Et nyt laboratorium brygger mikrober for at skabe makeup og medicin


På den tredje gulv i en rygbygning på Verily's South San Francisco campus, udsender ti hvide maskiner en lavt humør. Både hver og en sidder en plastikbeholder så fastgjort med rør og sensorer, at det ligner et protein shake på livsstøtten. Indvendigt bobler beigefarvet bouillon væk, mens små højopløsningskameraer fanger den skummede optagelse og strømmer den til skyen. Når gæren inden i afslutter en fire-dages løb, ruller teknikere bordene, der bærer rækken af ​​bioreaktorer, ind i et forseglet renrum, fjerner en prøve fra hver enkelt og tester den for at se hvilken blanding der hjalp disse mikrober, der gør deres arbejde bedst.

"Det er sådan, at gå tilbage til en smule popkultur fra 90'erne, analog med at holde Tamagotchi," siger Will Patrick, den bevidste medstifter og direktør for kulturbiovidenskab. "Hvad er alle de ting, du kan gøre for at holde skabningen glad og sund? Vi tester bare det på en massiv parallel skala. "

Kulturbiovidenskab hjælper syntetisk biologi startups test dusinvis, hvis ikke hundredvis af versioner af mikrober.

Kultur

Kulturbiovidenskab kan bedst beskrives som et virtuelt fermenteringslaboratorium, hvor virksomheder kan sende blæstfrosne hætteglas af gær og bakterier til opdræt og testning. 12-personers opstart blev lanceret i dag med $ 5,5 millioner i finansiering og planer om at løse flaskehalsen, der holder tilbage en syntetisk biologi boom.

I århundreder har mennesker spærret mikrober i kar og sat dem i arbejde. I første omgang var det for det meste med det formål at få tipsy eller holde mælk fra at gå dårligt. Men som forskere fik genetisk-tinkering værktøjer, de lærte gær og bakterier hvordan man belch ud mere end blot øl og yoghurt. Fermenterede biobrændstoffer, fødevarearomaer og insulin begyndte at ramme markedet. I dag, med ankomsten af ​​præcise genredigerende teknologier som Crispr og kraftfulde computeralgoritmer, kan du, hvis du tænker på et produkt, designe en mikrobe for at gøre det til dig. Virksomheder begynder at brygge alt fra veganske kød, æg og læder til fossile brændstoffrie gødninger og nye anti-venom og andre lægemidler.

LÆR MERE

Den WIRED Guide til Crispr

Der er kun et problem. Før sådanne selskaber kan sælge dig et af disse biologisk fremstillede wunderproducts, skal de teste dusinvis, hvis ikke hundredvis af versioner af mikrober for at sikre, at de satser på en vindende arbejdshest. Og eksplosionen i industriel organismerteknik går ud over den fermenteringsinfrastruktur, der kræves for at køre disse tests. Der er for mange fejl og ikke nok kander.

Det er her, Kultur kommer ind. Patrick startede virksomheden med kollega Google X alum Matt Ball. Paret af robotik ingeniører mødtes på college ved Duke University, og derefter afsluttede arbejder sammen i Alphabet's moonshot butik, prototyping droner for projektet WING. Den første bioreaktor, Patrick, der nogensinde blev bygget, var faktisk et kunstprojekt: En grøn, glødende cylinderbrugeralger, der er genetisk manipuleret til at udligne almindelige lægemidler. "Farma" var bare en prototype, en erklæring om, hvor nemt det kunne være at opbygge et hjemme-system til gæring af dine egne stoffer, som Patrick skabte som en kunstner i bopæl hos Autodesk i 2015. Ikke længe efter, han og Ball begyndte brainstorming et firma, der kunne gøre on-demand fermentering til den kommende bølge af syntetiske biologi startups. (Mellem Bay Area stints Patrick tilbragte tid på MIT's Media Lab, blive udsat for nogle af bedstefædre i marken.)

Virksomheder kan tjekke deres eksperimenter ved at se et live datastream fra hver bioreaktors array af sensorer og prober.

Kultur

Præcis blev parret tilbudt finansiering af Verily-tidligere Google Life Sciences-og rum i en bygning i hovedkvarteret for at begynde at opbygge en ny bioreaktor. I dag deler de det med andre Verily investeringer, som flydende biopsi opstart Freenome, men da de startede i begyndelsen af ​​2017 var de eneste andre medarbejdere der byggearbejdere i hårde hatte. Inden for det første år havde de fire arbejdssystemer. Nu er de op til 54, med planer om tredobbelt kapacitet inden udgangen af ​​2019.

"Det er en stor kapitalinvestering at opbygge egne tanke og udnytte folk til at køre dem", siger Nick Ouzounov, medstifter og CTO of Geltor, et firma, der anvender gær til fremstilling af animalsk kollagen til skønhedsindustrien og Kulturens første klient. For virksomheder som Geltor er det blevet hårdere i de sidste par år at udtjene tankerum med konventionelle fermenteringsleverandører, da genetisk udvikling har accelereret. "De er reserveret i måneder i forvejen nu. Infrastruktur holder bare ikke op med efterspørgslen. "

Derfor vendte Ouzounov til Kultur, da hans firma udviklede sit første produkt. Udover Geltor brygger Brewing mikrober til et mangfoldigt sæt syntetiske biologistarter, herunder Pivot Bio (gødning), Modern Meadow (Materials) og Synlogic (Medicines). Disse virksomheder kan tjekke ind på deres eksperimenter ved at tune ind i et levende datastrøm fra hver bioreaktors array af sensorer og prober. De kan se, hvor godt forskellige konstruerede stammer producerer hvert produkt – et lægemiddel i en række, et plant probiotisk i det næste. En menneskelig medarbejder opretter hver station, men så reagerer reaktorerne med autonome kølesystemer, der holder hver kolbe til en optimal temperatur, selvom de hårdtarbejdende mikrober opvarmer tingene.

En menneskearbejder opretter hver station, men så kører bioreaktorerne sig selv.

Kultur

"Den gamle hardware til rådighed for alle disse virksomheder er meget vanskelig og langsom at bruge," siger Patrick. Dilemmet ramte ham hårdest, mens han turede et stort syntetisk biologibedrift, der havde omkring 70 egne bioreaktorer. Patrick kommenterede, hvor mange der var – at give mere end en eller to kunne være vanskelige for de fleste startups. Hans tour guide lo og fortalte ham, at de ville gøre 100 gange flere eksperimenter, hvis de kunne. "Det var lyskildens øjeblik for mig," siger Patrick.

Han er ikke helt alene. Virksomheder som Ginkgo Bioworks, i Boston, har også vendt sig til automatisering for at løse syntetisk biologys skiftende flaskehals. Men Ginkgo er mere en fuldserviceorganisationsdesignbutik. Hvis alt du har brug for er et par dage på en fermenter, er der også mere konventionelle entreprenører – men de har tendens til at køre større tanke end hvad de fleste startups har brug for. For øjeblikket synes kultur at være den eneste i den nøjagtige niche. Men i betragtning af, hvor hurtigt biologisk fremstilling bevæger sig, må man ikke forvente, at man skal forblive ensom i lang tid.


Flere Great WIRED Stories