forscher das Zellverhalten vorhersagen und verbessern und detaillierte genomische und proteomische Profile erstellen. Darüber hinaus werden sie Multi-omics-Technologien einsetzen und die Einzelzell-RNA-Sequenzierung nutzen, um Einblicke in den zellulären Aufbau von Fischen zu gewinnen.
Die gesammelten Daten werden zur Entwicklung von Computermodellen für die Genregulation, das Zellwachstum und die weitere Entwicklung verwendet. Diese Modelle sollen dazu beitragen, verschiedene Herausforderungen bei der Produktion von kultivierten Meeresfrüchten zu bewältigen, wie z. B. die Formulierung optimierter tierfreier Serummedien, die zuverlässige Induktion der Zellimmortalisierung und die Verbesserung der Zellproliferation und -differenzierung in großem Maßstab.
Herausforderungen lösen
Zum Forscherteam gehören unter anderem Kevin Shen, ein Master of Science (Biologie) mit einem Abschluss in Informatik und Rikard Saqe, der sein Grundstudium in Mathematik abschließt und einen Master-Abschluss anstrebt.
Ihr gemeinsames Interesse am Klimawandel und an alternativen Proteinen veranlasste sie, sich mit Bioinformatik zu beschäftigen, um eine ethische und nachhaltige Lebensmittelproduktion zu erreichen. Kultivierte Meeresfrüchte haben das Potenzial, die Umweltauswirkungen der kommerziellen Fischerei zu verringern und sicherere Lebensmittel anzubieten, indem schädliche Elemente wie Quecksilber und Mikroplastik, zwei häufig in Fisch vorkommende Schadstoffe, eliminiert werden.
Mehrere Professoren, darunter Dr. Brian Dixon vom Fachbereich Biologie, Dr. Brian Ingalls vom Fachbereich angewandte Mathematik und Dr. Nguyen Vo von der Wilfrid Laurier University, leiten diese Forschung. Alle Daten und Modelle werden auf einer Plattform für einen „kultivierten Fleischatlas“ öffentlich zugänglich gemacht, um breitere Forschungsbemühungen zu unterstützen.
Die bisherige Arbeit, ein umfassender Überblick über das maschinelle Lernen bei zellkultiviertem Fleisch, der in Zusammenarbeit mit New Harvest und dem Alberta Machine Intelligence Institute erstellt wurde, ist jetzt als Preprint verfügbar.
„Der Klimawandel und die Ernährungssicherheit sind zwei der größten Herausforderungen, denen wir als Gesellschaft gegenüberstehen. Alternative Proteine und zelluläre Landwirtschaft verbrauchen viel weniger Land und Wasser und bieten eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Fleischprodukten“, sagte Shen an der University of Waterloo.
Weitere Informationen: uwaterloo.ca
