„Startup Cradle“ leidžia sukurti tinkintus baltymus tiesiog įvedus raginimą

Bloke yra nauja įmonė, kurios misija yra palengvinti biologijos programavimą. Skambino Europos startuolis Cradle sukūrę savo platformą, atsiranda slaptai. Ji ką tik paskelbė apie 5.5 mln. EUR (5.4 mln. USD) pradinio finansavimo etapą, kuriam vadovauja „Index Ventures“, Giminingoji sostinėir angelų investuotojų, įskaitant Johną Zimmerį, „Lyft“ įkūrėją ir prezidentąLyft
ir Emily Leproust, generalinė direktorė ir įkūrėja Tvist bioscience. Turėdamas dvi vietas – vieną Delfte, Nyderlanduose, o kitą – Ciuriche, Šveicarijoje, „Cradle“ yra biologijos ir dirbtinio intelekto pasaulis – galingas technologijų susiliejimas, galintis sutrikdyti mokslininkų baltymų kūrimo būdą.

Neapsigaukite dėl iš pažiūros siauro kompanijos dėmesio baltymams. Tai ne tik tai, ką valgome – nors ir inžinerija be gyvulių mėsos, kiaušinių ir pieno produktų produktai iš tiesų yra didelis sintetinės biologijos dėmesys. Baltymai taip pat yra universalios biologinės mašinos, kurios palaiko beveik visas gyvų ląstelių funkcijas ir turi tiek pat panaudojimo už biologijos ribų. Pagalvokite apie fermentus, naudojamus plovikliuose, kosmetikoje ir tekstilės gaminiuose; arba antikūnai, kurie daro galingą gydomąjį poveikį; arba, tiesą sakant, bet kuri kita biotechnologijos sritis, kurioje baltymai katalizuoja reakcijas, gaminant tokius produktus kaip birios ir specialios cheminės medžiagos, skoniai ir kvapai, biodegalai, medžiagos ir kt. Yra daugybė šių biomolekulių naudojimo būdų, o „Cradle“ nori įgalinti dar daugiau programų su galimybe kurti pasirinktinius baltymus, kurie atlieka įvairias užduotis.

„Cradle“ įkūrėjas ir generalinis direktorius Stef van Grieken yra save apibūdinantis „gerų baltymų tiekėjas“. Pastarąjį dešimtmetį jis praleido dirbdamas „Google AI“ vadovauja kelių mašininio mokymosi programų kūrimui, taip pat X, „Google“ „moonshot gamykla“, vertinant ankstyvos stadijos projektų įgyvendinamumą. Jo darbo „Google“ metuGOOG
, jis susižavėjo baltymų kalba – kaip aminorūgščių sekos virsta specifiniais lankstymo modeliais ir sudaro struktūras, leidžiančias baltymams atlikti sudėtingas funkcijas. Nuo tada jis dirbo su idėja sujungti natūralios kalbos apdorojimo technologiją su mūsų supratimu apie tai, kaip baltymų seka virsta funkcija, kad būtų galima geriau prognozuoti racionalų baltymų dizainą.

Dizainerių baltymai yra kelių milijardų dolerių vertės pramonė: prognozuojama, kad rinka pasieks 3.9 išleidžiate $ 2024 milijardą, daugiausia skatinamas baltymų pagrindu pagamintų terapijų. Tačiau jis gali būti dar didesnis: yra didžiulis potencialas išsišakoti į kitas sintetinės biologijos sritis, jei tik sukurti pasirinktinius baltymus nebūtų taip sunku. Šiuo metu baltymų inžinerija atliekama bandymų ir klaidų būdu laboratorijoje, o tipinis sėkmės rodiklis, atitinkantis projekto specifikacijas, yra mažesnis nei 1%. Norėdami padidinti sėkmės tikimybę, biologai gali naudoti tokius programinės įrangos įrankius kaip Rosetta or „AlfaFold“ numatyti baltymo struktūrą pagal jo seką. Baltymai prasideda kaip tik aminorūgščių eilutės, kurios susilanksto į 3D formas, pavyzdžiui, origami. Tačiau lankstymo modelio numatymas yra neįtikėtinai sudėtinga problema, o tokiai programai kaip Rosetta reikia daug metų treniruotis ir tūkstančiai kompiuterių.

„Cradle“ problemą sprendžia kitaip: jie naudoja generatyvų modelį, kad „apverstų“ baltymus. Galbūt girdėjote ar net naudojote tokius generatyvius modelius kaip DALL-E kurios gali sukurti naujus vaizdus, ​​pagrįstus aprašomąja įvestimi. „Cradle“ įkūrėjai manė tą patį principą taikyti kurdami naujas baltymų architektūras. Užuot naudoję sekos struktūros modelius, jie naudoja mašininio mokymosi algoritmus, parengtus remiantis tikrais duomenimis. Vartotojas gali nurodyti, kokį baltymą nori sukurti, o platforma pateiks galimų sekų, kurios gali sukurti tą struktūrą, sąrašą. Ir geriausia yra tai, kad jums nereikia būti mašininio mokymosi ekspertu, kad galėtumėte juo naudotis:

„Cradle savarankiškai mokantys, tobulėjantys generacinio mašininio mokymosi modeliai remiasi naujausiais „natūralaus kalbos apdorojimo“ pasiekimais, kad nuspėtų, kurias baltymo genetinio kodo dalis biologas turės pakeisti, o tai žymiai pagerina mokslininko galimybes pasiekti teigiamų eksperimentinių rezultatų be reikia mašininio mokymosi pagrindo“, – pranešime spaudai sakė generalinis direktorius. „Naudodamas šį metodą, Cradle mano, kad jis gali sumažinti sintetinės biologijos produkto pateikimo į rinką laiką ir sąnaudas.

Šiandien dauguma biotechnologijų ir sintetinės biologijos įmonių yra paliktos savo nuožiūra, kai kalbama apie inžinerinius baltymus. Pagrindiniai žaidėjai baltymų inžinerijos srityje yra Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
, ir Bio-Rad, taip pat mažesnės įmonės kaip KodeksasCDXS
, Genscriptas, Caribou biomokslai, Arzedair Neįmanomas maistas. Tačiau daugeliui sintetinės biologijos įmonių baltymų inžinerija yra priemonė tikslui pasiekti, o jos iš tikrųjų daugiausia dėmesio skiria pritaikytų baltymų pritaikymui. „Cradle“ nori suteikti jiems įrankį, kuris pagerintų jų sėkmės tikimybę: „Norime padėti komandoms kurti baltymus, atliekant mažiau ir sėkmingesnius eksperimentus“, – sakė Stef.

Pati „Cradle“ nėra nei sintetinės biologijos, nei mašininio mokymosi įmonė – jie abu. „Nenorėjome būti tik mašininio mokymosi įmone; tu tikrai turi suprasti ir biologiją“, – sakė Stef. Su mašininio mokymosi technologijų patirtimi ir puikiais laboratoriniais įgūdžiais, kuriuos jų komandos nariai atsinešė iš tokių įmonių kaip „Google“, IBMIBM
, Zymergen ir Perfect Day, „Cradle“ komanda, kurią sudaro vos 13 žmonių, per mažiau nei metus sukūrė darbo platformą. Šioje erdvėje nėra daug kitų įmonių. Cyrus Bio įkūrė Rosetta kūrėjas Davidas Bakeris, Vašingtono universiteto profesorius, yra dar vienas, kuris naudoja AI remiamą baltymų dizainą kuriant naujus gydymo būdus.

Kad atitiktų Cradle komandos įvairovę, bendrovė pritraukė investuotojus iš įvairių technologijų sričių, įskaitant DNR sintezės įmonės „Twist Bioscience“ įkūrėją Emily Leproust ir „Lyft“ prezidentą Johną Zimmerį. Iš pradžių gali nustebinti kelionių akcijų bendrovės susidomėjimas; tačiau daug mašininio mokymosi pažangos buvo pasiekta iš kitų technologijų sričių. Pats bendrovės įkūrėjas Jelle Prins atvyko iš „Uber“.UBER
ir dalyvavo kuriant ir kuriant pirmąsias programas daugeliui sėkmingų įmonių, tokių kaip Uber ir Booking.com.

Ir taip atsitinka, kai įvairiose srityse giliosios technologijos susidūrimas: gimsta naujų galimybių galaktika. Stefas numato, kad jo įmonė įgalins sintetinės biologijos naujoves chemikalų ir sudedamųjų dalių erdvėje, medžiagų mokslo ir inžinerijos srityse ir kitose srityse: „Tikimės, kad mes tapsime katalizatoriumi daugybei įmonių, kurios bus sukurtos, nes [produktų] įsigijimo kaina rinka turėtų kristi. Jei su 15 žmonių komanda per porą metų ir vos kelis milijonus dolerių pavyks sukurti biologinį produktą, tai būtų sėkmė.

„Cradle“ programine įranga jau naudojasi kelios įmonės ir nori ją platinti kuo plačiau. Štai kodėl platforma akademikai gali naudotis nemokamai. „Cradle“ taip pat siūlo draugiškas IP sąlygas, pagal kurias vartotojams nereikia mokėti autorinių atlyginimų už jokius naudojant platformą sukurtus produktus, taip pat visišką privatumą ir saugumą, siekiant apsaugoti komercines paslaptis. „Mes norime, kad baltymų inžinerijos demokratizavimas būtų prieinamas visiems“, – tokia yra „Cradle“ generalinio direktoriaus vizija. Stef kitais metais kalbės SynBioBeta konferencijoje – vietoje, kur sintetinės biologijos lyderiai ir vizionieriai susirenka siekdami sukurti tvaresnę ateitį. Pažiūrėkime, kokių naujų idėjų įkvėps „Cradle“ technologija.

Ačiū Katia Tarasava papildomų tyrimų ir pranešimų apie šį straipsnį. Esu „SynBioBeta“ įkūrėjas, o kai kurios įmonės, apie kurias rašau, įskaitant „Twist Bioscience“, remia „SynBioBeta“ konferencija ir savaitinis suvirškinimas.