Startup Cradle позволяет создавать собственные белки, просто вводя подсказку

В этом квартале появилась новая компания, чья миссия состоит в том, чтобы упростить программирование биологии. Европейский стартап под названием Колыбель выходит из скрытности после создания своей платформы. Компания только что объявила о раунде начального финансирования в размере 5.5 млн евро (5.4 млн долларов США) под руководством Index Ventures, Сородичий Капитали ангел-инвесторы, включая Джона Циммера, соучредителя и президента Lyft.LYFT
и Эмили Лепруст, генеральный директор и основатель Твист Бионаука. Имея две площадки — одну в Делфте, Нидерланды, и одну в Цюрихе, Швейцария, — Cradle охватывает мир биологии и искусственного интеллекта, мощное слияние технологий, которое угрожает разрушить то, как ученые разрабатывают белки.

Не обманывайтесь кажущимся узким фокусом компании на белках. Это не просто то, что мы едим, хотя инженерные мясо, яйца и молочные продукты без животных продуктов продукты действительно большое внимание синтетической биологии. Белки также являются универсальными биологическими машинами, которые лежат в основе почти всех функций в живых клетках и имеют такое же множество применений за пределами биологии. Подумайте о ферментах, используемых в моющих средствах, косметике и текстиле; или антитела, которые создают мощные терапевтические средства; или, фактически, любая другая область биотехнологии, где белки катализируют реакции для производства таких продуктов, как сыпучие и специальные химикаты, ароматизаторы и ароматизаторы, биотопливо, материалы и многое другое. Эти биомолекулы можно использовать бесчисленное количество раз, и Cradle хочет создать еще больше приложений с возможностью разработки пользовательских белков, выполняющих универсальные задачи.

Соучредитель и генеральный директор Cradle Стеф ван Грикен называет себя «поставщиком высококачественного белка». Он провел последнее десятилетие, работая в Google AI руководит разработкой нескольких приложений машинного обучения, а также в X, «фабрика лунных выстрелов» Google, оценка осуществимости проектов на ранней стадии. За время работы в GoogleGOOG
, он увлекся языком белков — тем, как аминокислотные последовательности трансформируются в определенные паттерны складывания и образуют структуры, которые позволяют белкам выполнять свои сложные функции. С тех пор он работает над идеей объединить технологию обработки естественного языка с нашим пониманием того, как последовательность белка преобразуется в функцию, чтобы делать более точные прогнозы для рационального дизайна белков.

Дизайнерские белки — это многомиллиардная индустрия: ожидается, что рынок достигнет $ 3.9 млрд. 2024, вызванный в значительной степени белковыми терапевтическими средствами. Но она могла бы быть еще больше: существует огромный потенциал для выхода в другие области синтетической биологии, если бы только разработка нестандартных белков не была такой сложной. В настоящее время белковая инженерия осуществляется методом проб и ошибок в лаборатории, и типичный показатель успеха в достижении проектных спецификаций составляет менее 1%. Чтобы увеличить шансы на успех, биологи могут использовать такие программные инструменты, как Rosetta or AlphaFold предсказать структуру белка на основе его последовательности. Белки начинаются как простые цепочки аминокислот, которые складываются в трехмерные формы, как оригами. Но предсказать схему складывания — невероятно сложная задача, и для запуска такой программы, как Rosetta, требуются годы обучения и тысячи компьютеров.

Cradle подходит к проблеме по-другому: они используют генеративную модель для «обратной инженерии» белков. Возможно, вы слышали или даже использовали генеративные модели, такие как DALL-E который может создавать новые изображения на основе описательного ввода. Основатели Cradle думали применить тот же принцип для разработки новых белковых архитектур. Вместо использования моделей структуры последовательности они используют алгоритмы машинного обучения, обученные на реальных данных. Пользователь может указать, какой белок он хочет разработать, и платформа предоставит список возможных последовательностей, которые могут создать эту структуру. И самое приятное то, что вам не нужно быть экспертом по машинному обучению, чтобы использовать его:

«Самообучающиеся, самоулучшающиеся модели генеративного машинного обучения Cradle опираются на последние достижения в области «обработки естественного языка», чтобы предсказать, какие части генетического кода белка биологу потребуется изменить, что значительно повышает шансы ученого на достижение положительных экспериментальных результатов без потребность в машинном обучении», — сказал генеральный директор в пресс-релизе. «С помощью этого метода Cradle считает, что может сократить время и стоимость вывода продукта синтетической биологии на рынок на порядок».

Сегодня большинство компаний, занимающихся биотехнологиями и синтетической биологией, предоставлены сами себе, когда дело доходит до инженерии белков. Основные игроки в области белковой инженерии включают Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
и Bio-Rad, а также более мелкие компании, такие как КодексисCDXS
, Генскрипт, Карибу бионауки, Арзедаи Невозможные продукты. Но для многих компаний, занимающихся синтетической биологией, белковая инженерия — это средство для достижения цели, и на самом деле они сосредоточены на последующем применении пользовательских белков. Cradle хочет предоставить им инструмент, который повысит их шансы на успех: «Мы хотим помочь командам разрабатывать белки с меньшим количеством экспериментов, но с большим количеством успешных», — сказал Стеф.

Cradle сама по себе не является ни синтетической биологией, ни компанией по машинному обучению — они оба. «Мы не хотели быть просто компанией, занимающейся машинным обучением; вам действительно нужно понимать биологию, — сказал Стеф. Обладая опытом в области технологий машинного обучения и превосходными лабораторными навыками, которые члены их команды принесли из таких компаний, как Google, IBMIBM
, Zymergen и Perfect Day, команда Cradle из 13 человек создала рабочую платформу менее чем за год. В этом пространстве не так много других компаний. Сайрус Био Основанная разработчиком Rosetta Дэвидом Бейкером, профессором Вашингтонского университета, это еще одна компания, использующая дизайн белков с помощью искусственного интеллекта для разработки новых терапевтических средств.

Чтобы соответствовать разнообразному опыту команды Cradle, компания привлекла инвесторов из разных областей технологий, в том числе основателя компании по синтезу ДНК Twist Bioscience Эмили Лепруст и президента Lyft Джона Циммера. Поначалу интерес со стороны компании, занимающейся прокатом автомобилей, может удивить; но многие достижения в машинном обучении пришли из других областей техники. Соучредитель компании Йелле Принс сам пришел из Uber.UBER
и участвовал в разработке и создании первых приложений для многих успешных компаний, таких как Uber и Booking.com.

И вот что происходит, когда разные области глубокая технология столкнуться: рождается галактика новых возможностей. Стеф предполагает, что его компания будет способствовать инновациям в области синтетической биологии в области химических веществ и ингредиентов, материаловедения и инженерии, а также в других областях: рынок должен пойти вниз. Если вы сможете создать биопродукт с командой из 15 человек за пару лет и всего за несколько миллионов долларов, это будет успех».

Программное обеспечение Cradle уже используется несколькими компаниями, и они хотят распространять его как можно шире. Вот почему платформа бесплатна для ученых. Cradle также предлагает удобные условия интеллектуальной собственности, при которых пользователям не нужно платить лицензионные отчисления за любые продукты, разработанные с использованием платформы, а также полную конфиденциальность и безопасность для защиты коммерческой тайны. «Мы хотим сделать доступным для всех демократизацию белковой инженерии», — так считает генеральный директор Cradle. В следующем году Стеф выступит на конференции SynBioBeta, месте, где собираются лидеры и провидцы синтетической биологии, чтобы построить более устойчивое будущее. Посмотрим, на какие новые идеи нас вдохновит технология Cradle.

Спасибо Катя Тарасова для дополнительных исследований и отчетов по этой статье. Я основатель SynBioBeta, и некоторые из компаний, о которых я пишу, в том числе Twist Bioscience, являются спонсорами Конференция SynBioBeta и еженедельный дайджест.