.
Melonfrost
Дядото на Сам Левин е бил пето поколение производител на картофи в Западен Масачузетс, борейки се да се конкурира с падащите цени на картофите от индустриалните ферми в Средния Запад. След като се опита да отгледа редица други култури, набор от семена от пъпеши, контрабандни от Пуерто Рико, изглежда свърши работа, процъфтявайки в песъчливата глинеста почва в региона. Тези пъпеши бяха почти узрели за прибиране, докато не настъпи слана и уби реколтата – така гласи семейната легенда.
Сега Левин е главен изпълнителен директор и съосновател на Melonfrost, базирана в Бруклин еволюционна стартираща компания, която съчетава своя патентован софтуер и хардуер, за да управлява еволюцията в автоматизиран затворен цикъл. Технологията има за цел да предостави нов метод за проектиране и производство на нови микроби в мащаб за всичко – от храна и енергия до терапевтични продукти и синтетични материали – всички те са част не от инженерството или конструирането на бъдещето, а по-скоро от нарастващ то. „За нас става въпрос за това, че вече не сме напълно зависими от такива бедствия като слана, метафорично можем да правим мразоустойчиви пъпеши за каквато и да е желаната употреба“, обяснява той.
Учените с машинно обучение се срещат в офиса
Melonfrost
Различни инструменти за отглеждане на микроби със специфични черти за желани цели исторически са били ограничени от възможността за мащабиране – създавайки пречка за преминаване от редактиран щам към комерсиализиран – с много методи за това, разчитащи на сравнително скъпи и донякъде груби предположения -и-проверете подходи, обикновено базирани на мутации в генетична последователност. Вместо това, неотдавнашният първоначален кръг от 7 милиона долара на Melonfrost, ръководен съвместно от Refactor Capital и Alexandria Venture Investments, подкрепя тезата, че „еволюцията е и все още ще бъде, за дълго време, най-добрият дизайнер на организми“, както го казва Левин.
В основата на този фокус върху избора на фенотип са хардуерът Evolution Reactor на Melonfrost и Maia, неговата собствена софтуерна платформа. Maia е набор от алгоритми за машинно обучение, които научават как се развиват организмите – по отношение на различни натиск за селекция и условия на околната среда, тъй като те са свързани с измерените фенотипове – и итеративно връщат набор от инструкции под формата на по-нататъшен натиск за селекция, за да продължат да развиват желания набор от характеристики, независимо дали е добив или устойчивост на замръзване. Тези входни и изходни данни свързват Maia с Evolution Reactor, апаратът за индивидуален контрол, измерване и прилагане на тези кодирани селекционни натиски за култивиране на хиляди независими микробни популации по паралелни еволюционни траектории.
Насочването на еволюцията в мащаб става възможно благодарение на серия от хардуерни иновации, капсулирани в масив от модулни единици в Evolution Reactor, всяка от които съдържа приблизително 250 отделни микробни популации. Двете платформи, виртуална и механична, са изтъкани заедно от облачен софтуер, който затваря цикъла на автоматизираната платформа за управление на еволюцията – данни, измерени от хардуер, подавани в софтуера, инструкции, доставени обратно на хардуера чрез актуализации на софтуера за моделиране – който итерира до желания фенотип целта е постигната или цикълът е изключен. В момента цялата система почти се вписва в лабораторното пространство на Melonfrost в Бруклин, но Левин артикулира визията за този хардуерно-софтуерен интерфейс като „биологичен център за данни“ под формата на склад на Evolution Reactor.
Учени, работещи в лабораторията
Melonfrost
Този начален кръг е следващата стъпка към пълната форма на тази еволюционна система за управление — финансиране на следващата фаза на изграждане на хардуера на Evolution Reactor и придвижване на Melonfrost към първия му клиент в областта на хранителните мазнини в хранителния сектор. „Изхранването на света, без да се унищожава в процеса, е област на синтетичната биология, в частност, където има много пречки при преминаването от първоначалното изграждане до производството“, подчертава Левин. Този фокус върху изграждането на по-здравословен свят чрез храната не е нов за Левин и неговия съосновател, ръководител на отдела за инженеринг и дизайн и приятел от детството, Лорен Амдал-Кълтън. В гимназията дуото стартира ферма за своето кафене, за да увеличи инвестициите на учениците в учебната общност и да се стреми към устойчивост. Въпреки че прекараха студентски и магистърски години, разделени от океан и цяла страна, двамата поддържаха връзка от Оксфорд до Станфорд, докато изучаваха еволюционната динамика и съответно ученето с подсилване и започнаха да забелязват потенциала за запълване на празнини в еволюционните модели с машина инструменти за обучение предвид прилики в тяхната основна математика. С други двама приятели от детството, Melonfrost се ражда – воден от оказване на положително въздействие чрез синтезиране в различни области, от авангардно машинно обучение и хардуерно инженерство до синтетична биология и прецизни персонализирани софтуерни инструменти.
„Всяко едно от тези начинания би изисквало много опит, провал и иновация, така че е малко необичайно да се правят всички тези едновременно“, признава Левин, „но тези предизвикателства са толкова големи, че трябва да правите иновации на множество фронтове едновременно и интегрирайте много различни видове учени и инженери, за да изградите наистина бъдещето. Не става въпрос само за стремежа да се пуснат на пазара нови молекули или химикали; по-скоро трябва да променим фундаментално начина, по който се появяват и движат световните ресурси.“ За Melonfrost целта не е евентуално изграждане на големи фабрики и превоз в товарни контейнери. Вместо това, визията е бързо, евтино и стабилно да се произвеждат и оптимизират нови щамове – разширяване в производството като цяло, за да се преведе от изучаване на езика на еволюцията към надеждни биологични резултати в мащаб – без значение кога може да дойде метафоричният студ.
Благодарим на Айшани Аатреш за допълнително проучване и докладване на тази статия. Аз съм основател на SynBioBeta и някои от компаниите, за които пиша, са спонсори на SynBioBeta конференция и седмичен дайджест.
