Gerichte evolutie van modulaire proteïnen gestuurd door machinaal leren: het VersaTile Platform 2.0

Het VersaTile Platform 1.0 is een technologie ontwikkeld voor de synthetische biologie van modulaire eiwitten. Deze technologie is een moleculair equivalent van LEGO: ten eerste maak je een verzameling LEGO-bouwstenen (equivalent van een eiwitmodule), vervolgens kun je elke constructie (equivalent van modulair eiwit) met deze legobouwstenen op een zeer efficiënte manier maken en met een zeer hoge doorvoer (tot miljoenen van modulaire eiwitvarianten kunnen op een dag worden gemaakt). Deze technologie is van groot belang voor de industrie omdat veel biologische geneesmiddelen een modulaire structuur hebben (industriële enzymen, antilichamen, vaccins, biopolymeren ...).
In dit voorstel voor een doctoraal onderzoek probeer ik het economische potentieel van het platform te benutten met een upgrade naar het VersaTile Platform 2.0. Ik zal computationele methoden ontwikkelen om zoveel mogelijk te leren van de natuurlijke evolutie van modulaire eiwitten en machine learning te introduceren in volledig geoptimaliseerde modulaire eiwitten. Specifiek gebruik ik enzybiotica, of modulaire enzym-gebaseerde antibiotica, als een casestudy en valideer ik het hele proces in het laboratorium. Het verwachte resultaat is dat we een specifiek enzybiotisch middel creëren dat zeer actief is tegen vancomycineresistente enterokokken. Belangrijk is dat ik alle tools zodanig zal ontwikkelen dat ze in het algemeen kunnen worden toegepast op elk modulair eiwit, ongeacht hun toepassingsgebied.