Brooklyn Evolution Startup Melonfrost haalt $ 7 miljoen op om meer microben te maken

De grootvader van Sam Levin was een aardappelboer van de vijfde generatie in West-Massachusetts, die worstelde om te concurreren met de dalende aardappelprijzen van industriële boerderijen in het middenwesten. Na geprobeerd te hebben een aantal andere gewassen te telen, leek een set meloenzaden die uit Puerto Rico waren gesmokkeld, de truc te doen, gedijen in de zandige leemgrond van de regio. Die meloenen waren bijna rijp om geoogst te worden, totdat de vorst inzette en het gewas doodde - zo gaat de familielegende.

Levin is nu CEO en mede-oprichter van Melonfrost, een in Brooklyn gevestigde evolutie-start-up die eigen software en hardware combineert om de evolutie in een geautomatiseerde gesloten lus te sturen. De technologie heeft tot doel een nieuwe methode te bieden voor het ontwerpen en produceren van nieuwe microben op schaal voor alles van voedsel en energie tot therapieën en synthetische materialen. groeiende het. "Voor ons gaat het erom niet langer volledig overgeleverd te zijn aan rampen als vorst, figuurlijk in staat om vorstbestendige meloenen te maken voor elk gewenst gebruik", legt hij uit.

Verschillende tools om microben met specifieke eigenschappen voor gewenst gebruik te kweken, werden historisch gezien beperkt door het vermogen om te schalen - waardoor een knelpunt ontstond om van een bewerkte soort naar een gecommercialiseerde soort te gaan - met veel methoden om dit te doen die afhankelijk zijn van relatief dure en enigszins brute krachtgissingen -en-check-benaderingen die meestal gebaseerd zijn op mutaties in een genetische sequentie. In plaats daarvan ondersteunt de recente investeringsronde van $ 7 miljoen van Melonfrost, mede geleid door Refactor Capital en Alexandria Venture Investments, een stelling dat "evolutie lange tijd de beste ontwerper van organismen is en zal blijven", zoals Levin het verwoordt.

De kern van deze focus op het selecteren op fenotype zijn Melonfrost's Evolution Reactor-hardware en Maia, zijn eigen softwareplatform. Maia is een suite van machine learning-algoritmen die leren hoe organismen evolueren - met betrekking tot verschillende selectiedruk en omgevingscondities in relatie tot gemeten fenotypes - en iteratief een reeks instructies retourneren in de vorm van verdere selectiedruk om door te gaan met het ontwikkelen van een gewenste reeks eigenschappen, of het nu gaat om opbrengst of vorstbestendigheid. Deze invoer- en uitvoergegevens verbinden Maia met de Evolution Reactor, het apparaat voor het individueel regelen, meten en toepassen van deze gecodeerde selectiedruk om duizenden onafhankelijke microbiële populaties op parallelle evolutionaire trajecten te cultiveren.

Het sturen van evolutie op schaal wordt mogelijk gemaakt door een reeks hardware-innovaties die zijn ingekapseld in een reeks modulaire eenheden in de Evolution Reactor, die elk ongeveer 250 individuele microbiële populaties bevatten. De twee platforms, virtueel en mechanisch, zijn met elkaar verweven door cloudsoftware die de lus van het geautomatiseerde evolutiestuurplatform sluit - gegevens gemeten door hardware die in software worden ingevoerd, instructies die worden teruggestuurd naar hardware via updates van modelleringssoftware - die itereert tot het gewenste fenotypische doel wordt bereikt of de lus wordt afgesloten. Momenteel past het hele systeem zo goed als in de laboratoriumruimte van Melonfrost in Brooklyn, maar Levin verwoordt de visie voor deze hardware-software-interface als een 'biologisch datacenter' in de vorm van een Evolution Reactor-magazijn.

Deze seed-ronde is de volgende stap naar de volledige vorm van dit evolutionaire stuursysteem: financiering van de volgende fase van het uitbouwen van de Evolution Reactor-hardware en het verplaatsen van Melonfrost naar zijn eerste klant in de ruimte voor eetbare vetten in de voedingssector. "De wereld voeden zonder haar daarbij te vernietigen, is met name een gebied van synthetische biologie waar er veel knelpunten zijn bij het bereiken van de eerste opbouw tot productie", benadrukt Levin. Deze focus op het bouwen van een gezondere wereld door middel van voedsel is niet nieuw voor Levin en zijn mede-oprichter, Head of Engineering & Design, en jeugdvriend, Loren Amdahl-Culleton. Op de middelbare school begon het duo een boerderij voor hun cafetaria om de investeringen van studenten in de leergemeenschap te vergroten en duurzaamheid te bevorderen. Ondanks het feit dat ze niet-gegradueerde en afgestudeerde schooljaren doorbrachten, gescheiden door een oceaan en een heel land, hielden de twee contact van Oxford tot Stanford terwijl ze respectievelijk evolutionaire dynamiek en versterkend leren bestudeerden. leermiddelen gegeven overeenkomsten in hun onderliggende wiskunde. Samen met twee andere jeugdvrienden werd Melonfrost geboren — gedreven door een positieve impact te maken door synthese te maken op verschillende terreinen, van geavanceerde machine learning en hardware-engineering tot synthetische biologie en op maat gemaakte softwaretools.

"Elk van die inspanningen zou veel expertise, mislukking en innovatie vereisen, dus het is nogal ongebruikelijk om dat allemaal tegelijkertijd te doen", geeft Levin toe, "maar deze uitdagingen zijn zo groot dat je moet innoveren op meerdere fronten tegelijk werken en heel verschillende soorten wetenschappers en ingenieurs integreren om de toekomst echt te laten groeien. Het gaat niet alleen om het op de markt brengen van nieuwe moleculen of chemicaliën; we moeten eerder de manier veranderen waarop de hulpbronnen van de wereld ontstaan ​​en zich verplaatsen.” Voor Melonfrost is het doel niet om uiteindelijk grote fabrieken te bouwen en vrachtcontainers te verschepen. In plaats daarvan is de visie om snel, goedkoop en robuust nieuwe soorten te fabriceren en te optimaliseren - die zich uitstrekken tot productie in het algemeen om te vertalen van het leren van de taal van evolutie naar betrouwbare biologische output op schaal - ongeacht wanneer de metaforische vorst kan komen.

Dank aan Aishani Aatresh voor aanvullend onderzoek en rapportage over dit artikel. Ik ben de oprichter van SynBioBeta en sommige van de bedrijven waarover ik schrijf zijn sponsors van de SynBioBeta-conferentie en wekelijkse samenvatting.