Nová laboratórium je pivovarské mikróby na vytvorenie makeupu a liečiv


Na treťom poschodie chrbtovej budovy na univerzitnom areáli Verily v južnom San Franciscu, desať bielych strojov vydáva nízky tón. Na každom z nich sedí plastová nádoba, ktorá je zaseknutá rúrkami a snímačmi, vyzerá to ako proteínový chvenie na podporu života. Vnútri béžovo sfarbená vývar vyteká, zatiaľ čo malé fotoaparáty s vysokým rozlíšením zachytia spenený záber a prenesú ho do oblaku. Keď kvasinky vo vnútri dokončia štvordňový beh, technici uvádzajú do stola tabuľu bioreaktorov do uzavretej čistej miestnosti, odoberú vzorku z každej z nich a otestujú ju, aby zistili, ktorá zmes pomohla týmto mikróbom robiť svoju prácu najlepšie.

"Je to trochu rád, že sa vrátim k trochu popovej kultúre z 90. rokov, podobne ako držanie Tamagotchiho," hovorí Will Patrick, spevák spoluzakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Culture Biosciences. "Aké sú všetky veci, ktoré môžete urobiť, aby ste stvorenú šťastnú a zdravú? Práve to skúšame v masívnom paralelnom meradle. "

Kultúra Biosciences pomáha pri skúšaní štartov zo syntetickej biológie desiatky, ak nie stovky verzií mikróbov.

Kultúra

Kultúra Biosciences možno najlepšie opísať ako virtuálnu fermentačnú laboratóriu, miesto, kde firmy môžu posielať záblesky zmrazené injekčné liekovky z kvasiniek a baktérií, ktoré sa majú zdvihnúť a testovať. Spustenie 12 osôb začalo so skrytými doterajšími finančnými prostriedkami vo výške 5,5 milióna dolárov a plánuje vyriešiť prekážku, ktorá udržuje boom zo syntetickej biológie.

Po stáročia ľudia dopĺňajú mikróby do sudov a uvádzajú ich do práce. Spočiatku to bolo hlavne s cieľom dosiahnuť námahu alebo udržať mlieko v zlom. Ale keďže vedci získali nástroje genetickej drobnosti, učili kvasinky a baktérie, ako sa vyhnúť viac ako len pivo a jogurt. Fermentované biopalivá, potravinárske arómy a inzulín začali narážať na trh. Dnes, s príchodom presných technológií na úpravu génov, ako je Crispr a výkonné počítačové algoritmy, ak si môžete spomenúť produkt, môžete navrhnúť mikrób, aby to pre vás. Spoločnosti začínajú pripravovať všetko od vegánskych mäsa, vajec a kože až po hnojivá bez fosílnych palív a nové protizápalové lieky a iné lieky.

UČ SA VIAC

Sprievodca WIRED pre krištáľ

Je tu len jeden problém. Predtým, ako vám tieto spoločnosti môžu predávať niektorý z týchto biologicky vyrobených produktov, musia testovať desiatky, ak nie stovky verzií mikróbov, aby sa ubezpečili, že stávkujú na víťaznom koňovi. Výbuch v inžinierstve priemyselných organizmov prekonáva fermentačnú infraštruktúru potrebnú na vykonanie týchto testov. Existuje príliš veľa chýb a nie je dostatok džbánov.

To je miesto, kde Kultúra prichádza. Patrick začal spoločnosť s kolegami Google X alum Matt Ball. Pár robotických inžinierov sa stretol na univerzite na univerzite Duke a potom neskôr skončil spoluprácou v Alfabetovom obchodnom dome, prototypovaní drôty pre projekt WING. Prvý bioreaktor, ktorý kedy bol postavený Patrick, bol v skutočnosti umelecký projekt: zelená, žiarivá valená varná rada, ktorá bola geneticky skonštruovaná tak, aby vypudila bežné lieky. "Farma" bol len prototyp, vyhlásenie o tom, ako ľahké by mohlo byť vytvorenie domáceho systému na kvasenie vlastných liekov, ktoré vytvoril Patrick pri umení v Autodesku v roku 2015. Nie krátko potom, on a Ball začala brainstorming spoločnosť, ktorá by mohla robiť na požiadanie kvasenie pre nadchádzajúcu vlnu začínajúcich syntetických biológov. (Medzi zátokami v oblasti zálivu Patrick strávil čas v MIT Media Lab a dostal sa vystavený niektorým starým otecom v teréne.)

Spoločnosti môžu skontrolovať svoje experimenty prezeraním živého dátového prúdu z každej rady bioreaktorov senzorov a sond.

Kultúra

Veľmi čoskoro sa tomuto páru ponúklo financovanie zo spoločnosti Verily – predtým spoločnosť Google Life Sciences – a priestor v budove v jeho sídle, aby začal budovať nový druh bioreaktora. Dnes ich zdieľajú s inými Verily investíciami, ako je kvapalná biopsia Freenome, ale keď začali začiatkom roka 2017, jediní iní zamestnanci tam boli stavební robotníci v tvrdých klobúkoch. V prvom roku mali štyri pracovné systémy. Teraz majú až 54 rokov a majú plánovať trojnásobnú kapacitu do konca roka 2019.

"Je to veľká kapitálová investícia na vybudovanie vlastných nádrží a prenájom ľudí na ich prevádzku," hovorí Nick Ouzounov, spoluzakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Geltor, spoločnosť, ktorá zamestnáva kvasinky na výrobu kolagénu bez živočíšneho pôvodu pre kozmetický priemysel a Prvý klient kultúry. V prípade spoločností ako Geltor sa v posledných rokoch zhoršilo využívanie tankových priestorov s konvenčnými poskytovateľmi fermentácie, pretože tempo genetického inžinierstva sa zrýchlilo. "Sú rezervované mesiace vopred. Infraštruktúra práve nedodržuje dopyt. "

Preto sa Ouzounov obrátil na Kultúru, keď jeho spoločnosť vyvíjala svoj prvý produkt. Okrem Geltoru sa v Kultúre pripravujú šarže mikróbov pre rozmanitý súbor začínajúcich syntetických biológov vrátane Pivot Bio (hnojivá), Modern Meadow (materiály) a Synlogic (lieky). Tieto spoločnosti môžu skontrolovať svoje experimenty naladením na živý dátový tok z každej rady bioreaktorov senzorov a sond. Môžu vidieť, ako dobre produkujú jednotlivé produkty klinické kmene – drogy v jednom rade, rastlinné probiotikum v ďalšom. Ľudský robotník zriadi každú stanicu, ale reaktory sa sami prevádzkujú s autonómnymi chladiacimi systémami, ktoré udržujú každú banku pri optimálnej teplote, dokonca aj keď robustné mikróby zahrievajú.

Každý pracovník zriadi každú stanicu, ale potom bioreaktory bežia.

Kultúra

"Zvyčajný hardvér dostupný pre všetky tieto spoločnosti je naozaj namáhavý a pomalý na používanie," hovorí Patrick. Dilema ho najviac zasiahla, keď prechádzal veľkou spoločnosťou syntetickej biológie, ktorá mala okolo 70 vlastných bioreaktorov. Patrick komentoval, koľko to bolo – čo viac alebo jedno z nich by mohlo byť pre väčšinu začínajúcich podnikateľov ťažké. Jeho sprievodca sa zasmial a povedal mu, že urobia 100 krát viac experimentov, ak by mohli. "To bol pre mňa žiarovka," hovorí Patrick.

Nie je to úplne sám. Spoločnosti ako Ginkgo Bioworks, v Bostone, sa tiež obrátili na automatizáciu, aby vyriešili posun úzkeho miesta syntetickej biológie. Ale Ginkgo je skôr plnohodnotným dizajnom obchodného organizmu. Ak všetko, čo potrebujete, je niekoľko dní na fermentéri, sú tu aj bežnejší dodávatelia – ale majú tendenciu prevádzkovať väčšie tanky, než to, čo väčšina začínajúcich podnikov potrebuje. Zatiaľ sa zdá, že kultúra je v tejto presnej výklenku jedinečná. Ale vzhľadom na to, ako rýchlo sa biologická výroba pohybuje, nečakajte, že zostane dlho osamelá.


Ďalšie skvelé príbehy WIRED