Startup Brooklyn Evolution Melonfrost získal 7 miliónov dolárov na výrobu ďalších mikróbov

Starý otec Sama Levina bol pestovateľom zemiakov piatej generácie v západnom Massachusetts, ktorý sa snažil konkurovať klesajúcim cenám zemiakov z priemyselných fariem na Stredozápade. Po pokuse dopestovať množstvo iných plodín sa zdalo, že súbor melónových semien pašovaných z Portorika dokázal tento trik a darilo sa im v piesočnatej hlinitej pôde regiónu. Tieto melóny boli takmer zrelé na zber, kým nenastali mrazy a nezabili úrodu – tak hovorí rodinná legenda.

Levin je teraz generálnym riaditeľom a spoluzakladateľom Melonfrost, evolučného start-upu so sídlom v Brooklyne, ktorý kombinuje svoj vlastný softvér a hardvér na riadenie vývoja v automatizovanej uzavretej slučke. Cieľom technológie je poskytnúť novú metódu navrhovania a výroby nových mikróbov vo veľkom meradle pre všetko od potravín a energie až po terapeutiká a syntetické materiály – to všetko je súčasťou nie inžinierstva alebo konštrukcie budúcnosti, ale skôr, rastúce to. „Pre nás je to o tom, že už nie sme plne vystavení rozmarom takých katastrof, ako je mráz, metaforicky sme schopní vyrábať mrazuvzdorné melóny na akékoľvek želané použitie,“ vysvetľuje.

Rôzne nástroje na pestovanie mikróbov so špecifickými vlastnosťami na požadované použitie boli historicky obmedzené schopnosťou škálovania – vytváraním prekážok prechodu od upraveného kmeňa ku komercializovanému – s mnohými metódami, ktoré sa spoliehajú na pomerne drahé a trochu hrubé odhady sily. -a-kontrolné prístupy zvyčajne založené na mutáciách genetickej sekvencie. Namiesto toho nedávne kolo 7 miliónov dolárov spoločnosti Melonfrost, ktoré vedie Refactor Capital a Alexandria Venture Investments, podporuje tézu, že „evolúcia je a ešte dlho bude najlepším dizajnérom organizmov“, ako hovorí Levin.

Jadrom tohto zamerania na výber fenotypu je hardvér Melonfrost's Evolution Reactor a Maia, jeho patentovaná softvérová platforma. Maia je sada algoritmov strojového učenia, ktoré sa učia, ako sa organizmy vyvíjajú – s ohľadom na rôzne selekčné tlaky a podmienky prostredia, ktoré súvisia s meranými fenotypmi – a opakovane vracajú súbor inštrukcií vo forme ďalších selekčných tlakov, aby pokračovali vo vývoji požadovaného súbor vlastností, či už úrodnosť alebo mrazuvzdornosť. Tieto vstupné a výstupné dáta spájajú Maiu s Evolution Reactor, prístrojom na individuálne riadenie, meranie a aplikáciu týchto zakódovaných selekčných tlakov na kultiváciu tisícok nezávislých mikrobiálnych populácií na paralelných evolučných trajektóriách.

Riadenie evolúcie vo veľkom rozsahu umožňuje séria hardvérových inovácií zapuzdrených v rade modulárnych jednotiek v reaktore Evolution, z ktorých každá obsahuje približne 250 individuálnych mikrobiálnych populácií. Tieto dve platformy, virtuálna a mechanická, sú prepletené cloudovým softvérom, ktorý uzatvára slučku automatizovanej platformy riadenia evolúcie – údaje merané hardvérom dodávaným do softvéru, pokyny dodávané späť do hardvéru prostredníctvom aktualizácií modelovacieho softvéru – ktorý sa opakuje, kým sa nedosiahne požadovaný fenotyp. cieľ sa dosiahne alebo sa slučka vypne. V súčasnosti sa celý systém takmer zmestí do laboratória Melonfrost v Brooklyne, ale Levin vyjadruje víziu tohto hardvérovo-softvérového rozhrania ako „biologické dátové centrum“ vo forme skladu Evolution Reactor.

Toto počiatočné kolo je ďalším krokom k úplnej forme tohto evolučného riadiaceho systému – financovanie ďalšej fázy budovania hardvéru Evolution Reactor a presunu Melonfrost k prvému zákazníkovi v oblasti jedlých tukov v potravinárskom sektore. „Nakŕmiť svet bez toho, aby sme ho v tomto procese zničili, je oblasťou syntetickej biológie, najmä tam, kde existuje veľa prekážok pri prechode od počiatočnej výstavby až po výrobu,“ zdôrazňuje Levin. Toto zameranie na budovanie zdravšieho sveta prostredníctvom jedla nie je novinkou pre Levina a jeho spoluzakladateľa, vedúceho inžinierstva a dizajnu a priateľa z detstva Lorena Amdahla-Culletona. Na strednej škole dvojica založila farmu pre svoju kaviareň, aby zvýšila investície študentov do učiacej sa komunity a posunula sa smerom k udržateľnosti. Napriek tomu, že strávili vysokoškolské a postgraduálne školské roky oddelené oceánom a celou krajinou, obaja zostali v kontakte od Oxfordu po Stanford, keď študovali evolučnú dynamiku a posilňovacie učenie, a začali si všímať potenciál na vyplnenie medzier v evolučných modeloch strojom. učebné nástroje vzhľadom na podobnosti v ich základnej matematike. S ďalšími dvoma priateľmi z detstva sa zrodil Melonfrost – poháňaný pozitívnym vplyvom syntézou v rôznych oblastiach, od špičkového strojového učenia a hardvérového inžinierstva až po syntetickú biológiu a presné softvérové ​​nástroje na mieru.

„Každá z týchto snáh by si vyžadovala veľa odborných znalostí, neúspechov a inovácií, takže je trochu nezvyčajné robiť všetko naraz,“ pripúšťa Levin, „ale tieto výzvy sú také veľké, že musíte inovovať. na viacerých frontoch súčasne a integrovať veľmi odlišné druhy vedcov a inžinierov, aby sa budúcnosť skutočne rozvíjala. Nie je to len o snahe priniesť na trh nové molekuly alebo chemikálie; skôr musíme zásadne zmeniť spôsob, akým sa svetové zdroje vytvárajú a pohybujú.“ Pre Melonfrost nie je cieľom nakoniec stavať vo veľkých továrňach a prepravovať v nákladných kontajneroch. Namiesto toho je víziou rýchlo, lacno a robustne vyrábať a optimalizovať nové kmene – rozširujúce sa do výroby vo všeobecnosti, aby sa preniesli od učenia sa jazyka evolúcie k spoľahlivým biologickým výstupom vo veľkom rozsahu – bez ohľadu na to, kedy môže prísť metaforický mráz.

Ďakujem Aishani Aatresh za ďalší výskum a správu o tomto článku. Som zakladateľom SynBioBeta a niektoré spoločnosti, o ktorých píšem, sú sponzormi Konferencia SynBioBeta a týždenný prehľad.