Brooklyn Evolution Startup Melonfrost prikuplja 7 milijuna dolara za proizvodnju više mikroba

Djed Sama Levina bio je peta generacija uzgajivača krumpira u zapadnom Massachusettsu, koji se borio s padom cijena krumpira s industrijskih farmi na Srednjem zapadu. Nakon pokušaja uzgoja brojnih drugih usjeva, činilo se da je set sjemenki dinje prokrijumčarenih iz Portorika uspio, uspijevajući na pjeskovitom ilovastom tlu regije. Te su dinje bile taman zrele za berbu, sve dok nije nastupio mraz i ubio urod - tako kaže obiteljska legenda.

Levin je sada izvršni direktor i suosnivač Melonfrosta, evolucijskog startupa sa sjedištem u Brooklynu koji kombinira svoj vlasnički softver i hardver za usmjeravanje evolucije u automatiziranoj zatvorenoj petlji. Tehnologija ima za cilj pružiti novu metodu za dizajniranje i proizvodnju novih mikroba u velikim razmjerima za sve, od hrane i energije do terapije i sintetičkih materijala - sve to nije dio inženjeringa ili konstruiranja budućnosti, već, rastući to. “Za nas se radi o tome da više ne možemo biti potpuno prepušteni takvim katastrofama kao što je mraz, metaforički u mogućnosti proizvoditi dinje otporne na mraz za bilo koju željenu namjenu”, objašnjava.

Različiti alati za uzgoj mikroba sa specifičnim osobinama za željenu upotrebu povijesno su bili ograničeni sposobnošću skaliranja - stvarajući usko grlo prelaska s uređenog soja na komercijalizirani - s mnogim metodama za to oslanjajući se na relativno skupe i donekle grube pretpostavke -i-provjeri pristupi koji se obično temelje na mutacijama genetske sekvence. Umjesto toga, Melonfrostova nedavna početna runda vrijedna 7 milijuna dolara, koju zajednički vode Refactor Capital i Alexandria Venture Investments, podupire tezu da "evolucija jest i još će dugo biti najbolji dizajner organizama", kako to Levin kaže.

U središtu ovog fokusa na odabir fenotipa su Melonfrostov Evolution Reactor hardver i Maia, njegova vlasnička softverska platforma. Maia je skup algoritama strojnog učenja koji uče kako se organizmi razvijaju — s obzirom na različite selekcijske pritiske i uvjete okoliša koji se odnose na izmjerene fenotipove — i iterativno vraćaju skup uputa u obliku daljnjih selekcijskih pritisaka kako bi nastavili razvijati željeni skup svojstava, bilo prinos ili otpornost na mraz. Ovi ulazni i izlazni podaci povezuju Maiju s Evolucijskim reaktorom, aparatom za individualnu kontrolu, mjerenje i primjenu ovih kodiranih selekcijskih pritisaka za uzgoj tisuća neovisnih mikrobnih populacija na paralelnim evolucijskim putanjama.

Upravljanje evolucijom na velikim razmjerima omogućeno je nizom hardverskih inovacija kapsuliranih u nizu modularnih jedinica u Evolution Reactoru, od kojih svaka sadrži približno 250 pojedinačnih mikrobnih populacija. Dvije platforme, virtualna i mehanička, isprepletene su softverom u oblaku koji zatvara petlju automatizirane platforme za upravljanje evolucijom — podaci izmjereni hardverom uneseni u softver, upute koje se vraćaju hardveru putem ažuriranja softvera za modeliranje — koji ponavlja sve dok željeni fenotip ne cilj postignut ili je petlja isključena. Trenutačno cijeli sustav gotovo staje u Melonfrostov prostor laboratorija u Brooklynu, ali Levin artikulira viziju ovog hardversko-softverskog sučelja kao "biološkog podatkovnog centra" u obliku skladišta Evolution Reactor.

Ova početna runda je sljedeći korak prema potpunom obliku ovog evolucijskog upravljačkog sustava — financiranje sljedeće faze izgradnje hardvera Evolution Reactor i pomicanje Melonfrosta prema njegovom prvom kupcu u sektoru jestivih masti u prehrambenom sektoru. "Hranjenje svijeta bez njegovog uništavanja u procesu posebno je područje sintetičke biologije u kojem postoji mnogo uskih grla u prelasku od početne izgradnje do proizvodnje", naglašava Levin. Ovaj fokus na izgradnju zdravijeg svijeta putem hrane nije novost za Levina i njegovog suosnivača, voditelja inženjeringa i dizajna i prijatelja iz djetinjstva, Lorena Amdahl-Culletona. U srednjoj školi, dvojac je pokrenuo farmu za svoju kafeteriju kako bi povećao ulaganje učenika u zajednicu učenja i pogurao prema održivosti. Unatoč tome što su dodiplomske i diplomske godine proveli odvojeni oceanom i cijelom zemljom, njih dvoje su ostali u kontaktu od Oxforda do Stanforda dok su proučavali evolucijsku dinamiku i učenje s potkrepljenjem, te su počeli uočavati potencijal za popunjavanje praznina u evolucijskim modelima pomoću stroja alate za učenje s obzirom na sličnosti u njihovoj osnovnoj matematici. S druga dva prijatelja iz djetinjstva, Melonfrost je rođen - vođen stvaranjem pozitivnog utjecaja sintetiziranjem različitih područja, od vrhunskog strojnog učenja i hardverskog inženjeringa do sintetičke biologije i preciznih prilagođenih softverskih alata.

“Bilo koji od tih pothvata zahtijevao bi mnogo stručnosti, neuspjeha i inovacija, pa je pomalo neobično raditi sve to u isto vrijeme,” priznaje Levin, “ali ti su izazovi toliko veliki da morate inovirati na više frontova istovremeno i integrirati vrlo različite vrste znanstvenika i inženjera kako bi stvarno razvili budućnost. Ne radi se samo o tome da se na tržište dovedu nove molekule ili kemikalije; nego moramo iz temelja promijeniti način na koji svjetski resursi nastaju i kreću se okolo.” Za Melonfrost, cilj nije na kraju graditi velike tvornice i slati u teretnim kontejnerima. Umjesto toga, vizija je brzo, jeftino i robusno proizvesti i optimizirati nove sojeve - šireći se u proizvodnju u cjelini kako bi se prevelo od učenja jezika evolucije do pouzdanih bioloških rezultata u velikom obimu - bez obzira na to kada metaforički mraz može doći.

Hvala Aishani Aatresh na dodatnom istraživanju i izvješćivanju o ovom članku. Ja sam osnivač SynBioBeta i neke od tvrtki o kojima pišem su sponzori SynBioBeta konferencija i tjedni sažetak.