Η Startup του Brooklyn Evolution Melonfrost συγκεντρώνει 7 εκατομμύρια δολάρια για να δημιουργήσει περισσότερα μικρόβια

Ο παππούς του Σαμ Λέβιν ήταν γεωργός πατάτας πέμπτης γενιάς στη Δυτική Μασαχουσέτη, που αγωνιζόταν να ανταγωνιστεί την πτώση των τιμών της πατάτας από τις βιομηχανικές φάρμες στα Μεσοδυτικά. Αφού προσπάθησε να καλλιεργήσει μια σειρά από άλλες καλλιέργειες, μια σειρά από σπόρους πεπονιού που εισήχθη λαθραία από το Πουέρτο Ρίκο φάνηκε να κάνει το κόλπο, καθώς ευδοκιμούσε στο αμμώδες αργιλώδες έδαφος της περιοχής. Αυτά τα πεπόνια ήταν σχεδόν ώριμα για συγκομιδή, μέχρι που ξέσπασε ένας παγετός και σκότωσε τη σοδειά — έτσι λέει ο θρύλος της οικογένειας.

Ο Levin είναι τώρα Διευθύνων Σύμβουλος και συνιδρυτής της Melonfrost, μιας start-up με έδρα το Μπρούκλιν που συνδυάζει το αποκλειστικό λογισμικό και το υλικό της για να κατευθύνει την εξέλιξη σε έναν αυτοματοποιημένο κλειστό βρόχο. Η τεχνολογία στοχεύει να παρέχει μια νέα μέθοδο για το σχεδιασμό και την παραγωγή νέων μικροβίων σε κλίμακα για τα πάντα, από τρόφιμα και ενέργεια μέχρι θεραπευτικά και συνθετικά υλικά - όλα αυτά αποτελούν μέρος όχι της μηχανικής ή της κατασκευής του μέλλοντος, αλλά μάλλον αυξανόμενη το. "Για εμάς, το θέμα είναι να μην είμαστε πλέον πλήρως στην ιδιοτροπία τέτοιων καταστροφών όπως ο παγετός, μεταφορικά να μπορούμε να φτιάχνουμε πεπόνια ανθεκτικά στον παγετό για οποιαδήποτε επιθυμητή χρήση και αν είναι", εξηγεί.

Διάφορα εργαλεία για την ανάπτυξη μικροβίων με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά για επιθυμητές χρήσεις περιορίζονταν ιστορικά από την ικανότητα κλιμάκωσης - δημιουργώντας ένα σημείο συμφόρησης για μετάβαση από ένα επεξεργασμένο στέλεχος σε ένα εμπορευματοποιημένο - με πολλές μεθόδους για να γίνει αυτό βασιζόμενοι σε σχετικά δαπανηρή και κάπως ωμή εικασία βίας -και-ελέγχου προσεγγίσεις που βασίζονται συνήθως σε μεταλλάξεις σε μια γενετική αλληλουχία. Αντίθετα, ο πρόσφατος γύρος σπόρων 7 εκατομμυρίων δολαρίων του Melonfrost, με συνοδηγό την Refactor Capital και την Alexandria Venture Investments, υποστηρίζει μια θέση ότι «η εξέλιξη είναι και θα εξακολουθεί να είναι, για πολύ καιρό, ο καλύτερος σχεδιαστής οργανισμών», όπως το θέτει ο Levin.

Στον πυρήνα αυτής της εστίασης στην επιλογή φαινοτύπου βρίσκονται το υλικό Evolution Reactor της Melonfrost και η Maia, η ιδιόκτητη πλατφόρμα λογισμικού της. Το Maia είναι μια σουίτα αλγορίθμων μηχανικής μάθησης που μαθαίνουν πώς εξελίσσονται οι οργανισμοί — σε σχέση με διαφορετικές πιέσεις επιλογής και περιβαλλοντικές συνθήκες που σχετίζονται με μετρούμενους φαινοτύπους — και επαναλαμβανόμενα επιστρέφουν ένα σύνολο οδηγιών με τη μορφή περαιτέρω πιέσεων επιλογής για να συνεχίσουν να εξελίσσονται οι επιθυμητές σύνολο χαρακτηριστικών, είτε διαρροή είτε αντοχή στον παγετό. Αυτά τα δεδομένα εισόδου και εξόδου συνδέουν τη Maia με τον αντιδραστήρα Evolution, τη συσκευή για τον ατομικό έλεγχο, τη μέτρηση και την εφαρμογή αυτών των κωδικοποιημένων πιέσεων επιλογής για την καλλιέργεια χιλιάδων ανεξάρτητων μικροβιακών πληθυσμών σε παράλληλες εξελικτικές τροχιές.

Η εξέλιξη του συστήματος διεύθυνσης σε κλίμακα καθίσταται δυνατή χάρη σε μια σειρά καινοτομιών υλικού που περικλείονται σε μια σειρά αρθρωτών μονάδων στον αντιδραστήρα Evolution, καθεμία από τις οποίες φιλοξενεί περίπου 250 μεμονωμένους μικροβιακούς πληθυσμούς. Οι δύο πλατφόρμες, εικονικές και μηχανικές, συνδυάζονται από λογισμικό cloud που κλείνει τον βρόχο της αυτοματοποιημένης πλατφόρμας διεύθυνσης εξέλιξης - δεδομένα που μετρώνται από υλικό που τροφοδοτείται στο λογισμικό, οδηγίες που παραδίδονται πίσω στο υλικό μέσω ενημερώσεων στο λογισμικό μοντελοποίησης - το οποίο επαναλαμβάνεται μέχρι το επιθυμητό φαινοτυπικό ο στόχος επιτυγχάνεται ή ο βρόχος διακόπτεται. Επί του παρόντος, ολόκληρο το σύστημα χωράει σχεδόν στον εργαστηριακό χώρο του Melonfrost στο Μπρούκλιν, αλλά ο Levin αρθρώνει το όραμα για αυτήν τη διεπαφή υλικού-λογισμικού ως «κέντρο βιολογικών δεδομένων» με τη μορφή αποθήκης Evolution Reactor.

Αυτός ο γύρος σπόρων είναι το επόμενο βήμα προς την πλήρη μορφή αυτού του εξελικτικού συστήματος διεύθυνσης — χρηματοδότηση της επόμενης φάσης κατασκευής του υλικού Evolution Reactor και μετακίνηση του Melonfrost προς τον πρώτο του πελάτη στον χώρο των βρώσιμων λιπών του κλάδου των τροφίμων. «Το να ταΐζουμε τον κόσμο χωρίς να τον καταστρέφουμε στη διαδικασία είναι ένας τομέας της συνθετικής βιολογίας, ιδιαίτερα όπου υπάρχουν πολλά σημεία συμφόρησης από την αρχική δημιουργία στην παραγωγή», τονίζει ο Levin. Αυτή η εστίαση στην οικοδόμηση ενός πιο υγιεινού κόσμου μέσω των τροφίμων δεν είναι καινούργια για τον Levin και τη συνιδρυτή του, Επικεφαλής Μηχανικής & Σχεδιασμού, και παιδική φίλη, Loren Amdahl-Culleton. Στο γυμνάσιο, το δίδυμο ξεκίνησε μια φάρμα για την καφετέρια τους για να αυξήσει τις επενδύσεις των μαθητών στη μαθησιακή κοινότητα και να προωθήσει τη βιωσιμότητα. Παρά το γεγονός ότι πέρασαν προπτυχιακά και μεταπτυχιακά σχολικά χρόνια χωρισμένα από έναν ωκεανό και μια ολόκληρη χώρα, οι δυο τους διατήρησαν επαφή από την Οξφόρδη στο Στάνφορντ καθώς μελετούσαν την εξελικτική δυναμική και την ενισχυτική μάθηση, αντίστοιχα, και άρχισαν να παρατηρούν τη δυνατότητα πλήρωσης κενών σε εξελικτικά μοντέλα με μηχανή εργαλεία μάθησης με ομοιότητες στα υποκείμενα μαθηματικά τους. Με δύο άλλους παιδικούς φίλους, γεννήθηκε ο Melonfrost — με γνώμονα την θετική επίδραση της σύνθεσης σε διαφορετικά πεδία, από την προηγμένη μηχανική μάθηση και τη μηχανική υλικού μέχρι τη συνθετική βιολογία και προσαρμοσμένα εργαλεία λογισμικού ακριβείας.

«Οποιαδήποτε από αυτές τις προσπάθειες θα απαιτούσε πολλή τεχνογνωσία, αποτυχία και καινοτομία, επομένως είναι κάπως ασυνήθιστο να τα κάνεις όλα ταυτόχρονα», παραδέχεται ο Levin, «αλλά αυτές οι προκλήσεις είναι τόσο μεγάλες που πρέπει να καινοτομήσεις. σε πολλαπλά μέτωπα ταυτόχρονα και να ενσωματώσει πολύ διαφορετικά είδη επιστημόνων και μηχανικών για να αναπτύξει πραγματικά το μέλλον. Δεν είναι μόνο ο στόχος της εισαγωγής νέων μορίων ή χημικών ουσιών στην αγορά. Αντίθετα, πρέπει να αλλάξουμε ριζικά τον τρόπο με τον οποίο δημιουργούνται και κυκλοφορούν οι παγκόσμιοι πόροι». Για το Melonfrost, ο στόχος δεν είναι τελικά η κατασκευή μεγάλων εργοστασίων και η αποστολή σε εμπορευματοκιβώτια φορτίου. Αντίθετα, το όραμα είναι η γρήγορη, φθηνή και εύρωστη κατασκευή και βελτιστοποίηση νέων στελεχών - επεκτείνοντας στην παραγωγή γενικά για να μεταφραστεί από την εκμάθηση της γλώσσας της εξέλιξης σε αξιόπιστα βιολογικά αποτελέσματα σε κλίμακα - ανεξάρτητα από το πότε μπορεί να έρθει ο μεταφορικός παγετός.

Ευχαριστούμε τον Aishani Aatresh για την πρόσθετη έρευνα και την αναφορά σε αυτό το άρθρο. Είμαι ο ιδρυτής της SynBioBeta και μερικές από τις εταιρείες για τις οποίες γράφω είναι χορηγοί της Συνέδριο SynBioBeta και εβδομαδιαία σύνοψη.