Startup Cradlen avulla voit suunnitella mukautettuja proteiineja kirjoittamalla kehotteeseen

Kortilla on uusi yritys, jonka tehtävänä on tehdä ohjelmointibiologiasta helppoa. Eurooppalainen startup soitti Kehto on nousemassa varkain rakentaessaan alustansa. Se on juuri ilmoittanut 5.5 miljoonan euron (5.4 miljoonan dollarin) siemenrahoituskierrosta, jota johtaa Indeksi Ventures, Sukulainen pääoma, ja enkelisijoittajat, mukaan lukien John Zimmer, yksi Lyftin perustajista ja puheenjohtajaLYFT
ja Emily Leproust, toimitusjohtaja ja perustaja Twist Bioscience. Kahdella toimipaikalla – yksi Delftissä Alankomaissa ja toinen Zürichissä Sveitsissä – Cradle hajallaan biologian ja tekoälyn maailmaan. Se on tehokas teknologioiden fuusio, joka uhkaa häiritä tapaa, jolla tutkijat suunnittelevat proteiineja.

Älä anna pettää yrityksen näennäisesti kapea keskittyminen proteiineihin. Ne eivät ole vain jotain, jota syömme – vaikka tekniikkaa eläintön liha, muna ja maitotuotteet tuotteet ovat todellakin synteettisen biologian suuri painopiste. Proteiinit ovat myös monipuolisia biologisia koneita, jotka tukevat kaikkia lähes kaikkia toimintoja elävissä soluissa ja joilla on yhtä monta käyttöä biologian ulkopuolella. Ajattele pesuaineissa, kosmetiikassa ja tekstiileissä käytettyjä entsyymejä; tai vasta-aineita, jotka tekevät tehokkaita terapeuttisia aineita; tai itse asiassa mikä tahansa muu bioteknologian alue, jossa proteiinit katalysoivat reaktioita, joiden avulla valmistetaan tuotteita, kuten bulkki- ja erikoiskemikaaleja, makuja ja tuoksuja, biopolttoaineita, materiaaleja ja paljon muuta. Näille biomolekyyleille on lukemattomia käyttötarkoituksia, ja Cradle haluaa mahdollistaa entistä enemmän sovelluksia, joilla on mahdollisuus suunnitella mukautettuja proteiineja, jotka suorittavat monipuolisia tehtäviä.

Cradlen toinen perustaja ja toimitusjohtaja Stef van Grieken on "hienoproteiinin toimittaja". Hän työskenteli viimeisen vuosikymmenen Google AI johtaa useiden koneoppimissovellusten kehitystä sekä mm X, Googlen "moonshot-tehdas", arvioida varhaisen vaiheen hankkeiden toteutettavuutta. Hänen toimikautensa aikana GooglellaGOOG
, hän kiinnostui proteiinien kielestä – siitä, kuinka aminohapposekvenssit muuttuvat erityisiksi laskostumismalleiksi ja muodostavat rakenteita, jotka sallivat proteiinien suorittaa kehittyneitä toimintojaan. Siitä lähtien hän on työskennellyt ajatuksen parissa yhdistää luonnollisen kielen prosessointiteknologia ja ymmärryksemme siitä, kuinka proteiinisekvenssi muuttuu toiminnaksi, jotta voimme paremmin ennustaa rationaalista proteiinisuunnittelua.

Suunnitteluproteiinit ovat monen miljardin dollarin teollisuus: markkinoiden ennustetaan saavuttavan $ 3.9 miljardia 2024johtuen suurelta osin proteiinipohjaisista terapioista. Mutta se voisi olla vieläkin suurempi: on valtava potentiaali haarautua muille synteettisen biologian alueille, jos vain räätälöityjen proteiinien suunnittelu ei olisi niin vaikeaa. Proteiinisuunnittelu tapahtuu tällä hetkellä laboratoriossa yrityksen ja erehdyksen kautta, ja tyypillinen onnistumisprosentti suunnitteluspesifikaatioiden saavuttamisessa on alle 1 %. Menestysmahdollisuuksien lisäämiseksi biologit voivat käyttää ohjelmistotyökaluja, kuten Rosetta or AlphaFold ennustaa proteiinin rakennetta sen sekvenssin perusteella. Proteiinit alkavat vain aminohappojonoina, jotka taittuvat 3D-muotoihin, kuten origami. Taittokuvion ennustaminen on kuitenkin uskomattoman monimutkainen ongelma, ja Rosettan kaltainen ohjelma vaatii vuosien harjoittelua ja tuhansia tietokoneita toimiakseen.

Cradle lähestyy ongelmaa eri tavalla: he käyttävät generatiivista mallia proteiinien "kääntämiseen". Olet ehkä kuullut tai jopa käyttänyt generatiivisia malleja, kuten DALL-E jotka voivat luoda uusia kuvia kuvailevan syötteen perusteella. Cradlen perustajat ajattelivat soveltaa samaa periaatetta uusien proteiiniarkkitehtuurien suunnitteluun. Sekvenssirakennemallien sijaan he käyttävät todelliseen dataan koulutettuja koneoppimisalgoritmeja. Käyttäjä voi määrittää, millaisen proteiinin hän haluaa suunnitella, ja alusta tarjoaa luettelon mahdollisista sekvensseistä, jotka voivat luoda kyseisen rakenteen. Ja mikä parasta, sinun ei tarvitse olla koneoppimisen asiantuntija käyttääksesi sitä:

"Cradlen itseoppivat, itseään parantavat generatiiviset koneoppimismallit hyödyntävät "luonnollisen kielen käsittelyn" viimeaikaisia ​​edistysaskeleita ennustaakseen, mitä proteiinin geneettisen koodin osia biologin on muutettava, mikä parantaa merkittävästi tutkijan mahdollisuuksia saada positiivisia koetuloksia ilman tarve koneoppimisen taustalle”, toimitusjohtaja sanoi lehdistötiedotteessa. "Tämän menetelmän avulla Cradle uskoo voivansa vähentää synteettisen biologian tuotteen markkinoille saattamiseen kuluvaa aikaa ja kustannuksia suuruusluokkaa."

Nykyään useimmat biotekniikan ja synteettisen biologian yritykset ovat jätetty omiin omiin omiin proteiinien suunnittelussa. Tärkeimmät pelaajat proteiinitekniikan alalla ovat Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
, ja Bio-Rad, sekä pienemmät yritykset, kuten CodexisCDXS
, Genscript, Caribou Biosciences, Arzeda, ja Impossible Foods. Mutta monille synteettisen biologian yrityksille proteiinitekniikka on keino saavuttaa päämäärä, ja he todella keskittyvät räätälöityjen proteiinien jatkosovelluksiin. Cradle haluaa tarjota heille työkalun parantaakseen heidän menestymismahdollisuuksiaan: "Haluamme auttaa tiimejä suunnittelemaan proteiineja harvemmilla ja onnistuneemmilla kokeilla", Stef sanoi.

Cradle itsessään ei ole synteettisen biologian eikä koneoppimisyritys – ne ovat molemmat. ”Emme halunneet olla vain koneoppimisyritys; sinun täytyy todella ymmärtää myös biologia”, Stef sanoi. Koneoppimisteknologian asiantuntemus ja ylivoimaiset laboratoriotaidot, jotka heidän tiiminsä ovat tuoneet Googlen ja IBM:n kaltaisista yrityksistäIBM
, Zymergen ja Perfect Day, Cradlen vain 13 hengen tiimi on rakentanut toimivan alustan alle vuodessa. Tällä alueella ei ole paljon muita yrityksiä. Cyrus Bio Rosettan kehittäjän David Bakerin, Washingtonin yliopiston professorin, perustama on toinen, joka käyttää tekoälyavusteista proteiinisuunnittelua uusien lääkkeiden kehittämiseen.

Vastatakseen Cradle-tiimin monipuolista taustaa, yritys on houkutellut sijoittajia eri tekniikan alueilta, mukaan lukien DNA-synteesiyhtiön Twist Biosciencen perustaja Emily Leproust ja Lyftin presidentti John Zimmer. Kiinnostus kyytiosakeyhtiöstä voi olla aluksi yllättävää; mutta monet koneoppimisen edistysaskeleet ovat tulleet muilta tekniikan alueilta. Yrityksen toinen perustaja Jelle Prins itse tuli UberistaUBER
ja oli mukana suunnittelemassa ja rakentamassa ensimmäisiä sovelluksia monille menestyneille yrityksille, kuten Uber ja Booking.com.

Ja näin tapahtuu, kun eri aloilla syvä tech törmäys: uusien mahdollisuuksien galaksi syntyy. Stef kuvittelee yrityksensä vahvistavan synteettisen biologian innovaatioita kemikaalien ja ainesosien avaruudessa, materiaalitieteessä ja tekniikassa sekä muilla aloilla: "Toivottavasti aiomme toimia katalysaattorina monille muille rakennetuille yrityksille, koska [tuotteiden] hankkiminen maksaa markkinoiden pitäisi laskea. Jos pystyt rakentamaan biopohjaisen tuotteen 15 hengen tiimillä parissa vuodessa ja vain muutamalla miljoonalla dollarilla, se olisi menestys.

Cradlen ohjelmisto on jo useiden yritysten käytössä ja niitä halutaan levittää mahdollisimman laajasti. Tästä syystä alusta on ilmainen tutkijoiden käyttöön. Cradle tarjoaa myös ystävällisiä IP-ehtoja, joissa käyttäjien ei tarvitse maksaa rojalteja mistään alustalla kehitetyistä tuotteista, sekä täydellistä yksityisyyttä ja turvallisuutta liikesalaisuuksien suojaamiseksi. "Haluamme tarjota proteiinitekniikan demokratisoinnin kaikkien ulottuville", on Cradlen toimitusjohtajan visio. Stef puhuu ensi vuonna SynBioBeta-konferenssissa, jossa synteettisen biologian johtajat ja visionäärit kokoontuvat toteuttamaan kestävämpää tulevaisuutta. Katsotaan millaisia ​​uusia ideoita Cradlen teknologia inspiroi.

Kiitos Katia Tarasava saadaksesi lisätutkimuksia ja raportteja tästä artikkelista. Olen SynBioBetan perustaja, ja jotkut yritykset, joista kirjoitan, mukaan lukien Twist Bioscience, ovat SynBioBeta-konferenssi ja viikoittainen sulatus.