Startup Cradle võimaldab teil kujundada kohandatud valke, sisestades lihtsalt käsu

Plokis on uus ettevõte, mille missioon on muuta programmeerimise bioloogia lihtsaks. Euroopa startup helistas Cradle ilmub pärast oma platvormi väljaehitamist vargsi. Ta kuulutas äsja välja 5.5 miljoni euro suuruse (5.4 miljoni dollari) algfinantseerimise vooru, mida juhib Index Ventures, Hõimupealinnja ingelinvestorid, sealhulgas John Zimmer, Lyfti kaasasutaja ja presidentLYFT
ja Emily Leproust, tegevjuht ja asutaja Keerake bioteadust. Kahe saidiga – üks Hollandis Delftis ja teine ​​Šveitsis Zürichis – on Cradle bioloogia ja tehisintellekti maailmas, mis on võimas tehnoloogiate liit, mis ähvardab häirida seda, kuidas teadlased valke kujundavad.

Ärge laske end petta ettevõtte näiliselt kitsast keskendumisest valkudele. Need ei ole lihtsalt midagi, mida me sööme – kuigi inseneritöö loomavaba liha, muna ja piimatooted tooted on tõepoolest sünteetilise bioloogia fookuses. Valgud on ka mitmekülgsed bioloogilised masinad, mis toetavad peaaegu kõiki elusrakkude funktsioone ja millel on sama palju kasutusvõimalusi väljaspool bioloogiat. Mõelge ensüümidele, mida kasutatakse pesuvahendites, kosmeetikas ja tekstiilides; või antikehad, mis annavad võimsaid ravimeid; või tegelikult mis tahes muu biotehnoloogia valdkond, kus valgud katalüüsivad reaktsioone, et valmistada selliseid tooteid nagu hulgi- ja erikemikaalid, maitsed ja lõhnaained, biokütused, materjalid ja palju muud. Nendel biomolekulidel on lugematu arv kasutusviise ja Cradle soovib võimaldada veelgi rohkem rakendusi, mis võimaldavad kujundada kohandatud valke, mis täidavad mitmekülgseid ülesandeid.

Cradle'i kaasasutaja ja tegevjuht Stef van Grieken on ennast kirjeldanud "peene valgu tarnija". Viimase kümnendi töötas ta ettevõttes Google AI mitmete masinõpperakenduste arendamise eestvedamisel, samuti aadressil X, Google'i "moonshoti tehas", hinnates varajase etapi projektide teostatavust. Tema ametiajal Google'isGOOG
, sai ta lummatud valkude keelest – kuidas aminohappejärjestused muutuvad spetsiifilisteks voltimismustriteks ja moodustavad struktuure, mis võimaldavad valkudel oma keerukaid funktsioone täita. Sellest ajast alates on ta töötanud idee kallal ühendada loomuliku keele töötlemise tehnoloogia meie arusaamaga sellest, kuidas valgujärjestus muutub funktsiooniks, et teha paremaid ennustusi valgu ratsionaalseks kujundamiseks.

Disainervalgud on mitme miljardi dollari suurune tööstus: prognooside kohaselt jõuab turg 3.9i $ 2024 miljardit, mis on suuresti tingitud valgupõhistest ravimitest. Kuid see võib olla veelgi suurem: sünteetilise bioloogia teistesse valdkondadesse hargnemiseks on tohutu potentsiaal, kui ainult kohandatud valkude kujundamine poleks nii keeruline. Praegu tehakse valgutehnoloogiat laboris katse-eksituse meetodil ning tüüpiline disainispetsifikatsioonide saavutamise edukus on alla 1%. Eduvõimaluste suurendamiseks saavad bioloogid kasutada selliseid tarkvaratööriistu nagu Rosetta or AlfaFold ennustada valgu struktuuri selle järjestuse põhjal. Valgud algavad lihtsalt aminohapete jadadena, mis volditakse 3D-kujunditeks nagu origami. Kuid voltimismustri ennustamine on uskumatult keeruline probleem ja selline programm nagu Rosetta nõuab aastatepikkust koolitust ja tuhandeid arvuteid.

Cradle läheneb probleemile erinevalt: nad kasutavad generatiivset mudelit valkude "pöördprojekteerimiseks". Võib-olla olete kuulnud või isegi kasutanud selliseid generatiivseid mudeleid nagu DALL-E mis võivad kirjeldava sisendi põhjal luua uusi pilte. Cradle'i asutajad arvasid, et kasutavad sama põhimõtet uute valguarhitektuuride kujundamisel. Järjestusstruktuuri mudelite asemel kasutavad nad masinõppe algoritme, mis on koolitatud reaalsetel andmetel. Kasutaja saab määrata, millist valku ta soovib kujundada, ja platvorm pakub loendi võimalikest järjestustest, mis võivad selle struktuuri luua. Ja parim osa on see, et selle kasutamiseks ei pea te olema masinõppe ekspert:

"Cradle'i iseõppivad, ennast täiustavad generatiivse masinõppe mudelid tuginevad "loomuliku keele töötlemise" hiljutistele edusammudele, et ennustada, milliseid valgu geneetilise koodi osi peab bioloog muutma, parandades oluliselt teadlase võimalusi saavutada positiivseid katsetulemusi ilma vajadus masinõppe tausta järele,“ ütles tegevjuht pressiteates. "Selle meetodi abil usub Cradle, et see võib vähendada sünteetilise bioloogia toote turule toomise aega ja kulusid suurusjärgus."

Tänapäeval on enamik biotehnoloogia ja sünteetilise bioloogia ettevõtteid jäetud valkude konstrueerimisel omapäi. Suuremad mängijad valgutehnoloogia valdkonnas hõlmavad Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
, ja Bio-Rad, aga ka väiksemad ettevõtted nagu KoodeksCDXS
, Genscript, Caribou bioteadused, Arzedaja Võimatud toidud. Kuid paljude sünteetilise bioloogia ettevõtete jaoks on valgutehnoloogia vahend eesmärgi saavutamiseks ja see, millele nad tegelikult keskenduvad, on kohandatud valkude järelrakendused. Cradle soovib pakkuda neile tööriista, mis parandab nende eduvõimalusi: "Soovime aidata meeskondadel vähemate ja edukamate katsetega valke kujundada," ütles Stef.

Cradle ise ei ole sünteetilise bioloogia ega masinõppega tegelev ettevõte – nad on mõlemad. „Me ei tahtnud olla lihtsalt masinõppe ettevõte; sa pead tõesti aru saama ka bioloogiast,” ütles Stef. Masinõppetehnoloogia alased teadmised ja suurepärased laborioskused, mille nende meeskonnaliikmed tõid sellistest ettevõtetest nagu Google ja IBMIBM
, Zymergen ja Perfect Day, Cradle'i vaid 13-liikmeline meeskond on vähem kui aastaga ehitanud tööplatvormi. Sellel alal pole palju teisi ettevõtteid. Cyrus Bio Rosetta arendaja, Washingtoni ülikooli professori David Bakeri asutatud on veel üks, mis kasutab AI-abiga valgu disaini uudsete ravimite väljatöötamiseks.

Cradle'i meeskonna mitmekesise taustaga sobitamiseks on ettevõte meelitanud investoreid erinevatest tehnoloogiavaldkondadest, sealhulgas DNA sünteesiettevõtte Twist Bioscience asutaja Emily Leproust ja Lyfti presidendi John Zimmeri. Sõidujagamisfirma huvi võib alguses üllatada; kuid suur osa masinõppe edusammudest on tulnud teistest tehnikavaldkondadest. Firma kaasasutaja Jelle Prins ise tuli UberistUBER
ning osales paljude edukate ettevõtete, nagu Uber ja Booking.com, esimeste rakenduste kavandamises ja loomises.

Ja see juhtub siis, kui erinevates valdkondades süvatehnoloogia põrkuvad: sünnib uute võimaluste galaktika. Stef näeb oma ettevõtet ette sünteetilise bioloogia uuenduste elluviimiseks kemikaalide ja koostisosade kosmoses, materjaliteaduses ja inseneritöös ning muudes valdkondades: "Loodetavasti oleme katalüsaatoriks paljudele uutele ettevõtetele, sest [toodete] hankimise kulud on suured. turg peaks langema. Kui suudate paari aastaga ja vaid mõne miljoni dollariga 15-liikmelise meeskonnaga biopõhise toote ehitada, oleks see edukas.

Cradle'i tarkvara kasutavad juba mitmed ettevõtted ja nad soovivad seda võimalikult laialdaselt levitada. Seetõttu on platvorm akadeemikutele tasuta kasutamiseks. Cradle pakub ka sõbralikke IP tingimusi, mille kohaselt ei pea kasutajad maksma ühegi platvormi abil arendatud toote eest autoritasu, samuti täielikku privaatsust ja turvalisust ärisaladuste kaitsmiseks. "Tahame teha valgutehnoloogia demokratiseerimiseks selle kõigile kättesaadavaks," on Cradle'i tegevjuhi nägemus. Stef esineb järgmisel aastal SynBioBeta konverentsil, kus kogunevad sünteetilise bioloogia juhid ja visionäärid, et luua jätkusuutlikum tulevik. Vaatame, milliseid uusi ideid Cradle'i tehnoloogia inspireerib.

Aitäh Katia Tarasava selle artikli kohta täiendavate uuringute ja aruandluse jaoks. Olen SynBioBeta asutaja ja mõned ettevõtted, millest kirjutan, sealhulgas Twist Bioscience, on SynBioBeta konverents ja iganädalane seedimine.