La startup de Brooklyn Evolution, Melonfrost, lève 7 millions de dollars pour créer plus de microbes

Le grand-père de Sam Levin était un producteur de pommes de terre de cinquième génération dans l'ouest du Massachusetts, luttant pour rivaliser avec la baisse des prix des pommes de terre dans les fermes industrielles du Midwest. Après avoir essayé de faire pousser un certain nombre d'autres cultures, un ensemble de graines de melon importées en contrebande de Porto Rico a semblé faire l'affaire, prospérant dans le sol limoneux sablonneux de la région. Ces melons étaient presque mûrs pour la récolte, jusqu'à ce qu'un gel s'installe et tue la récolte - selon la légende familiale.

Levin est maintenant PDG et co-fondateur de Melonfrost, une start-up d'évolution basée à Brooklyn qui combine son logiciel et son matériel propriétaires pour diriger l'évolution dans une boucle fermée automatisée. La technologie vise à fournir une nouvelle méthode de conception et de production de nouveaux microbes à grande échelle pour tout, de la nourriture et de l'énergie aux thérapeutiques et aux matériaux synthétiques - tout cela ne fait pas partie de l'ingénierie ou de la construction de l'avenir, mais plutôt, croissance il. « Pour nous, il s'agit de ne plus être complètement à la merci de catastrophes telles que le gel, métaphoriquement de pouvoir fabriquer des melons résistants au gel pour quelque utilisation que ce soit », explique-t-il.

Divers outils pour cultiver des microbes avec des traits spécifiques pour les utilisations souhaitées ont toujours été limités par la capacité à évoluer - créant un goulot d'étranglement pour passer d'une souche éditée à une souche commercialisée - avec de nombreuses méthodes pour le faire reposant sur une estimation relativement coûteuse et quelque peu brutale. -et-vérifier les approches généralement basées sur les mutations d'une séquence génétique. Au lieu de cela, le récent tour de table de 7 millions de dollars de Melonfrost, codirigé par Refactor Capital et Alexandria Venture Investments, soutient une thèse selon laquelle "l'évolution est et sera encore, pendant longtemps, le meilleur concepteur d'organismes", comme le dit Levin.

Au cœur de cette focalisation sur la sélection du phénotype se trouvent le matériel Evolution Reactor de Melonfrost et Maia, sa plate-forme logicielle propriétaire. Maia est une suite d'algorithmes d'apprentissage automatique qui apprennent comment les organismes évoluent - en ce qui concerne les différentes pressions de sélection et les conditions environnementales en rapport avec les phénotypes mesurés - et renvoient de manière itérative un ensemble d'instructions sous la forme de pressions de sélection supplémentaires pour continuer à évoluer. ensemble de caractères, qu'il s'agisse de rendement ou de résistance au gel. Ces données d'entrée et de sortie relient Maia au réacteur d'évolution, l'appareil permettant de contrôler, de mesurer et d'appliquer individuellement ces pressions de sélection codées pour cultiver des milliers de populations microbiennes indépendantes sur des trajectoires évolutives parallèles.

Le pilotage de l'évolution à grande échelle est rendu possible par une série d'innovations matérielles encapsulées dans un ensemble d'unités modulaires dans le réacteur Evolution, chacune contenant environ 250 populations microbiennes individuelles. Les deux plates-formes, virtuelle et mécanique, sont tissées ensemble par un logiciel cloud qui ferme la boucle de la plate-forme de pilotage d'évolution automatisée - données mesurées par le matériel introduites dans le logiciel, instructions renvoyées au matériel via des mises à jour du logiciel de modélisation - qui itèrent jusqu'au phénotypique souhaité. l'objectif est atteint ou la boucle est coupée. Actuellement, l'ensemble du système tient à peu près dans l'espace de laboratoire de Melonfrost à Brooklyn, mais Levin articule la vision de cette interface matériel-logiciel comme un «centre de données biologiques» sous la forme d'un entrepôt Evolution Reactor.

Ce tour de table est la prochaine étape vers la forme complète de ce système de direction évolutif – finançant la prochaine phase de construction du matériel Evolution Reactor et déplaçant Melonfrost vers son premier client dans l'espace des graisses comestibles du secteur alimentaire. "Nourrir le monde sans le détruire dans le processus est un domaine de la biologie synthétique en particulier où il y a beaucoup de goulots d'étranglement pour passer de la construction initiale à la production", souligne Levin. Cet accent mis sur la construction d'un monde plus sain grâce à l'alimentation n'est pas nouveau pour Levin et son co-fondateur, responsable de l'ingénierie et du design, et ami d'enfance, Loren Amdahl-Culleton. Au lycée, le duo a démarré une ferme pour leur cafétéria afin d'augmenter l'investissement des élèves dans la communauté d'apprentissage et de pousser vers la durabilité. Bien qu'ils aient passé des années d'études de premier cycle et de cycles supérieurs séparés par un océan et un pays entier, les deux sont restés en contact d'Oxford à Stanford alors qu'ils étudiaient respectivement la dynamique évolutive et l'apprentissage par renforcement, et ont commencé à remarquer le potentiel de combler les lacunes des modèles évolutifs avec la machine. outils d'apprentissage compte tenu des similitudes dans leurs mathématiques sous-jacentes. Avec deux autres amis d'enfance, Melonfrost est né - motivé par un impact positif en synthétisant dans des domaines disparates, de l'apprentissage automatique et de l'ingénierie matérielle de pointe à la biologie synthétique et aux outils logiciels personnalisés de précision.

"N'importe lequel de ces efforts nécessiterait beaucoup d'expertise, d'échec et d'innovation, il est donc quelque peu inhabituel de faire tout cela en même temps", admet Levin, "mais ces défis sont si grands que vous devez innover sur plusieurs fronts simultanément et intégrer des types très différents de scientifiques et d'ingénieurs pour vraiment développer l'avenir. Il ne s'agit pas seulement de mettre sur le marché de nouvelles molécules ou produits chimiques ; nous devons plutôt changer fondamentalement la façon dont les ressources mondiales se présentent et se déplacent. Pour Melonfrost, l'objectif n'est pas de construire éventuellement dans de grandes usines et d'expédier dans des conteneurs de fret. Au lieu de cela, la vision est de fabriquer et d'optimiser rapidement, à moindre coût et de manière robuste de nouvelles souches - s'étendant à la production au sens large pour passer de l'apprentissage du langage de l'évolution à des résultats biologiques fiables à grande échelle - peu importe quand le gel métaphorique peut arriver.

Merci à Aishani Aatresh pour les recherches supplémentaires et les rapports sur cet article. Je suis le fondateur de SynBioBeta et certaines des entreprises sur lesquelles j'écris sont des sponsors du Conférence SynBioBeta ainsi que résumé hebdomadaire.