Verbundprojekt: Internationales Zukunftslabor für KI-gestützte Bioprozessentwicklung "KIWI-biolab"; Teilvorhaben: Anbahnung des Robotic-Screening Labors der Universität Greifswald

In diesem KIWI-biolab Teilprojekt geht es um die Anbindung eines externen, nicht am Standort des Koordinators befindlichen Roboterlabors sowie darum, Lösungen zu finden und zu testen und Künstliche Intelligenz (KI)/ Maschinelles Lernen (ML), Roboterprozesse und Screening Daten in einem universellen, einsetzbaren Format zu übertragen. Hierfür soll die an der Universität Greifswald für das Hochdurchsatzscreening entwickelte, open-source Software LARAsuite so erweitert werden, dass ein Datenaustausch von ML- Daten, die von den KIWI-biolab Partnern generiert werden, möglich ist. Hierfür muss sichergestellt werden, dass der Datentransfer sicher und verlustfrei abläuft. Die so übertragenen Daten werden in reale Experimente überführt: Mit Hilfe von Bakterien oder in-vitro Expressionssystemen werden aus den vorhergesagten Proteinsequenzen Proteine hergestellt. Das erfolgt in der voll-automatisierten LARA-Roboter Screeningsanlage. In ihr werden die Proteine auch biochemisch mit Hilfe von spezifischen Assays durchmustert und charakterisiert. Für die Durchmusterung werden weitere Parameter, wie Wachstumsparameter für das optimale Zellwachstum in Mikrotiterplatten, aus den KI/ML-Modellen verwendet (in enger Kooperation mit dem Teilprojektpartnern der Uni-Hildesheim). Die in dem Screeningprozeß gefundenen, aktiven Varianten werden verifiziert. Abschließend müssen Schnittstellen und Austauschformate entwickelt werden, um die so gewonnen Daten wieder sicher und verlustfrei an die KI/ML KIWI-Projektpartner zurück fließen zu lassen. Das Ziel dieses Teilprojektes ist die Entwicklung, Etablierung und Erprobung von laborübergreifendem und standardisiertem Austausch von komplexen biotechnologischen Daten und Prozessabläufen mit modernen Laborroboteranlagen. Die so entwickelten und erprobten Kommunikationsmethoden sollen möglichst generisch und weitflächig anwendbar sein.