Brooklyn Evolution Startup Melonfrost prikuplja 7 miliona dolara za stvaranje više mikroba

Djed Sama Levina bio je peta generacija farmera krompira u zapadnom Massachusettsu, boreći se da se takmiči sa padom cijena krompira sa industrijskih farmi na Srednjem zapadu. Nakon pokušaja uzgoja niza drugih usjeva, činilo se da je set sjemenki dinje prokrijumčarenih iz Portorika uspio, uspjevši na pješčanom ilovastom tlu regije. Te dinje su bile skoro zrele za berbu, sve dok nije nastupio mraz i ubio usev - tako kaže porodična legenda.

Levin je sada izvršni direktor i suosnivač Melonfrosta, evolucionog start-upa sa sjedištem u Bruklinu koji kombinuje svoj vlasnički softver i hardver kako bi upravljao evolucijom u automatiziranoj zatvorenoj petlji. Tehnologija ima za cilj pružiti novu metodu za dizajniranje i proizvodnju novih mikroba u velikom obimu za sve, od hrane i energije do terapeutika i sintetičkih materijala - sve to nije dio inženjeringa ili izgradnje budućnosti, već, rastući to. „Za nas se radi o tome da više nismo u potpunosti na volju takvih katastrofa kao što je mraz, metaforički da možemo napraviti dinje otporne na mraz za bilo koju željenu upotrebu,“ objašnjava on.

Različiti alati za uzgoj mikroba sa specifičnim osobinama za željenu upotrebu su kroz povijest bili ograničeni sposobnošću skaliranja - stvarajući usko grlo u prelasku od uređenog soja do komercijaliziranog - s mnogo metoda za to koje se oslanjaju na relativno skupo i pomalo grubo nagađanje. -and-check pristupi tipično zasnovani na mutacijama genetske sekvence. Umjesto toga, Melonfrostova nedavna startna runda od 7 miliona dolara, koju zajedno vode Refactor Capital i Alexandria Venture Investments, podržava tezu da je „evolucija i da će još dugo biti najbolji dizajner organizama“, kako kaže Levin.

U središtu ovog fokusa na odabiru za fenotip su Melonfrostov Evolution Reactor hardver i Maia, njegova vlasnička softverska platforma. Maia je skup algoritama za strojno učenje koji uče kako organizmi evoluiraju — s obzirom na različite pritiske selekcije i uvjete okoline koji se odnose na izmjerene fenotipove — i iterativno vraćaju skup instrukcija u obliku daljnjih pritisaka selekcije kako bi nastavili razvijati željeni skup svojstava, bilo da je prinos ili otpornost na mraz. Ovi ulazni i izlazni podaci povezuju Maiu sa Evolucijskim reaktorom, aparatom za individualnu kontrolu, mjerenje i primjenu ovih kodiranih selekcijskih pritisaka za kultivaciju hiljada nezavisnih mikrobnih populacija na paralelnim evolucijskim putanjama.

Upravljanje evolucijom u velikim razmjerima omogućeno je nizom hardverskih inovacija inkapsuliranih u nizu modularnih jedinica u Evolution Reactoru, od kojih svaka sadrži približno 250 pojedinačnih mikrobnih populacija. Dvije platforme, virtuelna i mehanička, isprepletene su zajedno softverom u oblaku koji zatvara petlju platforme automatiziranog upravljanja evolucijom — podaci mjereni hardverom koji se unose u softver, upute se vraćaju hardveru putem ažuriranja softvera za modeliranje — koji se ponavlja do željenog fenotipa cilj je postignut ili je petlja isključena. Trenutno se ceo sistem skoro uklapa u Melonfrostov laboratorijski prostor u Bruklinu, ali Levin artikuliše viziju ovog hardversko-softverskog interfejsa kao „biološkog centra podataka“ u obliku skladišta Evolution Reactor.

Ovaj ciklus sjemena je sljedeći korak ka punom obliku ovog evolucijskog upravljačkog sistema – finansiranje sljedeće faze izgradnje hardvera Evolution Reactora i pomicanje Melonfrosta prema prvom kupcu u prostoru za jestivu masnoću u prehrambenom sektoru. „Hranjenje svijeta bez njegovog uništavanja u procesu je područje sintetičke biologije, posebno gdje postoji mnogo uskih grla u prelasku od početnog stvaranja do proizvodnje“, naglašava Levin. Ovaj fokus na izgradnju zdravijeg svijeta kroz hranu nije nov za Levina i njegovog suosnivača, šefa inženjeringa i dizajna i prijatelja iz djetinjstva, Loren Amdahl-Culleton. U srednjoj školi, dvojac je pokrenuo farmu za svoju kafeteriju kako bi povećao ulaganje učenika u zajednicu koja uči i pogurao ka održivosti. Unatoč tome što su dodiplomske i postdiplomske školske godine proveli odvojene okeanom i cijelom zemljom, njih dvoje su ostali u kontaktu od Oksforda do Stanforda dok su proučavali evolucijsku dinamiku i učenje s pojačanjem, i počeli su primjećivati ​​potencijal za popunjavanje praznina u evolucijskim modelima pomoću mašine. alati za učenje s obzirom na sličnosti u njihovoj osnovnoj matematici. Sa još dva prijatelja iz djetinjstva, Melonfrost je rođen — vođen pozitivnim utjecajem sintezom u različitim poljima, od vrhunskog strojnog učenja i hardverskog inženjeringa do sintetičke biologije i preciznih prilagođenih softverskih alata.

„Svaki od tih poduhvata zahtijevao bi puno stručnosti, neuspjeha i inovacije, tako da je pomalo neobično raditi sve to u isto vrijeme“, priznaje Levin, „ali ovi izazovi su toliko veliki da morate inovirati na više frontova istovremeno i integrišu veoma različite vrste naučnika i inženjera kako bi zaista unapredili budućnost. Ne radi se samo o nastojanju da se nove molekule ili hemikalije dovedu na tržište; umjesto toga, moramo fundamentalno promijeniti način na koji svjetski resursi nastaju i kako se kreću.” Za Melonfrost, cilj nije da se na kraju gradi u velikim fabrikama i otprema u teretnim kontejnerima. Umjesto toga, vizija je da se brzo, jeftino i robusno proizvedu i optimiziraju novi sojevi - šireći se u proizvodnju u cjelini kako bi se preveli od učenja jezika evolucije do pouzdanih bioloških rezultata u velikom obimu - bez obzira na to kada može doći metaforički mraz.

Hvala Aishani Aatresh na dodatnom istraživanju i izvještavanju o ovom članku. Osnivač sam SynBioBeta i neke od kompanija o kojima pišem su sponzori SynBioBeta konferencija i sedmični pregled.