Biosolusi Oakstartup AG Biotech menggunakan AI generatif untuk membuat kategori baru produk perlindungan tanaman berdasarkan protein mini desainer, telah muncul dari siluman dengan pendanaan pra-benih dari investor yang tidak diungkapkan.
Perusahaan, yang didirikan tahun lalu oleh veteran industri Ag Dr. Jon Lightner dan Matt Crisp, memiliki kemitraan strategis dengan startup penemuan obat Ordaos Bio Untuk menerapkan platform AI generatif yang terakhir – yang secara utama dirancang untuk pengobatan manusia – ke pertanian.
Pendekatan ini berpotensi memberikan perubahan langkah dalam perlindungan tanaman, CRISP memberi tahu AgfunderNews.
“Kami telah mengatakan selama 20 tahun bahwa 'dalam lima tahun ke depan, biologis akan menyusul solusi berbasis kimia,' dan kami semua saling memandang sekarang dan berkata, 'Yah, kami telah mendapatkan beberapa poin pangsa pasar setelah 20 tahun dan banyak miliaran dolar investasi.'”
Dengan platform Quercus, dia mengklaim, “Saya merasa seperti kita akan mencapai lebih banyak dalam perlindungan tanaman menggunakan teknologi ini dalam dua tahun ke depan kami memiliki 20 terakhir. ”
Pada intinya, kata Lightner, “Kami berharap platform ini akhirnya dapat memberikan kemanjuran yang diasosiasikan oleh petani dan petani dengan molekul kecil (dan input tanaman kimia) ke segmen biologis.”
Protein desainer
Beberapa perusahaan di AG Biologicals sekarang gunakan protein mini, juga dikenal sebagai peptida atau mikropeptida (Rantai kecil asam amino) daripada mikroorganisme hidup untuk tujuan perlindungan tanaman, mengutip peningkatan stabilitas, presisi, dan konsistensi.
Namun sebagian besar pemain biasanya menyaring pustaka protein yang terjadi secara alami untuk mengidentifikasi mereka yang berpotensi menargetkan hama atau melakukan fungsi perlindungan tanaman lainnya, kata Lightner, yang bekerja sama dengannya Melangkah lebih awal Untuk pengujian, pembuatan data, optimasi, dan validasi.
Quercus, sebaliknya, menggunakan AI untuk merancang protein mini dari awal, katanya. “Kami melihat semua protein yang mungkin, memodelkan semua struktur yang mungkin, dan kemudian menguji dan membangun himpunan bagian dari mereka dalam proses selama beberapa hari untuk pengujian komputasi. Kami kemudian dapat memproduksinya melalui ekspresi bebas sel untuk pengujian in vitro pada hari berikutnya. ”
CEO Ordaos Bio Dave Longo menambahkan: “Banyak orang mengklaim bahwa mereka melakukan benar -benar desain protein de novo, tetapi sebagian besar perusahaan AI mengklaim ini mengambil protein yang ada dan hanya mengganti urutan yang membentuk protein untuk mendapatkan struktur yang sama.
“Misalnya, jika Anda memiliki sesuatu yang berikatan dengan HER2 (reseptor faktor pertumbuhan epidermal manusia 2, target umum untuk obat kanker payudara) mereka akan mengambil protein asli dan bertanya kepada AI, dapatkah Anda memberi kami urutan yang berbeda sehingga kami dapat mematenkannya, dengan struktur yang sama seperti protein yang ada ini?
“Sulit untuk menyebutnya desain. Apa yang kami lakukan adalah memberi sistem semua yang diperlukan untuk memahami apa yang harus dilakukan protein mini Anda seperti melintasi kutikula tanaman atau melintasi membran sel, dan kemudian merancang protein yang benar -benar dari awal. ”
'Perbandingan head-to-head dengan solusi kimia terbaik'
Menurut Crisp: “Saya benar -benar berpikir masalah yang sama bertahan bagi banyak biologis di luar sana, apakah itu peptida, RNAi, protein kecil, protein besar, atau mikroorganisme utuh. Saya pikir serangkaian tantangan yang sama terus mengganggu seluruh ruang ini. ”
Mengembangkan protein desainer dari awal dapat menyelesaikan banyak masalah ini, mengklaim Lightner.
“Kami sedang membangun tes kami di sekitar perbandingan head-to-head dengan solusi kimia terkini terbaik. Kami pikir kami akan membuat kategori perlindungan tanaman yang sama besar yang sepenuhnya didasarkan pada protein baru ini, dengan semua keunggulan regulasi dan lingkungan yang disukai dari biologis, tetapi juga kemanjuran batuan yang konsisten dari jenis yang telah dicapai orang dengan kimia di bidang pertanian. “
Merancang untuk beberapa faktor sekaligus
Biasanya, renyah tersebut, perusahaan yang mengembangkan produk perlindungan tanaman melihat masalah yang mereka coba selesaikan dengan cara linier “mulai dari mode perspektif aksi.”
Setelah itu, mereka kemudian menangani semua tantangan lain yang datang bersama dengan mengembangkan produk komersial seperti formulasi, stabilitas, kendala rantai pasokan, apakah akan bercampur dalam tangki dengan input perlindungan tanaman lainnya, dan apakah itu dapat diproduksi secara efektif melalui fermentasi presisi pada skala komersial, katanya.
Quercus dapat merancang produk yang menjadi faktor dalam semua hal ini sejak awal, katanya.
“Itulah yang membuat saya begitu jazzed. Kami dapat membangun semua persyaratan itu langsung ke layar awal kami dan kemudian memberi makan hasil tersebut kembali ke AI kami. ”
Pergi ke mana uangnya: penemuan narkoba
Untuk menempatkan Quercus dalam konteks, Crisp mengatakan, “Saya akan mengatakan AG 5-15 tahun di belakang semua pekerjaan platform yang memungkinkan teknologi yang dilakukan di arena inovasi yang paling didanai dengan baik, yaitu obat manusia.
“Kami melihat ke seberang ruang AI di bidang pertanian,” kata Lightner, “tetapi pandangan Matt adalah, jika kami benar -benar ingin melihat ujung tombak AI, kami perlu melihat sektor farmasi.”
Crisp menjelaskan: “Saya meninggalkan (raksasa benih) Benson Hill beberapa tahun yang lalu dan sejak itu saya telah melihat sejumlah inovasi dan peluang yang berbeda termasuk biologis generasi yang lebih baru. Tapi saya tidak melihat jenis gen AI yang mulai digunakan di arena terapi kanker, misalnya.
“Jadi pandangan saya adalah, pergi ke mana uang itu. Perusahaan dalam kedokteran manusia telah menerima jutaan dolar untuk mengembangkan beberapa teknologi platform paling inovatif untuk melakukan desain biologis yang dipesan lebih dahulu, termasuk untuk peptida dan protein. Jadi bisakah kita menggunakan kembali salah satu platform itu untuk pertanian?
“Jadi Jon dan saya melakukan ketekunan pada perusahaan dalam perawatan kesehatan manusia dan benar -benar terkesan dengan platform Ordaos Bio, dan segera sampai pada kesimpulan bahwa itu dapat mempercepat kuantum penciptaan nilai dalam perlindungan tanaman.”
Hal yang menarik tentang beberapa protein mini yang dipesan lebih dahulu yang dikembangkan Quercus adalah bahwa mereka bisa seefektif bahan kimia sintetis, tetapi akan diatur sebagai biopestisida dan tidak akan bertahan di lingkungan selama beberapa dekade, klaim Lightner.
“Teknologi BT (dikerahkan dalam jagung GM dan kapas misalnya) mulai gagal dan jadi kami membutuhkan inovasi dengan putus asa. Dan pelindung tanaman protein ini dapat beroperasi di bawah kerangka biopestisida dengan EPA yang biasanya satu juta dolar untuk persetujuan, dan kurang dari dua tahun. Kami dapat menciptakan solusi yang dapat kami bawa ke pasar pada jangka waktu yang sangat cepat. ”
Memproduksi protein mini dalam skala
Jadi bisakah protein mini Quercus disintesis secara kimia pada skala atau apakah mereka akan diekspresikan dalam sel mikroba melalui fermentasi presisi?
Menurut Lightner: “Banyak protein yang bekerja dengan kami dalam fase R&D kami telah membangun secara sintetis, tetapi untuk produksi skala besar kami akan melihat ekspresi protein rekombinan dalam sistem mikroba.”
Protein kemudian akan diekstraksi, katanya, tetapi ini tidak akan melibatkan langkah-langkah pemrosesan hilir yang sangat keras. “Kami percaya pada skala kami dapat bersaing head-to-head dengan kimia molekul kecil berdasarkan biaya, dengan margin yang menarik.”
'Model menjadi lebih baik dan lebih baik'
Menurut Lightner: “Apa yang kami lakukan dalam enam hingga 12 bulan ke depan berfokus pada situs aksi yang diketahui untuk masalah perlindungan tanaman tertentu. Jadi itu adalah tempat di mana kita mungkin memiliki inhibitor molekul kecil (kimia) hari ini atau kita mungkin memiliki molekul yang diturunkan secara alami seperti protein BT, dan kita tahu reseptor atau enzim yang diaktifkannya menghambat untuk mendapatkan efek perlindungan tanaman. “
Quercus tahu protein yang berinteraksi dengan reseptor dan biasanya sudah memiliki struktur kristal “karena protein tersebut telah ada selama beberapa dekade,” katanya. “Kami kemudian memprediksi struktur untuk protein (perancang) kami agar sesuai dengan situs aktif atau menghambat residu katalitik tertentu, misalnya.
“Kami melakukan itu secara komputasi terlebih dahulu dan kemudian menguji in vitro untuk interaksi yang sebenarnya. Salah satu hal unik tentang pendekatan Ordaos Bio adalah bahwa mereka telah membangun koneksi antara model prediksi komputasi dan pengujian in vitro, sehingga hasil tes menginformasikan model, dan model menjadi lebih baik dan lebih baik. “
Dia menambahkan: “Satu hal yang telah kami pelajari di seluruh model seleksi statistik dan genom selama 20 tahun terakhir dalam AG adalah bahwa model terbaik adalah model yang kami bangun hari ini dari semua data yang tersedia … dan model itu akan usang besok.”
Validasi tingkat lapangan 'hanya dalam enam bulan'
Dalam tiga hingga enam bulan ke depan, kata Crisp, Quercus bertujuan untuk mulai melakukan “Studi Tingkat Kamar Kaca dan Kamar Pertumbuhan dengan potensi untuk pindah ke validasi tingkat lapangan hanya dalam enam bulan, mengingat kecepatan platform.”
Dia menambahkan: “Kami melihat peluang besar untuk IP di ruang angkasa, jadi kami ingin membangun portofolio IP yang kuat yang didirikan pada set data unik di sekitar penerapan desain protein AI ke ruang perlindungan tanaman ini.”
Mendefinisikan protein mini
Adapun apa yang merupakan protein “mini”, tidak ada definisi yang kuat, kata Lightner.
“Yang penting adalah kita melihat protein dengan struktur tersier. Dengan kata lain, bukan hanya urutan linier asam amino yang bergoyang -goyang, tetapi protein yang cukup besar untuk memiliki atribut struktural. Saya belum melihat definisi yang keras dan cepat, tetapi kami mencari minimal 15-20 asam amino dan mungkin jauh lebih mungkin 25-50 asam amino. ”