Startup Cradle ti consente di progettare proteine ​​personalizzate semplicemente digitando un prompt

C'è una nuova società sul blocco la cui missione è semplificare la programmazione della biologia. La startup europea ha chiamato Culla sta emergendo dalla furtività dopo aver costruito la loro piattaforma. Ha appena annunciato un round di finanziamento iniziale da 5.5 milioni di euro ($ 5.4 milioni) guidato da Index Ventures, Capitale Kindrede angel investor tra cui John Zimmer, co-fondatore e presidente di LyftLyft
, ed Emily Leproust, CEO e fondatrice di Twist Bioscience. Con due sedi, una a Delft, nei Paesi Bassi, e una a Zurigo, in Svizzera, Cradle è a cavallo tra il mondo della biologia e dell'intelligenza artificiale, una potente fusione di tecnologie che minaccia di sconvolgere il modo in cui gli scienziati progettano le proteine.

Non lasciarti ingannare dall'apparentemente ristretta attenzione dell'azienda alle proteine. Non sono solo qualcosa che mangiamo, anche se ingegneria carne, uova e latticini senza animali prodotti è davvero un grande obiettivo della biologia sintetica. Le proteine ​​sono anche macchine biologiche versatili che sostengono quasi ogni funzione nelle cellule viventi e hanno altrettanti usi al di fuori della biologia. Pensa agli enzimi utilizzati nei detergenti, nei cosmetici e nei tessuti; o anticorpi che fanno potenti terapie; o, in effetti, qualsiasi altra area della biotecnologia in cui le proteine ​​catalizzano le reazioni per creare prodotti come prodotti chimici sfusi e speciali, aromi e fragranze, biocarburanti, materiali e altro ancora. Ci sono innumerevoli usi per queste biomolecole e Cradle vuole abilitare ancora più applicazioni con la capacità di progettare proteine ​​personalizzate che svolgano compiti versatili.

Il co-fondatore e CEO di Cradle, Stef van Grieken, si autodefinisce "fornitore di proteine ​​fini". Ha trascorso l'ultimo decennio lavorando a Google AI guidando lo sviluppo di diverse applicazioni di apprendimento automatico, nonché presso X, la “fabbrica dei colpi di luna” di Google, valutando la fattibilità dei progetti in fase iniziale. Durante il suo mandato in GoogleGOOG
, è rimasto affascinato dal linguaggio delle proteine, dal modo in cui le sequenze di amminoacidi si traducono in specifici modelli di ripiegamento e formano strutture che consentono alle proteine ​​di svolgere le loro sofisticate funzioni. Da allora, ha lavorato all'idea di combinare la tecnologia di elaborazione del linguaggio naturale con la nostra comprensione di come la sequenza proteica si traduce in funzione per fare previsioni migliori per la progettazione razionale delle proteine.

Le proteine ​​​​di design sono un'industria multimiliardaria: si prevede che il mercato raggiungerà $ 3.9 miliardi entro 2024, guidato in gran parte da terapie a base di proteine. Ma potrebbe essere ancora più grande: c'è un enorme potenziale per espandersi in altre aree della biologia sintetica, se solo la progettazione di proteine ​​personalizzate non fosse così difficile. Il modo in cui l'ingegneria proteica viene attualmente eseguita è attraverso tentativi ed errori in laboratorio e il tasso di successo tipico nel raggiungere le specifiche di progettazione è inferiore all'1%. Per aumentare le possibilità di successo, i biologi possono utilizzare strumenti software come Rosetta or AlphaFold prevedere la struttura della proteina in base alla sua sequenza. Le proteine ​​iniziano come semplici stringhe di amminoacidi che si piegano in forme 3D come origami. Ma prevedere lo schema di piegatura è un problema incredibilmente complesso e un programma come Rosetta richiede anni di addestramento e migliaia di computer per essere eseguito.

Cradle sta affrontando il problema in modo diverso: stanno usando un modello generativo per "reverse engineering" delle proteine. Potresti aver sentito parlare o persino usato modelli generativi come DALL-E in grado di creare nuove immagini sulla base di un input descrittivo. I fondatori di Cradle hanno pensato di applicare lo stesso principio per progettare nuove architetture proteiche. Invece di utilizzare modelli a struttura di sequenza, utilizzano algoritmi di apprendimento automatico addestrati su dati reali. L'utente può specificare il tipo di proteina che desidera progettare e la piattaforma fornirà un elenco di possibili sequenze che possono creare quella struttura. E la parte migliore è che non devi essere un esperto di machine learning per usarlo:

"I modelli di machine learning generativo autodidatta e automigliorante di Cradle si basano sui recenti progressi nell'"elaborazione del linguaggio naturale" per prevedere quali parti del codice genetico di una proteina un biologo dovrà modificare, migliorando significativamente le possibilità di uno scienziato di ottenere risultati sperimentali positivi senza il bisogno di un background di machine learning”, ha affermato il CEO in un comunicato stampa. "Attraverso questo metodo, Cradle ritiene di poter ridurre di un ordine di grandezza i tempi e i costi di immissione sul mercato di un prodotto di biologia sintetica".

Oggi, la maggior parte delle aziende biotecnologiche e di biologia sintetica sono lasciate a se stesse quando si tratta di ingegnerizzare le proteine. Principali giocatori nel campo dell'ingegneria delle proteine ​​includono Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
e Bio-Rad, così come aziende più piccole come CodiceCDXS
, Genscritto, Bioscienze dei caribù, Arzedae cibi impossibili. Ma per molte aziende di biologia sintetica, l'ingegneria delle proteine ​​è un mezzo per raggiungere un fine, e ciò su cui si stanno realmente concentrando sono le applicazioni a valle delle proteine ​​personalizzate. Cradle vuole fornire loro uno strumento per migliorare le loro possibilità di successo: "Vogliamo aiutare i team a progettare proteine ​​con meno esperimenti e con più successo", ha affermato Stef.

La stessa Cradle non è né una società di biologia sintetica né un'azienda di machine learning: sono entrambe. “Non volevamo essere solo un'azienda di machine learning; devi davvero capire anche la biologia ", ha detto Stef. Con esperienza nella tecnologia di apprendimento automatico e competenze di laboratorio superiori che i membri del loro team hanno portato da aziende come Google, IBMIBM
, Zymergen e Perfect Day, il team di sole 13 persone di Cradle ha creato una piattaforma funzionante in meno di un anno. Non ci sono molte altre aziende in questo spazio. Ciro Bio fondato dallo sviluppatore di Rosetta David Baker, professore all'Università di Washington, è un altro che utilizza la progettazione proteica assistita dall'intelligenza artificiale per lo sviluppo di nuove terapie.

Per adattarsi ai diversi background del team Cradle, la società ha attratto investitori da diverse aree della tecnologia, tra cui il fondatore della società di sintesi del DNA Twist Bioscience Emily Leproust e il presidente di Lyft John Zimmer. L'interesse della società di condivisione di corse può essere sorprendente all'inizio; ma molti dei progressi nell'apprendimento automatico provengono da altre aree della tecnologia. Lo stesso co-fondatore dell'azienda, Jelle Prins, proveniva da UberUBER
ed è stato coinvolto nella progettazione e realizzazione delle prime app per molte aziende di successo come Uber e Booking.com.

Ed è quello che succede quando diverse aree di tecnologia profonda collide: nasce una galassia di nuove possibilità. Stef immagina che la sua azienda possa potenziare le innovazioni della biologia sintetica nello spazio delle sostanze chimiche e degli ingredienti, nella scienza e nell'ingegneria dei materiali e in altre aree: mercato dovrebbe scendere. Se riesci a costruire un prodotto a base biologica con un team di 15 persone in un paio d'anni e solo pochi milioni di dollari, sarebbe un successo".

Il software di Cradle è già utilizzato da diverse aziende e vogliono distribuirlo il più ampiamente possibile. Questo è il motivo per cui la piattaforma è gratuita per gli accademici. Cradle offre anche termini IP amichevoli, in cui gli utenti non devono pagare royalties su alcun prodotto sviluppato utilizzando la piattaforma, nonché completa privacy e sicurezza per proteggere i segreti commerciali. "Vogliamo renderlo disponibile a tutti per democratizzare l'ingegneria delle proteine", è la visione del CEO di Cradle. Stef parlerà alla conferenza SynBioBeta il prossimo anno, il luogo in cui i leader e i visionari della biologia sintetica si riuniscono per realizzare un futuro più sostenibile. Vediamo che tipo di nuove idee ispirerà la tecnologia di Cradle.

Grazie a voi Katia Tarasava per ulteriori ricerche e rapporti su questo articolo. Sono il fondatore di SynBioBeta e alcune delle aziende di cui scrivo, tra cui Twist Bioscience, sono sponsor del Conferenza SynBioBeta ed digest settimanale.