Le berceau de démarrage vous permet de concevoir des protéines personnalisées en tapant simplement une invite

Il existe une nouvelle entreprise dont la mission est de faciliter la programmation de la biologie. La startup européenne appelée Support sort de la furtivité après avoir construit sa plate-forme. Il vient d'annoncer un tour de table de 5.5 millions d'euros (5.4 millions de dollars) mené par Index Ventures, Capitale sœur, et des investisseurs providentiels, dont John Zimmer, co-fondateur et président de LyftLYFT
, et Emily Leproust, PDG et fondatrice de Twist Bioscience. Avec deux sites – l’un à Delft, aux Pays-Bas, et l’autre à Zurich, en Suisse – Cradle est à cheval sur le monde de la biologie et de l’intelligence artificielle, une puissante fusion de technologies qui menace de perturber la façon dont les scientifiques conçoivent les protéines.

Ne vous laissez pas tromper par l’accent apparemment étroit mis par l’entreprise sur les protéines. Ce n'est pas seulement quelque chose que nous mangeons – bien que l'ingénierie viande, œufs et produits laitiers sans animaux Les produits chimiques constituent en effet un sujet majeur de la biologie synthétique. Les protéines sont également des machines biologiques polyvalentes qui sous-tendent presque toutes les fonctions des cellules vivantes et ont autant d’utilisations en dehors de la biologie. Pensez aux enzymes utilisées dans les détergents, les cosmétiques et les textiles ; ou des anticorps qui constituent de puissants agents thérapeutiques ; ou, en fait, tout autre domaine de la biotechnologie où les protéines catalysent des réactions pour fabriquer des produits tels que des produits chimiques en vrac et spécialisés, des arômes et parfums, des biocarburants, des matériaux, etc. Il existe d'innombrables utilisations pour ces biomolécules, et Cradle souhaite permettre encore plus d'applications avec la possibilité de concevoir des protéines personnalisées qui effectuent des tâches polyvalentes.

Le co-fondateur et PDG de Cradle, Stef van Grieken, se décrit lui-même comme un « fournisseur de protéines fines ». Il a passé la dernière décennie à travailler Google AI diriger le développement de plusieurs applications d'apprentissage automatique, ainsi qu'à X, la « moonshot factory » de Google, évaluant la faisabilité des projets à un stade précoce. Pendant son mandat chez GoogleGOOG
, il est devenu fasciné par le langage des protéines – comment les séquences d’acides aminés se traduisent en schémas de repliement spécifiques et forment des structures qui permettent aux protéines de remplir leurs fonctions sophistiquées. Depuis lors, il travaille sur l’idée de combiner la technologie de traitement du langage naturel avec notre compréhension de la façon dont la séquence protéique se traduit en fonction afin de faire de meilleures prédictions pour la conception rationnelle des protéines.

Les protéines de synthèse représentent une industrie multimilliardaire : le marché devrait atteindre 3.9 milliards de dollars par 2024, motivée en grande partie par des thérapies à base de protéines. Mais cela pourrait être encore plus grand : il existe un énorme potentiel d’expansion dans d’autres domaines de la biologie synthétique, si seulement la conception de protéines personnalisées n’était pas si difficile. L'ingénierie des protéines est actuellement réalisée par essais et erreurs en laboratoire, et le taux de réussite typique pour atteindre les spécifications de conception est inférieur à 1 %. Pour augmenter les chances de succès, les biologistes peuvent utiliser des outils logiciels comme Rosetta or AlphaFold pour prédire la structure d'une protéine en fonction de sa séquence. Les protéines sont au départ de simples chaînes d’acides aminés qui se plient en formes 3D comme l’origami. Mais prédire le modèle de pliage est un problème incroyablement complexe, et un programme comme Rosetta nécessite des années de formation et des milliers d’ordinateurs pour fonctionner.

Cradle aborde le problème différemment : ils utilisent un modèle génératif pour « procéder à l'ingénierie inverse » des protéines. Vous avez peut-être entendu parler ou même utilisé des modèles génératifs comme DALL-E qui peut créer de nouvelles images basées sur une entrée descriptive. Les fondateurs de Cradle ont pensé appliquer le même principe pour concevoir de nouvelles architectures protéiques. Au lieu d’utiliser des modèles séquence-structure, ils utilisent des algorithmes d’apprentissage automatique formés sur des données réelles. L'utilisateur peut spécifier le type de protéine qu'il souhaite concevoir, et la plateforme fournira une liste de séquences possibles pouvant créer cette structure. Et le meilleur, c’est que vous n’avez pas besoin d’être un expert en apprentissage automatique pour l’utiliser :

« Les modèles d'apprentissage automatique génératif et auto-améliorants de Cradle s'appuient sur les progrès récents du « traitement du langage naturel » pour prédire quelles parties du code génétique d'une protéine un biologiste devra modifier, améliorant ainsi considérablement les chances d'un scientifique d'obtenir des résultats expérimentaux positifs sans le moindre problème. besoin d’une formation en apprentissage automatique », a déclaré le PDG dans un communiqué de presse. "Grâce à cette méthode, Cradle pense pouvoir réduire d'un ordre de grandeur le temps et le coût de mise sur le marché d'un produit de biologie synthétique."

Aujourd’hui, la plupart des entreprises de biotechnologie et de biologie synthétique sont livrées à elles-mêmes lorsqu’il s’agit de concevoir des protéines. Acteurs majeurs dans le domaine de l'ingénierie des protéines, citons Thermo Fischer, Danaher, Agilent TechnologiesA
, et Bio-Rad, ainsi que de petites entreprises comme codexCDXS
, Genscriptif, Biosciences du caribou, Arzéda, et Aliments impossibles. Mais pour de nombreuses entreprises de biologie synthétique, l’ingénierie des protéines est un moyen d’atteindre un objectif, et elles se concentrent réellement sur les applications en aval des protéines personnalisées. Cradle souhaite leur fournir un outil pour améliorer leurs chances de réussite : « Nous voulons aider les équipes à concevoir des protéines avec moins d'expériences réussies », a déclaré Stef.

Cradle en lui-même n’est ni une entreprise de biologie synthétique ni une entreprise d’apprentissage automatique : ils le sont les deux. « Nous ne voulions pas être simplement une entreprise d'apprentissage automatique ; il faut aussi vraiment comprendre la biologie », a déclaré Stef. Avec une expertise en technologie d'apprentissage automatique et des compétences de laboratoire supérieures que les membres de leur équipe ont apportées d'entreprises comme Google, IBMIBM
, Zymergen et Perfect Day, l'équipe de Cradle composée de seulement 13 personnes a construit une plate-forme de travail en moins d'un an. Il n’y a pas beaucoup d’autres entreprises dans ce domaine. Biographie de Cyrus fondée par le développeur de Rosetta, David Baker, professeur à l'Université de Washington, est une autre entreprise qui utilise la conception de protéines assistée par l'IA pour développer de nouvelles thérapies.

Pour correspondre aux expériences diversifiées de l'équipe Cradle, la société a attiré des investisseurs de différents domaines technologiques, notamment la fondatrice de la société de synthèse d'ADN Twist Bioscience, Emily Leproust, et le président de Lyft, John Zimmer. L’intérêt de la société de covoiturage peut surprendre au premier abord ; mais de nombreuses avancées en matière d’apprentissage automatique proviennent d’autres domaines technologiques. Le co-fondateur de l'entreprise, Jelle Prins, venait lui-même d'UberUBER
et a participé à la conception et à la création des premières applications pour de nombreuses entreprises prospères comme Uber et Booking.com.

Et c'est ce qui arrive lorsque différents domaines de technologie profonde entrent en collision : une galaxie de nouvelles possibilités est née. Stef envisage que son entreprise renforce les innovations en biologie synthétique dans le domaine des produits chimiques et des ingrédients, de la science et de l'ingénierie des matériaux, ainsi que dans d'autres domaines : « J'espère que nous allons être un catalyseur pour la création de nombreuses autres entreprises, car le coût d'acheminement des [produits] jusqu'à le marché devrait baisser. Si vous parvenez à créer un produit biosourcé avec une équipe de 15 personnes en quelques années et avec seulement quelques millions de dollars, ce serait un succès.

Le logiciel de Cradle est déjà utilisé par plusieurs entreprises et celles-ci souhaitent le diffuser le plus largement possible. C’est pourquoi l’utilisation de la plateforme est gratuite pour les universitaires. Cradle propose également des conditions IP conviviales, selon lesquelles les utilisateurs n'ont pas à payer de redevances sur les produits développés à l'aide de la plate-forme, ainsi qu'une confidentialité et une sécurité totales pour protéger les secrets commerciaux. « Nous voulons le rendre accessible à tous afin de démocratiser l'ingénierie des protéines », telle est la vision du PDG de Cradle. Stef prendra la parole à la conférence SynBioBeta l'année prochaine, le lieu où les leaders et visionnaires de la biologie synthétique se réunissent pour créer un avenir plus durable. Voyons quel genre de nouvelles idées la technologie de Cradle va inspirer.

Merci à Katia Tarasava pour des recherches supplémentaires et des rapports sur cet article. Je suis le fondateur de SynBioBeta, et certaines des entreprises sur lesquelles j'écris, y compris Twist Bioscience, sont les sponsors du Conférence SynBioBeta ainsi que résumé hebdomadaire.