Pionieri i dizajnit të proteinave David Baker thotë pse ndarja e kodit është çelësi për ndërtimin e startupeve bioteknike

Instituti për Dizajnimin e Proteinave në Universitetin e Uashingtonit është një fabrikë fillestare duke krijuar kompani që zhvillojnë terapi të reja të bazuara në proteina, enzima industriale, materiale, biosensorë dhe më shumë.

Një çelës për suksesin sipërmarrës të institutit është një mentalitet i kërkimit dhe bashkëpunimit të hapur – dhe një theks në vënien në dispozicion të kodit për mjetet e tij të projektimit të proteinave.

“Unë me të vërtetë besova që në fillim se ne duhet të ndajmë gjithçka që bëmë,” tha drejtori i IPD dhe profesori i UW David Baker , duke folur në një ngjarje në kampus në Seattle javën e kaluar.

Më shumë se dy dekada më parë, Baker dhe kolegët e tij zhvilluan një mjet të hershëm të projektimit të proteinave dhe e bënë të disponueshëm kodin përmes një konsorciumi të quajtur Rosetta Commons . Klientët komercialë paguajnë një tarifë licencimi, ndërsa akademikët aksesojnë kodin Rosetta falas — dhe e ndërtojnë dhe përmirësojnë atë. Më shumë se 70 organizata akademike dhe të industrisë kontribuojnë në Rosetta Commons.

“Ai kod me të vërtetë u përhap në mbarë botën. Dhe në thelb ishte ajo që përdorën të gjithë, “tha Baker.

Grupe të tjera akademike ndërtuan mjete të ngjashme të projektimit të proteinave, por ishin më të fshehtë sepse donin të hapnin kompani, tha Baker. Në fund, softueri i tyre nuk fitoi tërheqje sepse nuk përfitoi nga niveli i lartë i bashkëpunimit që bëri Rosetta, tha ai. Hapja e IPD-së çoi në softuer më të mirë, tha ai, dhe vendosi skenën për spinouts të mëvonshëm.

IPD e mbajti fokusin e saj në aksesueshmërinë me ardhjen e inteligjencës artificiale. Një mjet i të mësuarit të thellë nga DeepMind i Google për të parashikuar se si palosen proteinat në terren në vitin 2020, i ndjekur nga një mjet i ngjashëm nga IPD. Të dy fituan çmimin “Përparimi i Vitit 2021” nga revista Science.

Që atëherë, IPD ka lëshuar modele të reja të të mësuarit të thellë që shkojnë më tej dhe dizajnojnë proteina të reja nga e para. “Ata janë pothuajse standardi i industrisë,” tha Baker për mjetet e reja me burim të hapur.

“Kompanitë e teknologjisë janë vërtet të mira në atë që bëjnë. Por duke qenë në një mjedis të mbyllur, është e vështirë të inovosh gjerësisht,” shtoi ai. “Në hapësirën tonë, vënia në dispozicion e kodit lirisht ka qenë padyshim gjëja më e mirë që mund të imagjinoja.”

Fusha në përgjithësi do të lëvizte edhe më shpejt nëse grupet e mëdha të të dhënave të pronarit në kompanitë farmaceutike do të mund të aksesoheshin për të trajnuar modele të të mësuarit të thellë, tha Baker.

Baker gjithashtu i jep kredi IPD-së për risitë laboratorike që u kanë mundësuar studiuesve të testojnë në mënyrë efikase modelet e tyre të proteinave dhe t’i ushqejnë të dhënat përsëri në modelet e tyre për t’i përmirësuar ato.

IPD ka krijuar nëntë kompani, të gjitha me bazë në Seattle. Në vitin 2020, Takeda bleu IPD spinout PvP Biologics për 330 milionë dollarë dhe në shkurt AstraZeneca përfundoi blerjen e saj prej 1.1 miliardë dollarësh të IPD spinout Icosavax, e cila zhvillon vaksina.

Vite më parë, kapitalistët e sipërmarrjes do të këmbëngulnin që Baker të hapte kompani vetëm në Boston. Por i diplomuari i shkollës së mesme Garfield të Seattle i qëndroi besnik qytetit të tij të lindjes, në të cilin u kthye pasi përfundoi punën e doktoraturës dhe postdoktoraturës në Zonën e Gjirit.

“Nëse doni të punësoni njerëz që dinë të bëjnë dizajn proteinash, Seattle është padyshim vendi më i mirë,” tha Baker. “Unë mendoj se ju mund të krijoni një ekosistem vetëm me aktivitet të qëndrueshëm.”

Baker, i cili kaloi në shkencë pasi studioi për herë të parë studimet sociale në kolegj, nuk e filloi me qëllimin për t’u bërë një sipërmarrës. “Asnjëherë nuk e dini se ku do t’ju çojë jeta,” tha ai. Baker i këshillon studentët e tij që të mos planifikojnë shumë përpara: “Të jesh një sipërmarrës dhe të hapësh kompani u rrit me të vërtetë nga puna që po bënim.”

Intervista u organizua në zyrat e krahut të komercializimit të UW CoMotion dhe u krye nga Jenny Cronin , një drejtoreshë në Inkubatorin AI2 në Seattle. Lexoni më shumë nga komentet e Baker më poshtë. Pyetjet dhe përgjigjet janë redaktuar për shkurtësi dhe qartësi.

Si i përdor laboratori juaj metoda të reja të AI, të tilla si modelet e difuzionit që janë pas gjeneratorëve të imazhit si DALL-E? Mjeti i të mësuarit të thellë IPD RFdiffusion është një shembull.

Ne jemi thjesht tepër të hapur, kështu që kemi vizitorë që vijnë gjatë gjithë kohës. Nëse ata janë një kapitalist sipërmarrës ose dikush nga një kompani farmaceutike, ose një student vizitor, ata mund të shohin gjithçka që ne po bëjmë gjatë gjithë kohës. Kemi shumë njerëz që duan të bashkëpunojnë dhe vizitojnë, dhe ata shpesh sjellin ide. Në rastin e RFdiffusion, ishte një student shumë i talentuar vizitor, dhe ai filloi të luante me modelet e difuzionit.

Unë mendoj se bashkëpunimi është absolutisht thelbësor për shkencën. I inkurajoj studentët e mi që thjesht t’u dërgojnë email njerëzve. Nëse ata janë duke punuar për një problem, unë them të kuptoj se cilët janë tre njerëzit më të mirë në botë dhe t’i dërgoj email. Ndonjëherë ju nuk do të merrni një përgjigje, por herë të tjera do të merrni, dhe kjo mund të fillojë një lidhje që mund të transformojë vërtet kërkimin tuaj.

Antitrupat janë me të vërtetë molekulat kryesore për terapinë e proteinave në industrinë farmaceutike. Mendoj se do të shohim një tranzicion nga terapia proteinike që merret me një lloj magjie të zezë – si imunizimi i një kafshe dhe lënia e sistemit imunitar natyror të gjejë një zgjidhje – në të vërtetë të dizajnuar në mënyrë racionale. Metodat racionale, si metodat e të mësuarit të thellë, në afat të gjatë duhet të jenë në gjendje të krijojnë antitrupa që jo vetëm që lidhin objektivin ashtu siç dëshironi, por edhe ato që do të jenë të zhvilluara dhe të sigurta dhe gjithçka tjetër.

Dhe më pas duke shkuar përtej antitrupave, ajo që do të dëshironit vërtet janë terapi më të zgjuara që mund të bëjnë llogaritjet në trup dhe të jenë të përgjegjshme dhe të veprojnë vetëm në vendin e duhur, dhe jo të tjerët. Dhe unë mendoj se kjo do të bëhet gjithnjë e më e mundur pasi metodat e projektimit të proteinave bëhen më të fuqishme.

Nëse shikoni në biologji, proteinat kapin energji nga dielli dhe e përdorin atë për të bërë molekula – fotosinteza është me të vërtetë një proces magjepsës. Ne jemi duke punuar në, në thelb, sisteme fotosintetike artificiale që do të kapin dritën dhe energjinë diellore dhe do ta përdorin atë për të bërë gjëra.

Një tjetër gjë që proteinat e bëjnë në mënyrë shumë efektive është mineralizimi, si në kocka, dhëmbë dhe guaska. Kjo është një zonë shumë emocionuese si për fiksimin e karbonit ashtu edhe për prodhimin e llojeve të reja të materialeve. Ne gjithashtu po e mbushim botën me plastikë, kështu që ne mund të zhvillojmë katalizatorë që mund t’i shpërbëjnë ato.

Për diagnostifikim, një fushë për të cilën jemi shumë të ngazëllyer është aftësia për të projektuar nanopore që kanë madhësi dhe brendësi plotësisht të kontrollueshme. Aplikimet e tyre janë të mëdha, të tilla si për renditjen e ADN-së ose proteinave.

IPD ka një program hetues përkthimi ku ju qëndroni për një ose dy vjet pasi të keni mbaruar doktoraturën dhe zhvilloni atë që keni krijuar dhe e bëni atë më të mirë. Njerëzit që kanë qenë të suksesshëm në fillimin e kompanive do të kthehen gjithashtu në IPD. Ne kemi orë të lumtura, dhe ata japin këshilla e kështu me radhë. Gjithashtu sigurohem që njerëzit të flasin gjithmonë me njëri-tjetrin dhe i inkurajoj njerëzit të formojnë ekipe nëse janë të interesuar të hapin një kompani – duke mos pasur këtë imazh që duhet ta bëni vetë.

Gjëja kryesore është që duhet të ketë një problem vërtet të rëndësishëm të pazgjidhur që duhet të zgjidhet në dy vitet e ardhshme. Megjithatë, ky është një art i vërtetë për të gjetur ato probleme. Dhe nuk mund të zgjidhni diçka që është shumë e lehtë – duhet ta shtyni vërtet zarfin. Dhe nëse zgjidhni një problem që është shumë i vështirë, atëherë as nuk do të arrini askund. Por nëse zgjidhni problemet e duhura, ku është koha për t’i zgjidhur ato, një pjesë çuditërisht e madhe do të ketë njëfarë potenciali tregtar – ndoshta në një mënyrë që nuk e keni parashikuar. Dhe kjo sigurisht ndodhi me shumë gjëra që kemi bërë.