Startup Cradle vă permite să proiectați proteine ​​personalizate, doar introducând un prompt

Există o nouă companie la bloc a cărei misiune este să ușureze biologia programării. Startup-ul european a sunat Leagăn iese din ascuns după ce și-a construit platforma. Tocmai a anunțat o rundă de finanțare inițială de 5.5 milioane EUR (5.4 milioane USD), condusă de Venturi index, Capital asociat, și investitori îngeri, inclusiv John Zimmer, co-fondator și președinte al LyftLyft
, și Emily Leproust, CEO și fondator al Twist Bioscience. Cu două locații – unul în Delft, Țările de Jos, și unul în Zurich, Elveția, – Cradle se află în călăreață între lumea biologiei și a inteligenței artificiale, o fuziune puternică de tehnologii care amenință să perturbe modul în care oamenii de știință proiectează proteine.

Nu vă lăsați înșelați de concentrarea aparent îngustă a companiei pe proteine. Ele nu sunt doar ceva ce mâncăm – deși sunt de inginerie carne, ouă și lactate fără animale produse este într-adevăr un mare accent al biologiei sintetice. Proteinele sunt, de asemenea, mașini biologice versatile care susțin aproape toate funcțiile din celulele vii și au la fel de multe utilizări în afara biologiei. Gândiți-vă la enzimele folosite în detergenți, cosmetice și textile; sau anticorpi care produc terapii puternice; sau, de fapt, orice altă zonă a biotehnologiei în care proteinele catalizează reacțiile pentru a face produse precum substanțe chimice în vrac și de specialitate, arome și parfumuri, biocombustibili, materiale și multe altele. Există nenumărate utilizări pentru aceste biomolecule, iar Cradle dorește să permită și mai multe aplicații cu capacitatea de a proiecta proteine ​​personalizate care îndeplinesc sarcini versatile.

Co-fondatorul și CEO-ul Cradle, Stef van Grieken, este un „furnizor de proteine ​​​​fine” auto-descris. Și-a petrecut ultimul deceniu lucrând la Google AI conducând dezvoltarea mai multor aplicații de învățare automată, precum și la X, „fabrica moonshot” Google, evaluând fezabilitatea proiectelor aflate în stadiu incipient. În timpul mandatului său la GoogleGOOG
, el a devenit fascinat de limbajul proteinelor - modul în care secvențele de aminoacizi se traduc în modele specifice de pliere și formează structuri care permit proteinelor să-și îndeplinească funcțiile sofisticate. De atunci, el a lucrat la ideea de a combina tehnologia de procesare a limbajului natural cu înțelegerea noastră a modului în care secvența proteinelor se traduce în funcție pentru a face predicții mai bune pentru proiectarea rațională a proteinelor.

Proteinele de design sunt o industrie de miliarde de dolari: se preconizează că piața va ajunge 3.9 miliarde de dolari de 2024, condus în mare parte de terapii pe bază de proteine. Dar ar putea fi și mai mare: există un potențial imens de ramificare în alte domenii ale biologiei sintetice, dacă doar proiectarea proteinelor personalizate nu ar fi atât de dificilă. Modul în care se realizează în prezent ingineria proteinelor este prin încercări și erori în laborator, iar rata de succes tipică a atingerii specificațiilor de proiectare este mai mică de 1%. Pentru a crește șansele de succes, biologii pot folosi instrumente software precum Rosetta or AlphaFold pentru a prezice structura proteinei pe baza secvenței acesteia. Proteinele încep ca doar șiruri de aminoacizi care se pliază în forme 3D precum origami. Dar prezicerea modelului de pliere este o problemă incredibil de complexă, iar un program precum Rosetta necesită ani de pregătire și mii de computere pentru a rula.

Cradle abordează problema diferit: folosesc un model generativ pentru a „reverse engineering” proteine. Poate că ați auzit sau chiar ați folosit modele generative precum DALĂ care poate crea imagini noi pe baza unei intrări descriptive. Fondatorii lui Cradle s-au gândit să aplice același principiu pentru a proiecta noi arhitecturi de proteine. În loc să utilizeze modele de structură secvențială, ei folosesc algoritmi de învățare automată antrenați pe date reale. Utilizatorul poate specifica ce fel de proteină vrea să proiecteze, iar platforma va oferi o listă de posibile secvențe care pot crea acea structură. Și cea mai bună parte este că nu trebuie să fii un expert în învățarea automată pentru a-l folosi:

„Modelele de învățare automată generativă cu auto-predare și auto-îmbunătățire de la Cradle se bazează pe progresele recente în „prelucrarea limbajului natural” pentru a prezice ce părți ale codului genetic al unei proteine ​​va trebui să modifice un biolog, îmbunătățind semnificativ șansele unui om de știință de a obține rezultate experimentale pozitive fără nevoie de un background de învățare automată”, a spus CEO-ul într-un comunicat de presă. „Prin această metodă, Cradle consideră că poate reduce timpul și costul de a aduce pe piață un produs de biologie sintetică cu un ordin de mărime.”

Astăzi, majoritatea companiilor de biotehnologie și biologie sintetică sunt lăsate la dispoziție atunci când vine vorba de inginerie de proteine. Jucători importanți în domeniul ingineriei proteinelor includ Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
, și Bio-Rad, precum și companii mai mici precum CodexisCDXS
, Genscript, Caribou Biosciences, Arzeda, și Alimente imposibile. Dar pentru multe companii de biologie sintetică, ingineria proteinelor este un mijloc pentru a ajunge la un scop, iar pe ce se concentrează cu adevărat este aplicațiile din aval ale proteinelor personalizate. Cradle vrea să le ofere un instrument care să le îmbunătățească șansele de succes: „Vrem să ajutăm echipele să creeze proteine ​​cu experimente mai puține și mai de succes”, a spus Stef.

Cradle în sine nu este nici o biologie sintetică, nici o companie de învățare automată – ambele sunt. „Nu am vrut să fim doar o companie de învățare automată; chiar trebuie să înțelegi și biologia”, a spus Stef. Cu experiență în tehnologia de învățare automată și abilități superioare de laborator pe care membrii echipei lor le-au adus de la companii precum Google, IBMIBM
, Zymergen și Perfect Day, echipa Cradle de doar 13 oameni a construit o platformă de lucru în mai puțin de un an. Nu există multe alte companii în acest spațiu. Cyrus Bio fondat de dezvoltatorul lui Rosetta, David Baker, profesor la Universitatea din Washington, este un altul care folosește designul proteic asistat de inteligență artificială pentru dezvoltarea de noi terapii.

Pentru a se potrivi cu diversele medii ale echipei Cradle, compania a atras investitori din diferite domenii ale tehnologiei, inclusiv fondatorul companiei de sinteză ADN Twist Bioscience Emily Leproust și președintele Lyft, John Zimmer. Interesul companiei ride share poate fi surprinzător la început; dar multe dintre progresele în învățarea automată au venit din alte domenii ale tehnologiei. Însuși cofondatorul companiei, Jelle Prins, a venit de la UberUBER
și a fost implicat în proiectarea și construirea primelor aplicații pentru multe companii de succes precum Uber și Booking.com.

Și asta se întâmplă atunci când diferite zone ale tehnologie profundă se ciocnesc: se naște o galaxie de noi posibilități. Stef își imaginează compania care să împuternicească inovațiile în biologie sintetică în spațiul chimic și ingrediente, știința materialelor și inginerie și alte domenii: „Sperăm că vom fi un catalizator pentru construirea multor alte companii, deoarece costul de a obține [produse] să piața ar trebui să scadă. Dacă puteți construi un produs pe bază de bio cu o echipă de 15 oameni în câțiva ani și doar câteva milioane de dolari, acesta ar fi un succes.”

Software-ul Cradle este deja folosit de mai multe companii și doresc să-l distribuie cât mai larg posibil. Acesta este motivul pentru care platforma este folosită gratuit pentru cadre universitare. Cradle oferă, de asemenea, condiții de IP prietenoase, în care utilizatorii nu trebuie să plătească redevențe pentru niciun produs dezvoltat folosind platforma, precum și confidențialitate și securitate completă pentru a proteja secretele comerciale. „Vrem să-l punem la dispoziția tuturor pentru a democratiza ingineria proteinelor”, este viziunea CEO-ului Cradle. Stef va vorbi la conferința SynBioBeta de anul viitor, locul unde liderii și vizionarii biologiei sintetice se adună pentru a crea un viitor mai durabil. Să vedem ce fel de idei noi va inspira tehnologia lui Cradle.

Mulțumesc Katia Tarasava pentru cercetări suplimentare și raportări despre acest articol. Sunt fondatorul SynBioBeta, iar unele dintre companiile despre care scriu, inclusiv Twist Bioscience, sunt sponsori ai Conferință SynBioBeta și digera săptămânal.