Startup Cradle дазваляе распрацоўваць індывідуальныя вавёркі, проста набраўшы падказку

У блоку ёсць новая кампанія, місія якой - зрабіць праграмаванне па біялогіі лёгкім. Тэлефанаваў еўрапейскі стартап люлька выходзіць са схаванасці пасля стварэння сваёй платформы. Ён толькі што абвясціў аб пачатковым фінансаванні ў памеры 5.5 мільёна еўра (5.4 мільёна долараў) пад кіраўніцтвам Індэкс Ventures, Роднавы капітал, і анёлы-інвестары, у тым ліку Джон Цымер, сузаснавальнік і прэзідэнт LyftLYFT
, і Эмілі Лепруст, генеральны дырэктар і заснавальнік Твіст біялагічнай навукі. Маючы дзве пляцоўкі – адну ў Дэлфце, Нідэрланды, і другую ў Цюрыху, Швейцарыя, Cradle знаходзіцца ў свеце біялогіі і штучнага інтэлекту, магутнага зліцця тэхналогій, якое пагражае парушыць спосаб распрацоўкі бялкоў навукоўцамі.

Няхай вас не падманвае, здавалася б, вузкая накіраванасць кампаніі на пратэіны. Яны не проста тое, што мы ямо - хоць інжынерыя без мяса, яек і малочных прадуктаў жывёльнага паходжання Прадукты сапраўды займаюць вялікую ўвагу сінтэтычнай біялогіі. Вавёркі таксама з'яўляюцца ўніверсальнымі біялагічнымі машынамі, якія ляжаць у аснове амаль кожнай функцыі ў жывых клетках і маюць столькі ж ужыванняў па-за біялогіяй. Падумайце пра ферменты, якія выкарыстоўваюцца ў мыйных сродках, касметыцы і тэкстыльных вырабах; або антыцелы, якія ствараюць магутныя тэрапеўтычныя сродкі; ці, па сутнасці, любая іншая вобласць біятэхналогіі, дзе вавёркі каталізуюць рэакцыі для вытворчасці такіх прадуктаў, як масавыя і спецыяльныя хімічныя рэчывы, араматызатары і араматызатары, біяпаліва, матэрыялы і многае іншае. Гэтыя біямалекулы можна выкарыстоўваць у незлічоных колькасцях, і Cradle хоча ўключыць яшчэ больш прыкладанняў з магчымасцю распрацоўкі ўласных бялкоў, якія выконваюць разнастайныя задачы.

Сузаснавальнік і генеральны дырэктар Cradle Стэф ван Грыкен з'яўляецца "пастаўшчыком тонкага бялку", які сам сябе называе. Апошняе дзесяцігоддзе ён прысвяціў працы ў Google AI вядзе распрацоўку некалькіх прыкладанняў машыннага навучання, а таксама ст X, «фабрыка месяцовых стрэлаў» Google, ацэнка мэтазгоднасці праектаў на ранніх стадыях. Падчас яго працы ў GoogleGOOG
, ён захапіўся мовай бялкоў - тым, як амінакіслотныя паслядоўнасці ператвараюцца ў пэўныя ўзоры згортвання і ўтвараюць структуры, якія дазваляюць вавёркам выконваць свае складаныя функцыі. З таго часу ён працаваў над ідэяй аб'яднаць тэхналогію апрацоўкі натуральнай мовы з нашым разуменнем таго, як паслядоўнасць бялку ператвараецца ў функцыю, каб зрабіць лепшыя прагнозы для рацыянальнага дызайну бялку.

Дызайнерскія вавёркі - гэта шматмільярдная індустрыя: рынак, па прагнозах, дасягне $ 3.9 млрд 2024, абумоўлены ў значнай ступені тэрапеўтычнымі прэпаратамі на аснове бялку. Але гэта можа быць яшчэ больш: існуе велізарны патэнцыял для разгалінавання ў іншых галінах сінтэтычнай біялогіі, калі б толькі распрацоўка карыстацкіх бялкоў не была такой складанай. У цяперашні час бялковая інжынерыя вядзецца метадам спроб і памылак у лабараторыі, і тыповы ўзровень поспеху дасягнення спецыфікацый распрацоўкі складае менш за 1%. Каб павялічыць шанцы на поспех, біёлагі могуць выкарыстоўваць такія праграмныя сродкі, як Rosetta or AlphaFold прагназаваць структуру бялку на аснове яго паслядоўнасці. Вавёркі пачынаюцца як простыя ланцужкі амінакіслот, якія складаюцца ў трохмерныя формы, як арыгамі. Але прагназаванне схемы згортвання - неверагодна складаная праблема, і для працы такой праграмы, як Rosetta, патрэбны гады навучання і тысячы кампутараў.

Cradle па-іншаму падыходзяць да праблемы: яны выкарыстоўваюць генератыўную мадэль для «зваротнага праектавання» бялкоў. Магчыма, вы чулі або нават выкарыстоўвалі такія генератыўныя мадэлі, як ПЛІТА якія могуць ствараць новыя выявы на аснове апісальнага ўводу. Заснавальнікі Cradle думалі прымяніць той жа прынцып для распрацоўкі новых бялковых архітэктур. Замест выкарыстання мадэляў паслядоўнасці і структуры яны выкарыстоўваюць алгарытмы машыннага навучання, навучаныя на рэальных дадзеных. Карыстальнік можа ўказаць, які тып бялку ён хоча распрацаваць, і платформа прадаставіць спіс магчымых паслядоўнасцей, якія могуць стварыць гэтую структуру. І самае лепшае - вам не трэба быць экспертам у машынным навучанні, каб выкарыстоўваць яго:

«Мадэлі генератыўнага машыннага навучання Cradle, якія саманавучаюцца і ўдасканальваюцца, абапіраюцца на нядаўнія дасягненні ў галіне «апрацоўкі натуральнай мовы», каб прадказаць, якія часткі генетычнага кода бялку трэба будзе змяніць біёлагам, што значна павялічвае шанцы вучонага на дасягненне станоўчых эксперыментальных вынікаў без неабходнасць машыннага навучання", - сказаў генеральны дырэктар у прэс-рэлізе. «Дзякуючы гэтаму метаду, Cradle лічыць, што ён можа скараціць час і кошт выхаду на рынак сінтэтычнага біялагічнага прадукту на парадак».

Сёння большасць біятэхналагічных і сінтэтычных біялагічных кампаній пакінуты самі сабе, калі справа даходзіць да распрацоўкі бялкоў. Асноўныя гульцы у галіне бялковай інжынерыі ўключаюць Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
, і Bio-Rad, а таксама меншыя кампаніі, такія як КодэксCDXS
, Genscript, Caribou Biosciences, Арзэда, і Impossible Foods. Але для многіх кампаній, якія займаюцца сінтэтычнай біялогіяй, бялковая інжынерыя з'яўляецца сродкам дасягнення мэты, і тое, на чым яны насамрэч засяроджваюцца, - гэта на далейшым прымяненні карыстацкіх бялкоў. Cradle хоча даць ім інструмент для павышэння іх шанцаў на поспех: «Мы хочам дапамагчы камандам распрацоўваць вавёркі з меншай колькасцю і больш паспяховых эксперыментаў», — сказаў Стэф.

Сама па сабе Cradle не з'яўляецца ні кампаніяй, якая займаецца сінтэтычнай біялогіяй, ні машынным навучаннем - абодва яны ёсць. «Мы не хацелі быць проста кампаніяй машыннага навучання; вы таксама павінны разумець біялогію, - сказаў Стэф. Дзякуючы вопыту ў галіне тэхналогій машыннага навучання і выдатным лабараторным навыкам, якія члены іх каманды атрымалі ад такіх кампаній, як Google, IBMIBM
, Zymergen і Perfect Day, каманда Cradle з усяго 13 чалавек стварыла рабочую платформу менш чым за год. У гэтай прасторы не так шмат іншых кампаній. Сайрус Бія заснаваны распрацоўшчыкам Rosetta Дэвідам Бэйкерам, прафесарам Універсітэта Вашынгтона, з'яўляецца яшчэ адным, які выкарыстоўвае дызайн бялку з дапамогай штучнага інтэлекту для распрацоўкі новых тэрапеўтычных сродкаў.

Каб адпавядаць разнастайным вопытам работы каманды Cradle, кампанія прыцягнула інвестараў з розных сфер тэхналогій, у тым ліку заснавальніка кампаніі па сінтэзе ДНК Twist Bioscience Эмілі Лепрауст і прэзідэнта Lyft Джона Цымера. Спачатку цікавасць кампаніі, якая займаецца акцыянернымі паездкамі, можа быць дзіўнай; але многія дасягненні ў машынным навучанні прыйшлі з іншых абласцей тэхналогій. Сам сузаснавальнік кампаніі Еле Прынс выйшаў з UberUBER
і ўдзельнічаў у распрацоўцы і стварэнні першых прыкладанняў для многіх паспяховых кампаній, такіх як Uber і Booking.com.

І гэта тое, што адбываецца, калі розныя вобласці глыбокая тэхн сутыкаюцца: нараджаецца галактыка новых магчымасцей. Стэф мяркуе, што яго кампанія пашырае магчымасці інавацый сінтэтычнай біялогіі ў хімічных рэчывах і інгрэдыентах, матэрыялазнаўстве і тэхніцы, а таксама ў іншых галінах: «Спадзяюся, мы станем каталізатарам для многіх новых кампаній, якія будуць пабудаваны, таму што кошт дастаўкі [прадукцыі] да рынак павінен падаць. Калі вы зможаце стварыць біялагічны прадукт з камандай з 15 чалавек за пару гадоў і ўсяго за некалькі мільёнаў долараў, гэта будзе поспехам».

Праграмнае забеспячэнне Cradle ужо выкарыстоўваецца некалькімі кампаніямі, і яны хочуць распаўсюджваць яго як мага больш шырока. Вось чаму платформа з'яўляецца бясплатнай для выкарыстання навукоўцамі. Cradle таксама прапануе дружалюбныя ўмовы IP, дзе карыстальнікам не трэба плаціць ганарары за любыя прадукты, распрацаваныя з выкарыстаннем платформы, а таксама поўную канфідэнцыяльнасць і бяспеку для абароны камерцыйных сакрэтаў. «Мы хочам зрабіць гэта даступным для ўсіх, каб дэмакратызаваць бялковую інжынерыю», - такое бачанне генеральнага дырэктара Cradle. Стэф будзе выступаць на канферэнцыі SynBioBeta ў наступным годзе, месцы, дзе збіраюцца лідэры і празорцы сінтэтычнай біялогіі, каб стварыць больш устойлівую будучыню. Давайце паглядзім, на якія новыя ідэі натхніць тэхналогія Cradle.

Дзякуй Каця Тарасава для дадатковых даследаванняў і справаздач па гэтым артыкуле. Я заснавальнік SynBioBeta, і некаторыя з кампаній, пра якія я пішу, у тым ліку Twist Bioscience, з'яўляюцца спонсарамі Канферэнцыя SynBioBeta і штотыднёвы дайджэст.