Startup Brooklyn Evolution Melonfrost savāc 7 miljonus dolāru, lai radītu vairāk mikrobu

Sema Levina vectēvs bija piektās paaudzes kartupeļu audzētājs Rietummasačūsetsā, un viņam bija grūti konkurēt ar kartupeļu cenu kritumu no rūpnieciskajām fermām Vidējos Rietumos. Pēc mēģinājuma audzēt vairākas citas kultūras, šķita, ka no Puertoriko kontrabandas ievestas melones sēklu komplekts paveica šo viltību, plaukstot reģiona smilšmāla augsnē. Šīs melones bija gandrīz nogatavojušās ražas novākšanai, līdz iestājās sals un nogalināja ražu — tā vēsta ģimenes leģenda.

Levins tagad ir Melonfrost izpilddirektors un līdzdibinātājs, Bruklinā bāzēta evolūcijas uzsācējs, kas apvieno savu patentēto programmatūru un aparatūru, lai vadītu evolūciju automatizētā slēgtā ciklā. Tehnoloģijas mērķis ir nodrošināt jaunu metodi jaunu mikrobu projektēšanai un ražošanai mērogā visam, sākot no pārtikas un enerģijas līdz ārstniecības līdzekļiem un sintētiskiem materiāliem — tas viss ir daļa no nevis inženierijas vai nākotnes konstruēšanas, bet gan, augošs to. "Mums tas nozīmē, ka mēs vairs neesam pilnībā pakļauti tādām katastrofām kā sals, metaforiski spēju izgatavot salizturīgas melones jebkuram vēlamajam lietojumam," viņš skaidro.

Dažādus instrumentus, lai audzētu mikrobus ar specifiskām iezīmēm vēlamajam lietojumam, vēsturiski ir ierobežojusi mērogošanas iespēja — radot šķēršļus pārejai no rediģēta celma uz komercializētu — ar daudzām metodēm, lai to izdarītu, balstoties uz salīdzinoši dārgu un zināmā mērā brutālu spēku minējumu. -un-pārbaudiet pieejas, kas parasti balstās uz ģenētiskās secības mutācijām. Tā vietā Melonfrost nesenā 7 miljonu ASV dolāru sēklu kārta, ko kopīgi vadīja Refactor Capital un Alexandria Venture Investments, atbalsta tēzi, ka "evolūcija ir un vēl ilgu laiku būs labākais organismu dizainers", kā saka Levins.

Šīs fokusa uz fenotipa atlasi pamatā ir Melonfrost's Evolution Reactor aparatūra un Maia, tās patentētā programmatūras platforma. Maia ir mašīnmācīšanās algoritmu komplekts, kas apgūst organismu attīstību — attiecībā uz dažādiem atlases spiedieniem un vides apstākļiem, jo ​​tie attiecas uz izmērītajiem fenotipiem — un iteratīvi atgriež instrukciju kopu turpmāka atlases spiediena veidā, lai turpinātu attīstīt vēlamo. pazīmju kopums neatkarīgi no tā, vai tā ir raža vai salizturība. Šie ievades un izvades dati savieno Maiju ar Evolution Reactor — aparātu, lai individuāli kontrolētu, mērītu un piemērotu šo kodēto atlases spiedienu, lai kultivētu tūkstošiem neatkarīgu mikrobu populāciju paralēlās evolūcijas trajektorijās.

Mēroga evolūcijas vadīšana ir iespējama, pateicoties virknei aparatūras jauninājumu, kas iekapsulēts Evolution Reactor modulāro vienību masīvā, katrā no kurām ir aptuveni 250 atsevišķas mikrobu populācijas. Abas platformas, virtuālās un mehāniskās, ir savstarpēji saistītas ar mākoņa programmatūru, kas aizver automatizētās evolūcijas vadības platformas cilpu — dati, ko mēra ar aparatūru, kas tiek ievadīts programmatūrā, instrukcijas tiek piegādātas atpakaļ aparatūrai, izmantojot modelēšanas programmatūras atjauninājumus, kas atkārtojas līdz vajadzīgajam fenotipam. mērķis ir sasniegts vai cilpa tiek izslēgta. Pašlaik visa sistēma gandrīz iekļaujas Melonfrosta Bruklinas laboratorijas telpā, bet Levins formulē vīziju par šo aparatūras un programmatūras saskarni kā "bioloģisko datu centru" Evolution Reactor noliktavas veidā.

Šis sēklu raunds ir nākamais solis ceļā uz šīs evolucionārās vadības sistēmas pilnu formu — finansējot nākamo Evolution Reactor aparatūras izveides posmu un virzot Melonfrost pie tā pirmā klienta pārtikas tauku jomā pārtikas nozarē. "Pasaules pabarošana, to neiznīcinot procesā, ir sintētiskās bioloģijas joma, jo īpaši tajā, kur ir daudz vājo vietu pārejā no sākotnējās izveides līdz ražošanai," uzsver Levins. Šī koncentrēšanās uz veselīgākas pasaules veidošanu ar pārtikas palīdzību nav nekas jauns Levinam un viņa līdzdibinātājam, inženierzinātņu un dizaina nodaļas vadītājam un bērnības draugam Lorēnam Amdālam-Kalletonam. Vidusskolā duets izveidoja fermu savai kafejnīcai, lai palielinātu studentu ieguldījumus mācību kopienā un virzītos uz ilgtspējību. Neskatoties uz to, ka viņi pavadīja bakalaura un maģistrantūras gadus, kurus šķīra okeāns un vesela valsts, viņi abi uzturēja kontaktus no Oksfordas līdz Stenfordai, studējot attiecīgi evolūcijas dinamiku un pastiprinošu mācīšanos, un sāka pamanīt potenciālu, kā ar mašīnu aizpildīt nepilnības evolūcijas modeļos. mācību līdzekļi, ņemot vērā līdzības to pamatā esošajā matemātikā. Kopā ar diviem citiem bērnības draugiem piedzima Melonfrost, ko veicināja pozitīva ietekme, sintezējot dažādas jomas, sākot no progresīvām mašīnmācības un aparatūras inženierijas līdz sintētiskajai bioloģijai un precīziem pielāgotiem programmatūras rīkiem.

"Jebkuram no šiem centieniem būtu vajadzīgas lielas zināšanas, neveiksmes un jauninājumi, tāpēc ir nedaudz neparasti tos visus darīt vienlaikus," atzīst Levins, "taču šie izaicinājumi ir tik lieli, ka jums ir jāievieš jauninājumi. vairākās frontēs vienlaicīgi un integrēt ļoti dažādus zinātniekus un inženierus, lai patiešām attīstītu nākotni. Tas nav tikai mērķis laist tirgū jaunas molekulas vai ķīmiskas vielas; drīzāk mums ir fundamentāli jāmaina veids, kā pasaules resursi rodas un kustas. Melonfrost mērķis nav galu galā būvēt lielas rūpnīcas un nosūtīt kravas konteineros. Tā vietā vīzija ir ātri, lēti un stabili izgatavot un optimizēt jaunus celmus — tos izvēršot ražošanā kopumā, lai pārvērstu no evolūcijas valodas apguves līdz uzticamiem bioloģiskiem rezultātiem mērogā — neatkarīgi no tā, kad var pienākt metaforiskais sals.

Paldies Aishani Aatresh par papildu izpēti un ziņošanu par šo rakstu. Esmu SynBioBeta dibinātājs, un daži uzņēmumi, par kuriem rakstu, ir šī uzņēmuma sponsori SynBioBeta konference un nedēļas sagremot.