يتيح لك Startup Cradle تصميم بروتينات مخصصة بمجرد الكتابة في موجه

هناك شركة جديدة في الكتلة تتمثل مهمتها في جعل علم الأحياء البرمجة أمرًا سهلاً. دعا بدء التشغيل الأوروبي الحاضنة يخرج من التخفي بعد بناء منصته. لقد أعلنت للتو عن جولة تمويل أولي بقيمة 5.5 مليون يورو (5.4 مليون دولار) بقيادة مؤشر فنتشرز, رأس المال المشابه، ومستثمرون ملاك من بينهم جون زيمر ، المؤسس المشارك ورئيس شركة LyftLYFT
، وإميلي ليبروست ، الرئيس التنفيذي ومؤسس تطور العلوم البيولوجية. من خلال موقعين - أحدهما في دلفت بهولندا والآخر في زيورخ بسويسرا - ينتشر موقع Cradle في عالم الأحياء والذكاء الاصطناعي ، وهو اندماج قوي للتقنيات التي تهدد بتعطيل طريقة تصميم العلماء للبروتينات.

لا تنخدع بتركيز الشركة الضيق ظاهريًا على البروتينات. إنها ليست مجرد شيء نأكله - على الرغم من الهندسة اللحوم والبيض ومنتجات الألبان الخالية من الحيوانات المنتجات هي بالفعل محور تركيز كبير للبيولوجيا التركيبية. تعد البروتينات أيضًا آلات بيولوجية متعددة الاستخدامات تدعم كل وظيفة تقريبًا في الخلايا الحية ولها نفس القدر من الاستخدامات خارج علم الأحياء. فكر في الإنزيمات المستخدمة في المنظفات ومستحضرات التجميل والمنسوجات. أو الأجسام المضادة التي تصنع علاجات قوية ؛ أو ، في الواقع ، أي مجال آخر من مجالات التكنولوجيا الحيوية حيث تحفز البروتينات التفاعلات لصنع منتجات مثل المواد الكيميائية السائبة والمتخصصة والنكهات والعطور والوقود الحيوي والمواد وغير ذلك. هناك استخدامات لا حصر لها لهذه الجزيئات الحيوية ، ويريد Cradle تمكين المزيد من التطبيقات مع القدرة على تصميم بروتينات مخصصة تؤدي مهامًا متعددة الاستخدامات.

يعتبر ستيف فان جريكن ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Cradle ، وصفًا ذاتيًا بأنه "مزود للبروتين الجيد". أمضى العقد الماضي في العمل في جوجل AI يقود تطوير العديد من تطبيقات التعلم الآلي ، وكذلك في X ، "مصنع صور القمر" من Google، وتقييم جدوى مشاريع المرحلة المبكرة. خلال فترة عمله في GoogleGOOG
أصبح مفتونًا بلغة البروتينات - كيف تُترجم تسلسلات الأحماض الأمينية إلى أنماط قابلة للطي وتشكيل هياكل تسمح للبروتينات بأداء وظائفها المعقدة. منذ ذلك الحين ، كان يعمل على فكرة الجمع بين تقنية معالجة اللغة الطبيعية وفهمنا لكيفية ترجمة تسلسل البروتين إلى وظيفة لعمل تنبؤات أفضل لتصميم البروتين العقلاني.

البروتينات المصممة هي صناعة بمليارات الدولارات: من المتوقع أن يصل السوق 3.9 مليار دولار بحلول 2024، مدفوعًا في جزء كبير منه بعلاجات تعتمد على البروتين. ولكن يمكن أن يكون أكبر: هناك إمكانية هائلة للتفرع إلى مجالات أخرى من البيولوجيا التركيبية ، إذا لم يكن تصميم البروتينات المخصصة أمرًا صعبًا للغاية. الطريقة التي تتم بها هندسة البروتين حاليًا هي من خلال التجربة والخطأ في المختبر ، ومعدل النجاح النموذجي في الوصول إلى مواصفات التصميم أقل من 1٪. لزيادة فرص النجاح ، يمكن لعلماء الأحياء استخدام أدوات برمجية مثل رشيد or AlphaFold للتنبؤ ببنية البروتين بناءً على تسلسلها. تبدأ البروتينات على شكل سلاسل من الأحماض الأمينية التي تنثني إلى أشكال ثلاثية الأبعاد مثل الأوريجامي. لكن التنبؤ بنمط الطي يمثل مشكلة معقدة بشكل لا يصدق ، ويتطلب برنامج مثل Rosetta سنوات من التدريب وآلاف أجهزة الكمبيوتر للتشغيل.

يتعامل Cradle مع المشكلة بشكل مختلف: فهم يستخدمون نموذجًا توليديًا "لعكس هندسة" البروتينات. ربما تكون قد سمعت أو حتى استخدمت نماذج توليدية مثل لوح يمكنه إنشاء صور جديدة بناءً على إدخال وصفي. اعتقد مؤسسو شركة Cradle أنهم يطبقون نفس المبدأ لتصميم بنى بروتينية جديدة. بدلاً من استخدام نماذج بنية التسلسل ، يستخدمون خوارزميات التعلم الآلي المدربة على بيانات حقيقية. يمكن للمستخدم تحديد نوع البروتين الذي يريد تصميمه ، وستوفر المنصة قائمة بالتسلسلات المحتملة التي يمكنها إنشاء هذا الهيكل. وأفضل جزء هو - ليس عليك أن تكون خبيرًا في التعلم الآلي لاستخدامه:

"تعتمد نماذج التعلم الآلي التوليدية ذاتية التحسين من Cradle على التطورات الحديثة في" معالجة اللغة الطبيعية "للتنبؤ بأجزاء الكود الجيني للبروتين الذي سيحتاج عالم الأحياء إلى تغييره ، مما يحسن بشكل كبير من فرص العلماء في تحقيق نتائج تجريبية إيجابية دون الحاجة إلى بحاجة إلى خلفية للتعلم الآلي "، قال الرئيس التنفيذي في بيان صحفي. "من خلال هذه الطريقة ، تعتقد شركة Cradle أنها يمكن أن تقلل من وقت وتكلفة طرح منتج البيولوجيا التركيبية في السوق بترتيب من حيث الحجم."

اليوم ، تُترك معظم شركات التكنولوجيا الحيوية والبيولوجيا التركيبية لأجهزتها الخاصة عندما يتعلق الأمر بهندسة البروتينات. اللاعبين الرئيسيين في مجال هندسة البروتين تشمل Thermo Fischer و Danaher و Agilent TechnologiesA
و Bio-Rad ، بالإضافة إلى شركات أصغر مثل المخطوطةسي دي اكس اس
, جينسكريبت, كاريبو العلوم البيولوجية, أرزيدا، والأغذية المستحيلة. لكن بالنسبة للعديد من شركات البيولوجيا التركيبية ، تعد هندسة البروتين وسيلة لتحقيق غاية ، وما يركزون عليه حقًا هو التطبيقات النهائية للبروتينات المخصصة. يريد Cradle تزويدهم بأداة لتحسين فرصهم في النجاح: "نريد مساعدة الفرق على هندسة البروتينات بتجارب أقل وأكثر نجاحًا" ، قال ستيف.

شركة Cradle نفسها ليست شركة بيولوجيا اصطناعية ولا شركة للتعلم الآلي - فهما كلاهما. "لم نكن نريد أن نكون مجرد شركة للتعلم الآلي ؛ قال ستيف ، عليك حقًا أن تفهم علم الأحياء أيضًا. من خلال الخبرة في تكنولوجيا التعلم الآلي والمهارات المعملية الفائقة التي جلبها أعضاء فريقهم من شركات مثل Google و IBMIBM
و Zymergen و Perfect Day ، قام فريق Cradle المكون من 13 شخصًا فقط ببناء منصة عمل في أقل من عام. لا يوجد الكثير من الشركات الأخرى في هذا المجال. سايروس بيو أسسها ديفيد بيكر ، مطور Rosetta ، الأستاذ في جامعة واشنطن ، وهي شركة أخرى تستخدم تصميم البروتين بمساعدة الذكاء الاصطناعي لتطوير علاجات جديدة.

لمطابقة الخلفيات المتنوعة لفريق Cradle ، جذبت الشركة مستثمرين من مختلف مجالات التكنولوجيا ، بما في ذلك مؤسس شركة تصنيع الحمض النووي Twist Bioscience إميلي ليبروست ورئيس Lyft جون زيمر. قد يكون الاهتمام من شركة مشاركة الركوب مفاجئًا في البداية ؛ لكن الكثير من التطورات في التعلم الآلي جاءت من مجالات تقنية أخرى. جاء المؤسس المشارك للشركة جيلي برينز نفسه من أوبرUBER
وشارك في تصميم وبناء التطبيقات الأولى للعديد من الشركات الناجحة مثل Uber و Booking.com.

وهذا ما يحدث عند مناطق مختلفة من التكنولوجيا العميقة تصادم: ولدت مجرة ​​من الاحتمالات الجديدة. يتصور ستيف أن شركته تعمل على تمكين ابتكارات البيولوجيا التركيبية في مجال المواد الكيميائية والمكونات ، وعلوم وهندسة المواد ، ومجالات أخرى: "نأمل أن نكون محفزًا للعديد من الشركات التي سيتم بناؤها نظرًا لتكلفة الحصول على [المنتجات] يجب أن ينخفض ​​السوق. إذا كان بإمكانك بناء منتج بيولوجي مع فريق مكون من 15 شخصًا في غضون عامين وبضعة ملايين من الدولارات فقط ، فسيكون ذلك نجاحًا ".

يتم استخدام برنامج Cradle بالفعل من قبل العديد من الشركات ، وهم يريدون توزيعه على نطاق واسع قدر الإمكان. هذا هو السبب في أن المنصة مجانية للاستخدام للأكاديميين. تقدم Cradle أيضًا شروط IP ودية ، حيث لا يتعين على المستخدمين دفع إتاوات على أي منتجات تم تطويرها باستخدام النظام الأساسي ، بالإضافة إلى الخصوصية والأمان الكاملين لحماية الأسرار التجارية. "نريد أن نجعلها متاحة للجميع لإضفاء الطابع الديمقراطي على هندسة البروتين ،" هي رؤية الرئيس التنفيذي لشركة Cradle. سيتحدث ستيف في مؤتمر SynBioBeta العام المقبل ، وهو المكان الذي يجتمع فيه قادة البيولوجيا التركيبية وأصحاب الرؤى لتحقيق مستقبل أكثر استدامة. دعونا نرى نوع الأفكار الجديدة التي ستلهمك تكنولوجيا Cradle.

شكرا لك كاتيا تارسافا لمزيد من البحث والإبلاغ عن هذه المقالة. أنا مؤسس SynBioBeta ، وبعض الشركات التي أكتب عنها ، بما في ذلك Twist Bioscience ، هي من رعاة مؤتمر SynBioBeta و الملخص الأسبوعي.