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Accès ouvert déclaré 2026 preprint

AI-enabled rhodopsin design for blue-light enhanced bacterial growth

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Résumé fourni par la source

Abstract We developed an AI-guided design pipeline that generated and validated non-natural microbial rhodopsins with spectral properties not yet known in nature. The pipeline comprised a three-stage in silico design, a genetic algorithm (GA) for sequence generation, a stacked LASSO and XGBoost machine-learning (ML) regressor for spectral prediction and fitness ranking, and a Markov-based sequence plausibility filter to enforce proton pumping like characteristics. Four candidate rhodopsins (APR1, APR2, APR6, and APR7) targeting blue light absorption were designed and AlphaFold3 structural modelling predicted retinal binding pocket architecture consistent with outward proton-pumping function. Experimental characterisation confirmed that all four variants absorbed light at ∼410 nm and significantly promoted the growth of Cupriavidus necator under blue light illumination. This study demonstrates that AI-enabled design can engineer proteins with no natural precedent, generating light-harvesting rhodopsins with novel spectral properties while preserving biological function, marking a significant advance in programmable synthetic biology.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
AI-enabled rhodopsin design for blue-light enhanced bacterial growth
Date Crossref
30/06/2026
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Photoreceptor and optogenetics researchBacterial Genetics and BiotechnologyAdvanced Fluorescence Microscopy Techniques

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