Das Brooklyn Evolution Startup Melonfrost sammelt 7 Millionen US-Dollar, um mehr Mikroben herzustellen

Sam Levins Großvater war ein Kartoffelbauer in der fünften Generation im Westen von Massachusetts, der mit den fallenden Kartoffelpreisen von Industriebetrieben im Mittleren Westen zu kämpfen hatte. Nachdem sie versucht hatten, eine Reihe anderer Pflanzen anzubauen, schien ein aus Puerto Rico geschmuggelter Satz Melonensamen den Trick zu machen, der auf dem sandigen Lehmboden der Region gedieh. Diese Melonen waren gerade reif für die Ernte, bis ein Frost einsetzte und die Ernte tötete – so die Familienlegende.

Levin ist jetzt CEO und Mitbegründer von Melonfrost, einem in Brooklyn ansässigen Evolutions-Start-up, das seine proprietäre Software und Hardware kombiniert, um die Evolution in einem automatisierten geschlossenen Kreislauf zu steuern. Die Technologie zielt darauf ab, eine neuartige Methode zur Entwicklung und Produktion neuer Mikroben in großem Maßstab für alles von Nahrungsmitteln und Energie bis hin zu Therapeutika und synthetischen Materialien bereitzustellen – alles ein Teil davon, die Zukunft nicht zu konstruieren oder zu konstruieren, sondern vielmehr, wachsend es. „Uns geht es darum, Katastrophen wie Frost nicht mehr voll und ganz ausgeliefert zu sein, sondern bildlich gesprochen frostharte Melonen für beliebige Verwendungszwecke herstellen zu können“, erklärt er.

Verschiedene Werkzeuge zum Züchten von Mikroben mit spezifischen Merkmalen für die gewünschten Verwendungszwecke wurden in der Vergangenheit durch die Fähigkeit zur Skalierung eingeschränkt – was einen Engpass beim Übergang von einem bearbeiteten Stamm zu einem kommerzialisierten erzeugte – wobei viele Methoden dazu auf relativ teuren und etwas brachialen Schätzungen beruhten -and-Check-Ansätze, die typischerweise auf Mutationen an einer genetischen Sequenz basieren. Stattdessen stützt Melonfrosts jüngste 7-Millionen-Dollar-Startrunde, die gemeinsam von Refactor Capital und Alexandria Venture Investments geleitet wird, eine These, dass „Evolution für lange Zeit der beste Designer von Organismen ist und immer noch sein wird“, wie Levin es ausdrückt.

Im Mittelpunkt dieses Fokus auf die Auswahl des Phänotyps stehen Melonfrosts Evolution Reactor-Hardware und Maia, seine proprietäre Softwareplattform. Maia ist eine Suite von maschinellen Lernalgorithmen, die lernen, wie sich Organismen entwickeln – in Bezug auf unterschiedliche Selektionsdrücke und Umweltbedingungen in Bezug auf gemessene Phänotypen – und iterativ eine Reihe von Anweisungen in Form weiterer Selektionsdrücke zurückgeben, um ein gewünschtes weiter zu entwickeln Reihe von Merkmalen, ob Ertrag oder Frostbeständigkeit. Diese Eingabe- und Ausgabedaten verbinden Maia mit dem Evolutionsreaktor, dem Apparat zur individuellen Steuerung, Messung und Anwendung dieser codierten Selektionsdrücke, um Tausende unabhängiger mikrobieller Populationen auf parallelen Evolutionspfaden zu kultivieren.

Die Steuerung der Evolution in großem Maßstab wird durch eine Reihe von Hardware-Innovationen ermöglicht, die in einer Reihe von modularen Einheiten im Evolutionsreaktor gekapselt sind, von denen jede ungefähr 250 einzelne mikrobielle Populationen enthält. Die beiden Plattformen, virtuell und mechanisch, werden durch Cloud-Software miteinander verwoben, die den Kreislauf der automatisierten Evolutionssteuerungsplattform schließt – Daten, die von der Hardware in die Software eingespeist werden, Anweisungen, die durch Aktualisierungen der Modellierungssoftware an die Hardware zurückgegeben werden –, die bis zum gewünschten Phänotyp iterieren Ziel erreicht oder die Schleife abgeschaltet wird. Derzeit passt das gesamte System gerade noch in die Laborräume von Melonfrost in Brooklyn, aber Levin artikuliert die Vision für diese Hardware-Software-Schnittstelle als „biologisches Datenzentrum“ in Form eines Evolutionsreaktor-Warenhauses.

Diese Seed-Runde ist der nächste Schritt in Richtung der vollen Form dieses evolutionären Steuerungssystems – die Finanzierung der nächsten Phase des Aufbaus der Evolution Reactor-Hardware und die Heranführung von Melonfrost an seinen ersten Kunden im Bereich Speisefette des Lebensmittelsektors. „Die Welt zu ernähren, ohne sie dabei zu zerstören, ist insbesondere ein Bereich der synthetischen Biologie, in dem es viele Engpässe gibt, um vom anfänglichen Aufbau bis zur Produktion zu gelangen“, betont Levin. Dieser Fokus auf den Aufbau einer gesünderen Welt durch Lebensmittel ist für Levin und seinen Mitbegründer, Head of Engineering & Design und Kindheitsfreund Loren Amdahl-Culleton, nicht neu. In der High School gründete das Duo eine Farm für ihre Cafeteria, um die Investitionen der Schüler in die Lerngemeinschaft zu erhöhen und auf Nachhaltigkeit hinzuarbeiten. Obwohl sie Grund- und Hochschuljahre verbrachten, die durch einen Ozean und ein ganzes Land getrennt waren, blieben die beiden von Oxford bis Stanford in Kontakt, während sie Evolutionsdynamik bzw. Verstärkungslernen studierten, und begannen das Potenzial zu bemerken, Lücken in Evolutionsmodellen mit Maschinen zu füllen Lernwerkzeuge, die Ähnlichkeiten in ihrer zugrunde liegenden Mathematik aufweisen. Mit zwei weiteren Freunden aus Kindertagen wurde Melonfrost geboren – angetrieben von der positiven Wirkung durch Synthesen in unterschiedlichen Bereichen, von hochmodernem maschinellem Lernen und Hardware-Engineering bis hin zu synthetischer Biologie und präzisen kundenspezifischen Software-Tools.

„Jedes dieser Unterfangen würde viel Fachwissen, Misserfolg und Innovation erfordern, daher ist es etwas ungewöhnlich, all dies gleichzeitig zu tun“, gibt Levin zu, „aber diese Herausforderungen sind so groß, dass Sie innovativ sein müssen an mehreren Fronten gleichzeitig und integrieren sehr unterschiedliche Arten von Wissenschaftlern und Ingenieuren, um die Zukunft wirklich wachsen zu lassen. Es geht nicht nur darum, neue Moleküle oder Chemikalien auf den Markt zu bringen; Vielmehr müssen wir die Art und Weise, wie die Ressourcen der Welt entstehen und sich bewegen, grundlegend ändern.“ Für Melonfrost ist das Ziel nicht, irgendwann große Fabriken zu bauen und in Frachtcontainern zu versenden. Stattdessen besteht die Vision darin, schnell, billig und robust neue Stämme herzustellen und zu optimieren – die sich auf die Produktion im Allgemeinen erstrecken, um vom Erlernen der Sprache der Evolution zu zuverlässigen biologischen Ergebnissen im großen Maßstab zu übersetzen – egal, wann der metaphorische Frost kommen mag.

Vielen Dank an Aishani Aatresh für die zusätzliche Recherche und Berichterstattung zu diesem Artikel. Ich bin der Gründer von SynBioBeta und einige der Unternehmen, über die ich schreibe, sind Sponsoren von SynBioBeta-Konferenz und wöchentliche Verdauung.