Chaque année, C&EN sélectionne les startups les plus intéressantes selon les auteurs et éditeurs du magazine. Le choix a été fait, entre autres, parmi les entreprises du domaine de l'intelligence artificielle, de l'analyse et de la visualisation en relation avec les domaines biomédical et chimique.
Les développements de ces sociétés nous permettront d'examiner plus en détail les changements dans la forme des protéines, d'identifier les molécules, de trouver de nouveaux médicaments et matériaux à travers des expériences, y compris celles développées à l'aide d'algorithmes d'apprentissage automatique.
Ciblage d'ARN avec des composés de faible poids moléculaireLancé: 2015
Direction: Développement de médicaments
Technologie: composés de liaison à l'ARN de faible poids moléculaire
Fondateur: Russell Petter
Financement: 38 millions de dollars d'investisseurs, dont Canaan Partners, Advent Life Sciences, Pfizer et Celgene
L'ARN est un objet assez complexe pour le développement de structures moléculaires capables de s'y lier sélectivement. De nombreuses entreprises ont tenté de lier des ARN ciblés, par exemple, en utilisant des techniques d'interférence ARN dans lesquelles la séquence d'ARN se lie à une séquence complémentaire. Malheureusement, les tentatives pour faire fonctionner cette technologie de manière prévisible dans le corps humain ont jusqu'à présent échoué, à l'exception des récents succès dans le traitement des maladies du foie. Les molécules médicamenteuses ciblent souvent les protéines, mais à Arrakis, elles créent des structures qui ciblent l'ARN. Ces molécules qui peuvent se lier à l'ARNm - le précurseur génétique des protéines - peuvent empêcher la formation de protéines spécifiques des causes de la maladie.
Si de petites molécules peuvent reconnaître avec précision un ARN spécifique, cela ouvrira un tout nouveau niveau pour le développement de médicaments. Le problème est que sur plus de 20 000 protéines humaines, seulement 15% environ sont théoriquement disponibles pour les petites molécules. Étant donné que l'ARN matriciel (ARNm) est un médiateur chimique entre le scénario ADN d'une cellule et les acteurs protéiques, un médicament se liant à l'ARNm peut arrêter la production de protéines, y compris celles qui ne peuvent pas être obtenues par des méthodes conventionnelles.
L'ADN est transcrit en ARNm - le médicament se lie et stabilise sélectivement l'ARNm lié à l'ARNm ne peut pas être impliqué dans la synthèse des protéines.
Protection des plantes avec des molécules contenant du bore à changement de formeLancé: 2015
Direction: Lutte antiparasitaire en agriculture
Technologie: Molécules de bore personnalisables
Fondateurs: Stephen J. Benkovic, Gerald Fink, C. Tony Liu, Paul Schimmel et Lucy Shapiro
Financement: 10 millions de dollars de la Fondation Bill & Melinda Gates, Arch Venture Partners, Flagship Pioneering, Bayer et Syngenta Ventures
Selon l'ONU, les maladies des plantes et les parasites détruisent chaque année 20 à 40% des récoltes mondiales. Le commerce dans un monde globalisé a permis aux agriculteurs d'élargir les marchés, mais aussi à la propagation de maladies graves, comme le
fusarium , qui menace la production de bananes.
Malgré le fait que les grandes entreprises agricoles introduisent de nouveaux pesticides chaque année, il est impossible de développer un pesticide universel. Pour deux des fongicides les plus vendus qui ont été commercialisés au début des années 60, de nombreux organismes ont déjà développé une résistance.
Liu et ses collègues de Boragen ont créé une bibliothèque de composés du bore pour tuer les ravageurs des plantes, qui ont une chose en commun: une structure à base de bore.
Les fongicides classiques sont basés sur la chimie du carbone, de l'azote, du soufre ou des métaux. L'utilisation de composés contenant du bore est une nouvelle approche, qui suggère la possibilité de rechercher des mécanismes d'action jusque-là inconnus. Cette fonctionnalité a donné à Boragen une place dans le nouveau Research Triangle Park, NC, basé sur AgTech Accelerator. Plus tôt cette année, la société s'est retirée d'AgTech avec 10 millions d'investisseurs accélérateurs, dont la Fondation Bill et Melinda Gates, Bayer et Syngenta.
Les fongicides benzoxoborone peuvent être mélangés avec des fongicides traditionnels. Deux mécanismes d'action différents sont utilisés pour prévenir la résistance aux fongicides. L'efficacité d'une molécule contenant du bore peut être réajustée en utilisant l'une des deux formes spatiales.
Utiliser l'intelligence artificielle dans un laboratoire de matériauxLancé: 2013
Direction: R&D matériaux
Technologie: Intelligence artificielle
Fondateurs: Bryce Meredig, Kyle Michel et Greg Mulholland
Financement: 7,6 millions de dollars d'investisseurs, dont Innovation Endeavors, Prelude Ventures et Data Collective
La société a été organisée sur la base d'un groupe de recherche de l'Université de Californie à Santa Barbara, qui a collecté une base de données de matériaux thermoélectriques.
En septembre, Citrine a annoncé le succès des chercheurs de l'UCSB et de General Motors qui ont utilisé leur logiciel pour résoudre des problèmes de longue date qui entravent l'utilisation d'alliages d'aluminium dans l'impression 3D.
En utilisant les principes de l'IA et de l'apprentissage automatique dans les logiciels cloud, Citrine accélère et fait progresser la recherche de matériaux grâce à une modélisation basée sur des données propriétaires et accessibles au public.
Une nouvelle approche de la conception du biotraitementLancé: 2014
Direction: Biotraitement
Technologie: Microorganismes modifiés
Fondateurs: Nina Lin et Jeremy Minty
Financement ou partenaires connus: subventions d'une agence gouvernementale américaine totalisant plus d'un million de dollars, investissements providentiels et projet financé par AkzoNobel
Les approches de biotraitement traditionnelles impliquent généralement plusieurs étapes séquentielles. En revanche, Ecovia propose un processus plus efficace, utilisant simultanément différents micro-organismes pour un traitement en une seule étape. Ecovia appelle cette approche la création d'écosystèmes microbiens synthétiques. Selon l'entreprise, le système EcoSynth Ecovia peut réduire le coût des produits chimiques de près de deux ordres de grandeur.
L'utilisation de familles bactériennes pour le biotraitement en une seule étape.
L'intelligence artificielle pour réduire les coûts et accélérer le développement et la recherche de médicamentsLancé: 2014
Direction: Recherche et conception de médicaments
Technologie: algorithmes d'IA pour trouver les meilleurs candidats médicaments
Fondateur: Andrew Hopkins
Financement ou partenaires connus: Evotec, GSK, Sanofi, Sumitomo Dainippon Pharma et Sunovion
Exscientia utilise des données provenant de nombreuses sources, y compris une société pharmaceutique partenaire, de la littérature scientifique et ses propres résultats de dépistage utilisant la résonance plasmonique de surface. L'algorithme traite les données, offrant des connexions prometteuses. Ensuite, les chimistes choisissent 20 composés réalistes pour la production, que la société pharmaceutique partenaire d'Exscientia synthétise et teste à l'aide de divers tests. Les résultats sont renvoyés à Exscientia, où 20 autres composés sont resélectionnés sur la base de ces résultats. Le cycle complet dure environ deux semaines (dans d'autres sociétés pharmaceutiques, le cycle peut prendre deux mois).
La recherche de médicaments chez Exscientia commence par le traitement des données existantes qui sont utilisées pour développer 20 composés du premier cycle pour la synthèse et les tests. Ensuite, les résultats du premier cycle sont traités dans le cycle suivant pour la conception, la synthèse et les tests ultérieurs.
Cristaux liquides lyotropes dans l'éclairage et les écransLancé: 2013
Direction: écrans et éclairage
Technologie: Cristaux liquides lyotropes pour polariseurs et nanosuspensions
Fondateur: Marc McConnaughey
Financement ou partenaires connus: 29,3 millions de dollars en financement par capital-risque, y compris de Tokyo Electron, JSR et Tsingda International Venture Capital
La technologie utilisée par Light Polymers a été développée pour la première fois en URSS, lorsque, dans les années 1970, des tentatives ont été faites pour créer leur propre production d'écrans. À la fin des années 1990, de nombreux scientifiques des cristaux liquides ont formé de nouvelles entreprises dans ce domaine de recherche. Evgeny Morozov et Valery Kuzmin faisaient partie de l'équipe originale travaillant sur cette technologie en Russie. Après leur premier développement dans le laboratoire d'un centre de recherche à Moscou, ils ont déménagé en Californie, puis ont rejoint Light Polymers, fondée en 2013.
Leurs matériaux sont idéaux pour suspendre des particules telles que les luminophores des LED. La suspension est utilisée pour faire un film mince qui aide à convertir la lumière bleue en blanc. Dans les LED classiques, les luminophores sont suspendus dans de l'huile de silicone. Les cristaux liquides lyotropes peuvent organiser les luminophores de manière plus compacte et précise que le silicone. En conséquence, 25% de lumière en plus, moins de pertes optiques et de chaleur. Plus important encore, vous pouvez changer le film pour émettre un spectre spécifique.
Un autre objectif pour Light Polymers est l'affichage de polariseurs. Actuellement, les films polarisants sur les écrans LCD sont faits d'alcool polyvinylique coloré, qui est coloré et étiré dans un solvant organique. Les polymères légers veulent remplacer ce processus coûteux par un procédé à base d'eau bon marché qui pourrait sérieusement changer la 10 milliardième industrie.
Les polymères légers affirment que leurs films de phosphore à cristaux liquides lyotropes convertissent la lumière bleue en blanc plus efficacement que les films de phosphore au silicone. De plus, ils sont plus minces et utilisent moins de phosphore.
Ozonolyse sûre pour l'industrieLancé: 2011
Direction: Production chimique spécialisée
Technologie: Ozonolyse fluide
Fondateurs: Paul Anastas et Patrick Foley
Financement ou partenaires bien connus: 9,6 millions de dollars en financement de série B provenant d'entreprises qui incluent BASF
L'industrie essaie d'éviter l'utilisation de l'ozonolyse en raison de la réactivité élevée de l'ozone et des difficultés de mise à l'échelle du processus.
Cependant, la réaction d'ozone à double liaison est un moyen simple et efficace de produire d'importants diacides, aldéhydes et autres produits d'oxydation.
Le processus d'ozonolyse traditionnel consiste à faire bouillir un mélange d'ozone avec de l'air à travers un grand réacteur pendant huit heures. La réaction est très exothermique et peut conduire à des sous-produits instables.
Dans un processus continu à partir de P2, le volume de réactifs ne représente qu'un millième du volume d'un réacteur traditionnel et le temps de réaction est mesuré en minutes, pas en heures.
Pour rendre l'ozonolyse sûre pour la production chimique, dans un réacteur à écoulement de P2, les réactifs sont mélangés avec de l'ozone en couche mince tout en traversant un tube de réacteur refroidi. Ce processus promet d'être plus sûr, car une très petite partie des réactifs sont mélangés au cours du processus en ligne.
L'étude du mouvement des protéines à la recherche de cibles médicamenteusesLancé: 2016
Direction:
La technologie:
Fondateurs: Matthew Jacobson, Dorothee Kern, Mark Murcko et DE Shaw Research
Financement ou partenaires réputés: 29,3 millions de dollars de Third Rock Ventures
Si nous pouvions voir le comportement réel des protéines, comme cela se produit réellement, alors nous pourrions trouver une cible pour des maladies auparavant inaccessibles. Parmi les exemples les plus célèbres de cibles imprenables se trouve l'oncogène KRas, qui est connu pour muter dans un grand nombre de maladies oncologiques.
Relay Therapeutics utilise les dernières technologies pour enregistrer le mouvement des protéines qui, espèrent-ils, leur permettront de développer une plateforme de recherche pour le traitement complet du cancer complexe.
Des technologies auparavant inaccessibles ont permis à Relay d'enregistrer le mouvement des protéines, ouvrant des points auparavant inaccessibles pour l'accostage avec des molécules de faible poids moléculaire.
Développement d'électrolytes solides pour des batteries plus sûres et de plus grande capacitéLancé: 2012
Direction: Batteries
Technologie: électrolytes solides à base de sulfure
Fondateurs: Doug Campbell, Sehee Lee et Conrad Stoldt
Financement ou partenaires réputés: 29,3 millions de dollars
Les batteries lithium-ion modernes fonctionnent généralement avec une cathode lithium-ion, une anode en graphite et un électrolyte liquide. Le problème est que les électrolytes liquides peuvent s'enflammer lorsqu'ils sont chauffés. Une solution plus sûre - qui peut également fournir une densité d'énergie plus élevée - est de passer à l'électrolyte solide.
Historiquement, le problème des électrolytes sulfurés a été la fragilité du matériau. Solid Power affirme que le traitement à basse température de leur électrolyte permet l'utilisation de liants polymères qui réduisent la fragilité. Solid Power rapporte également que les électrolytes solides de sulfure de lithium peuvent être produits à peu près au même prix que les électrolytes liquides. Lors des tests, l'électrolyte de Solid Power fonctionne de manière fiable à des températures d'environ 150 ° C - conditions dans lesquelles les électrolytes liquides peuvent s'enflammer.
Solid Power utilise des électrolytes de soufre solides, qui sont plus sûrs à des températures plus élevées que les électrolytes liquides inflammables. Contrairement aux batteries à électrolytes liquides utilisant des anodes en carbone ou en graphite, les électrolytes solides peuvent également être utilisés avec une anode au lithium, ce qui peut augmenter considérablement la densité d'énergie. La combinaison d'un électrolyte solide avec une anode au lithium peut fournir une densité de puissance de batterie Solid Power allant jusqu'à 400-500 W / kg. C'est plus du double de la densité des cellules à électrolyte liquide conventionnelles qui utilisent des anodes en graphite conventionnelles
Capteur portable à base de nanopores avec équipement de laboratoire de précisionLancé: 2011
Direction: Diagnostics
Technologie: Détection de molécules à l'aide de nanopores
Fondateurs: William Dunbar, Dan Heller et Trevor Morin
Financement ou partenaires réputés: 31,5 millions de dollars de Khosla Ventures et autres
La technologie nanopore, comme outil de recherche depuis environ 20 ans. Des sociétés comme Oxford Nanopore Technologies et Illumina utilisent des nanopores pour le séquençage de l'ADN. En revanche, la technologie Two Pore Guys n'est pas conçue pour le séquençage de l'ADN (du moins pour l'instant). Au lieu de cela, il vise à recevoir des signaux électroniques de molécules telles que des agents pathogènes ou des polluants environnementaux.
Le système de détection Two Pore Guys est basé sur une bandelette de test avec un microcanal gravé menant à une puce en nitrure de silicium avec une ouverture de 25 à 125 nm. La combinaison d'une diapositive et d'une puce coûte environ 50 cents lorsqu'elle est fabriquée en petits volumes. L'analyse se produit lorsque l'utilisateur place une bandelette de test dans le périphérique. Un échantillon placé sur une bande contenant le réactif passe à travers les canaux vers le cristal, où un courant électrique du lecteur attire les molécules à travers le nanopore. Enfin, le détecteur transmet des données brutes pour interprétation à un smartphone ou une tablette.
Avec l'aide des fonds levés, la société espère transférer le dispositif tactile portable et les bandelettes de test uniques entre les mains des développeurs dès l'année prochaine. Les développeurs utiliseront l'équipement Two Pore Guys pour créer des tests rapides et bon marché pour les virus tels que le VIH et le Zika, les agents pathogènes d'origine alimentaire et divers polluants environnementaux. Monsanto a accepté d'évaluer leur système sensoriel pour l'analyse des biomolécules dans les cultures agricoles, les ravageurs et les agents pathogènes.
Le sang, la salive ou un autre analyte est distribué sur une lame, qui est ensuite placée dans le détecteur. Les canaux microfluidiques fournissent des échantillons à la puce de nanopore de nanopore de silicium. La charge du détecteur transfère la molécule à travers la puce, enregistre le signal des molécules et l'envoie au dispositif informatique pour interprétation.
des erreursLa traduction n'est pas littérale. Le texte source est trop d'eau et d'informations qui ne m'intéressent pas . La critique est la bienvenue.
Je ne suis pas un traducteur professionnel, je vous prie donc de ne pas ignorer les erreurs et de les envoyer dans un message.
Mise à jour:
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