A Brooklyn Evolution Startup Melonfrost 7 millió dollárt gyűjt, hogy több mikrobát termeljen

Sam Levin nagyapja ötödik generációs burgonyatermesztő volt Nyugat-Massachusettsben, és küzdött, hogy felvegye a versenyt a közép-nyugati ipari gazdaságokból származó burgonyaárak csökkenésével. Miután számos más növényt is megkíséreltek termeszteni, úgy tűnt, a Puerto Ricóból csempészett dinnyemag bevált a trükkhöz, és virágzott a régió homokos vályogtalajában. Azok a dinnyék már majdnem megérettek a betakarításra, mígnem beállt a fagy, és elpusztította a termést – így szól a családi legenda.

Levin immár vezérigazgatója és társalapítója a Melonfrostnak, egy brooklyni székhelyű evolúciós start-upnak, amely saját szoftverét és hardverét egyesíti az evolúció automatizált, zárt körben történő irányításához. A technológia célja, hogy újszerű módszert biztosítson új mikrobák tervezésére és előállítására nagy méretekben, az élelmiszertől és az energiától a terápiáig és a szintetikus anyagokig – mindez nem a jövő tervezésének vagy felépítésének része, hanem inkább növekvő azt. „Számunkra arról van szó, hogy többé már nem vagyunk teljesen kitéve az olyan katasztrófáknak, mint a fagy, hanem átvitt értelemben fagyálló dinnyét készíthetünk bármilyen felhasználási célra” – magyarázza.

A specifikus tulajdonságokkal rendelkező mikrobák kívánt felhasználási célú tenyésztésére szolgáló különféle eszközöket történelmileg korlátozta a méretezés képessége – ami szűk keresztmetszetet teremtett a szerkesztett törzsről a kereskedelmi forgalomba kerülőre –, és sok módszer viszonylag drága és kissé nyers erővel való találgatásokra támaszkodik. -és-ellenőrzési megközelítések jellemzően egy genetikai szekvencia mutációin alapulnak. Ehelyett a Melonfrost legutóbbi 7 millió dolláros vetőmag köre, amelyet a Refactor Capital és az Alexandria Venture Investments közösen vezetett, alátámasztja azt a tézist, hogy „az evolúció az élőlények legjobb tervezője, és még sokáig az lesz”, ahogy Levin fogalmaz.

A fenotípus kiválasztásának középpontjában a Melonfrost Evolution Reactor hardvere és a Maia, a szabadalmaztatott szoftverplatform áll. A Maia gépi tanulási algoritmusok sorozata, amely megtanulja, hogyan fejlődnek az organizmusok – tekintettel a különböző szelekciós nyomásokra és környezeti feltételekre, mivel azok a mért fenotípusokhoz kapcsolódnak –, és iteratív módon ad vissza egy utasításkészletet további szelekciós nyomások formájában a kívánt evolúció folytatásához. tulajdonságok összessége, akár termés, akár fagyállóság. Ezek a bemeneti és kimeneti adatok összekapcsolják a Maiát az Evolution Reactorral, amely a kódolt szelekciós nyomások egyéni vezérlésére, mérésére és alkalmazására szolgáló berendezés, amellyel párhuzamos evolúciós pályákon több ezer független mikrobapopulációt lehet tenyészteni.

Az evolúció méretarányos irányítását az Evolution Reactor moduláris egységeibe beágyazott hardveres innovációk sorozata teszi lehetővé, amelyek mindegyike körülbelül 250 egyedi mikrobapopulációt tartalmaz. A két platformot, a virtuális és a mechanikus, felhőszoftver fonja össze, amely lezárja az automatizált evolúciós irányító platform hurkát – hardver által mért adatok a szoftverbe, az utasítások a modellezőszoftver frissítésein keresztül visszakerülnek a hardverbe –, amely a kívánt fenotípusig ismétlődik. elérte a célt, vagy a hurok leáll. Jelenleg az egész rendszer csaknem elfér a Melonfrost brooklyni laboratóriumában, de Levin úgy fogalmazza meg a jövőképet, hogy ez a hardver-szoftver interfész egy „biológiai adatközpont” egy Evolution Reactor raktár formájában.

Ez a vetőmag kör a következő lépés az evolúciós irányítórendszer teljes formája felé – az Evolution Reactor hardver kiépítésének következő szakaszának finanszírozása, és a Melonfrost első vásárlója felé mozdítása az élelmiszerszektor ehető zsírok terén. „A világ megetetése anélkül, hogy közben megsemmisítené, a szintetikus biológia olyan területe, ahol sok szűk keresztmetszet van a kezdeti felépítéstől a termelésig” – hangsúlyozza Levin. Levin és társalapítója, a mérnöki és tervezési részleg vezetője, valamint gyermekkori barátja, Loren Amdahl-Culleton számára nem újdonság, hogy az egészségesebb világot élelmiszeren keresztül építjük fel. A középiskolában a páros farmot indított büfé számára, hogy növeljék a tanulói befektetéseket a tanulóközösségbe, és a fenntarthatóság felé törekedjenek. Annak ellenére, hogy az egyetemi és a posztgraduális iskolai éveket egy óceán és egy egész ország választja el egymástól, ketten tartották a kapcsolatot Oxfordtól Stanfordig, miközben az evolúciós dinamikát, illetve a megerősítő tanulást tanulmányozták, és elkezdték észrevenni az evolúciós modellek hiányosságainak gépekkel történő kitöltésének lehetőségét. tanulási eszközök, amelyek hasonlóságot mutatnak a mögöttes matematikában. Két másik gyerekkori baráttal együtt megszületett a Melonfrost – amellett, hogy pozitív hatást fejt ki a különböző területeken végzett szintetizálással, a legmodernebb gépi tanulástól és hardverfejlesztéstől a szintetikus biológiáig és a precíziós egyedi szoftvereszközökig.

„Bármelyik ilyen próbálkozás nagy szakértelmet, kudarcot és innovációt igényel, ezért kissé szokatlan mindezt egyszerre csinálni” – vallja be Levin –, de ezek a kihívások olyan nagyok, hogy újítani kell. több fronton egyidejűleg, és nagyon különböző típusú tudósokat és mérnököket integrálnak, hogy valóban növeljék a jövőt. Ez nem csak arról szól, hogy új molekulákat vagy vegyi anyagokat hozzanak piacra; hanem alapvetően meg kell változtatnunk a világ erőforrásainak létrejöttét és mozgását.” A Melonfrost számára nem az a cél, hogy végül nagy gyárakba építsenek és teherkonténerekben szállítsák. Ehelyett a vízió az új törzsek gyors, olcsó és robusztus előállítása és optimalizálása – a termelés egészére kiterjedve, hogy az evolúció nyelvének elsajátításától a megbízható biológiai eredményekig terjedjen – függetlenül attól, hogy mikor jön a metaforikus fagy.

Köszönet Aishani Aatreshnek a cikkhez kapcsolódó további kutatásért és jelentésért. Én vagyok a SynBioBeta alapítója, és néhány cég, amelyekről írok, a szponzora a SynBioBeta konferencia és a heti megemésztés.