Software ontwerpt nu nuttige microben die nog niet in de natuur voorkomen

20n, een startup in biotechnologie, heeft software ontwikkeld waarmee genetisch gemanipuleerde microben kunnen worden ontworpen. Die microben kunnen worden gebruikt om chemicaliën te produceren die nu nog met gecompliceerde chemische processen worden gemaakt.

Het bedrijf, dat sinds afgelopen februari bestaat, presenteerde de software afgelopen woensdag. J. Christopher Anderson, professor aan UC Berkely, en post-doc Saurabh Srivastava zijn de oprichters van het bedrijf dat is gefinancierd met meerdere opdrachten vanuit DARPA. De software is in staat te simuleren hoe een cel gaat reageren zodra er vreemd DNA aan wordt toegevoegd.

"Er zijn een hoop DNA-fragmenten binnen alle soorten van de wereld en we hebben nog nooit de mogelijkheid gehad om op een effectieve manier te voorspellen wat er gebeurt als je die samenvoegt," vertelt Srivastava ons per email. "De moleculen die de softwarematig ontworpen microben kunnen produceren, hoeven zelfs niet nu al in de natuur voor te komen."

Het doel van 20n is om microben te kunnen ontwerpen die bepaalde chemische stoffen produceren. Zoals gist nu alcohol produceert, denkt het bedrijf in de toekomst veel andere chemische stoffen met microben te kunnen produceren. Het eerste succes van het bedrijf is een bacterie die zodanig is gemanipuleerd dat het paracetamol produceert.

"Onze software voorspelde dat als we één specifiek gen, uit de champignon, aan E. coli zouden toevoegen, dat de bacterie dan paracetamol zou gaan produceren,' aldus Srivastava. "Toen we het probeerden, bleek het te werken."

Srivastava en Anderson begonnen in 2011 met de ontwikkeling van de software. Op dat moment had Anderson al 17 jaar met microben gewerkt. Srivastava heeft een PhD in informatica.

"Omdat we zulke verschillende achtergronden hebben, hadden we een heel jaar nodig om een vocabulaire te ontwikkelen waarmee we elkaar begrijpen," zegt Srivastava.

Volgens Srivaristava is 20n uniek in dat ze een puur softwarematige benadering hebben. De experimenten van 20n zijn volledig geautomatiseerd en worden bij de opdrachtgever uitgevoerd. Sommige experimenten vinden ook plaats in laboratoria die alleen in the cloud bestaan.

"Onze voornaamste expertise zit in het ontwerpen van DNA. Andere bedrijven maken vervolgens dat DNA, stoppen het in microben, laten ze groeien en gaan dan kijken welke chemicaliën ze gaan produceren," zegt hij.

20n werkt met verschillende partijen samen om de technologie snel naar de markt te brengen. Volgens Srivastava zal binnenkort een breed spectrum aan organische verbindingen, zoals medicijnen, materialen, smaken en geuren, door microben geproduceerd kunnen worden.