Наука о микробиомной аналитике:ДНК-детективы занимаются цепочкой поставок

Криминалистические методы, которые детективы давно применяют для раскрытия преступлений, теперь можно использовать для определения происхождения промышленных товаров в цепочке поставок.

Phylagen - это аналитическая компания из Сан-Франциско, которая разработала платформу для отслеживания товаров и материалов до фермы, склада или фабрики. Инструмент использует микробиомы, уникальные типы естественных микробов, встречающихся во всем мире. Генетическая информация, закодированная в этих микробах, создает эквивалент биологического отпечатка пальца.

Технология может применяться к широкому спектру продуктов, включая продукты питания, текстиль и, что, возможно, наиболее важно, контрафактные товары. Сегодня специалисты по данным могут исследовать, скажем, пыль на спортивной обуви и с уверенностью определить фабрику, на которой она была произведена. Соучредитель и главный исполнительный директор Phylagen Джессика Грин говорит:«Микробиом окружающей среды - это крупнейший неизученный набор данных на планете».

До основания Phylagen Грин была профессором Орегонского университета, где занималась исследованиями генетического картирования и науки о микробиоме. Объединив эти две дисциплины, ее лаборатория исследовала, как различные виды микроорганизмов, включая бактерии, грибы и вирусы, меняются от места к месту.

Другие исследователи работали над аналогичной платформой, основанной на изучении пыльцы. Но Грин и ее команда смогли секвенировать не только ген пыльцы, но и другие организмы, которые его покрывают.

В результате получился инструмент, который можно использовать для различных целей, включая отслеживание происхождения зараженных продуктов питания до фермы или перерабатывающего завода, обеспечение производства материалов на авторизованных заводах, предотвращение подделок и даже борьбу с терроризмом. P>

Ученые завершили картирование генома человека в 2003 году. Однако только недавно стоимость секвенирования ДНК упала до того уровня, который стал экономически целесообразным для повседневного использования производителями и глобальными цепочками поставок. По словам Грин, цена на технологию продолжает падать практически неделя за неделей.

Стоимость оборудования также падает, поскольку улучшается простота использования. Когда Грин основал Phylagen в 2014 году, портативных секвенсоров не было на рынке. С тех пор оборудование резко уменьшилось в размерах. В то же время достижения в области искусственного интеллекта и машинного обучения сделали эти устройства умнее и эффективнее.

Phylagen создает микробную карту, отображающую всю генетическую информацию, которая закодирована в разных местах по всему миру. Например, воздух на конкретном заводе будет содержать невидимые частицы пыли с уникальным профилем. Преобразуя генетический материал в данные последовательности - по сути, последовательность букв, составляющих генетический код всех живых существ, - Phylagen генерирует естественный штрих-код для каждого местоположения.

Генетический материал остается с произведенным продуктом, даже когда он поступает в распределительный центр и помещается в упаковку. Для сельскохозяйственных продуктов, подвергающихся ферментации, компания применяет другой набор алгоритмов, полученных на основе машинного обучения. Продовольственный продукт можно проследить до самой фермы - даже конкретной ее части - путем изучения уникального генетического материала, находящегося в почве.

Грин также предполагает использование аналитики микробиома для подтверждения присутствия конфликтных минералов - например, добываемых в некоторых частях Демократической Республики Конго - в промышленных продуктах. Подобные расследования могут выявить использование пальмового масла, полученного в результате неустойчивых производств и сайтов, на которых нарушаются права человека.

Грин считает, что использование аналитики микробиома могло бы предотвратить прошлые трагедии, такие как обрушение в 2013 году производственного комплекса Rana Plaza в Бангладеш, в результате которого 1134 рабочих погибли и около 2500 получили ранения. Предприятие работало в качестве неавторизованного и скрытого подрядчика для ряда крупных брендов одежды.

Phylagen все еще находится на ранней стадии развития. В феврале он объявил о выделении 14 млн долларов в рамках серии А, возглавляемой несколькими поставщиками венчурного капитала. Деньги будут потрачены на расширение сервисов компании и базы данных микробиома, говорит Грин.

Компания Phylagen отказалась раскрыть информацию о своих нынешних клиентах, но говорит, что в их число входят «крупные североамериканские бренды и розничные продавцы, которые в настоящее время развертывают решения компании на производственных площадках по всему миру».

В нынешнем виде технология применяется к розничной торговле и предметам одежды. Грин видит «потрясающую возможность» для партнерства с брендами, инвестирующими в другие рынки, включая продукты питания и сельское хозяйство. На данный момент, однако, Phylagen намеревается расширить свое присутствие на рынке потребительских товаров.

Грин видит дополнительную ценность в возможной способности технологии помочь фермерам понять, какие типы микробов влияют на их продукцию. По ее словам, эту информацию можно использовать для повышения качества и безопасности.

По словам Грин, Phylagen «уверенно движется вперед» к созданию карты микробиома мира. По мере расширения базы данных она ожидает, что технология найдет дополнительные приложения для прогнозного анализа рисков.

«Я не могу придумать платформу, где это не актуально», - говорит она.