HN の開始: Volta Labs (YC W19) – ゲノミクスのためのより簡単なサンプル前処理

こんにちは、HN、私は Volta Labs の創設者、ウダヤン ウマパティです (https://www.voltalabs.com) は、高度なエレクトロウェッティング技術を使用して、ゲノミクス業界が直面する最も困難な課題の 1 つであるスケーラブルなサンプル前処理を解決するゲノミクス アプリケーション企業です。 当社は、ユーザーによるプログラミングや最適化を必要としないアプリがプリロードされた、ウォークアウェイ ベンチトップ サンプル前処理システムを構築しました。これにより、ラボがリソースを最大化し、サンプル スループットを拡張し、手動処理に関連するリスクを軽減できるようになります。 実験室で簡単なビデオを撮影しましたので、IRL がどのようなものかをご覧ください。 https://vimeo.com/935960826/d0efdf3f14。

サンプル前処理は、生の生体サンプルから配列可能な分子を生成するプロセスです。 このプロセスには通常、血液や細胞などのサンプルから核酸を単離し、これらの核酸を小さな断片に分割し、分子レベルでバーコードを追加することが含まれます。

シーケンス技術は一般に大幅な進歩を遂げていますが、サンプル調製は依然として大部分が手作業で行われており、依然としてボトルネックとなっています。 大小を問わず、多くの企業がソリューションの開発を試みてきましたが、うまくいきませんでした。 いくつかの理由により、これは非常に困難になります。

(1) サンプルの種類の数 – 人間の場合だけでも、サンプルの種類には血液、唾液、さまざまな組織タイプ、口腔綿棒などが含まれます。核酸を分離するための取り扱いに関しては、それぞれに独自の要件があり、各タイプの中でもは大きな違いです。 たとえば、さまざまなドナーからの血液の細胞密度は異なります。

(2) さまざまな分析やシーケンス技術にはさまざまな化学反応があり、一度に数個のサンプルを処理したり、大規模なバッチを実行したりするためのスループットの柔軟性が必要です。

品質を維持しながらさまざまな種類のサンプルや化学反応に対応できる柔軟性を備えたテクノロジーの開発は、流体力学、熱工学、分子生物学、材料科学、機械工学、電気工学、ソフトウェア工学など、多くの分野に及びます。

私はサンプル前処理を自動化する方法を開発するつもりはありませんでした。 私は MIT メディア ラボでの研究中に、エレクトロウェッティングを使用して回路基板上の色の液滴を操作することを研究していました。 私のデモの1つでは、研究室の生物学者だけでなく、バイオテクノロジー/製薬企業のスポンサーからも大きな関心が寄せられました。 私はすぐに、このテクノロジーの応用とそれがもたらす可能性のある潜在的な影響が、私が予想していたよりもはるかに大きいことに気づき始めました。 私はすぐに生物学の研究に取り掛かり、DNA 配列決定と合成生物学を含む 5 つの広範な市場に焦点を当てました。 確立された DNA シークエンシング市場において、サンプルの品質を向上させ、コストを削減し、スループットの柔軟性を生み出すソリューションを求める機会を得て、私はサンプル前処理を自動化する方法を開発することにしました。 そして今日、私たちはそれを市場に投入しています。

Callisto サンプル前処理システムは、シーケンサーに依存しないベンチトップ システムで、ボタンを押すだけですぐにサンプル前処理を行うことができます。 これにより、すべてのラボ (すでにシーケンス自動化を使用しているラボも、シーケンスを初めて使用するラボも) がリソースを解放し、熟練労働者に頼らずにスループットを最大化することができます。 プロセスをエンドツーエンドで確実に自動化することで、科学者は研究開発の他の側面に集中できます。

楽器は具体的に何をするのですか？ 電場と磁場を使用して表面上の小さな液滴を操作します。 これらの液滴には、DNA、RNA、酵素、その他の生化学が含まれている場合もあれば、血液や唾液などの生サンプルの場合もあります。これらの液滴が表面に到達すると、さまざまな方法でそれらを移動、結合、混合、分割します。 また、これらのサンプルを同じ表面上で特定の温度でインキュベートします。 また、限られた操作にはガントリーやピペッターなどの従来のロボット技術も使用しています。

当社のアプローチには、既存の技術に比べて多くの利点があります。プラスチック廃棄物や試薬の使用量が減り、顧客の総コストを削減できます。 準備されたサンプルの品質が向上します。 テクノロジーの電気的および磁気的性質を考慮すると、信頼性の高いサンプル操作が可能になります。 また、完全なウォークアウェイ オートメーションを提供し、サンプル準備にシーケンサーのプッシュ ボタン エクスペリエンスをもたらします。

私は、すべての研究室、特に低予算の研究室 (大多数) が利用できるソリューションを市場に提供できることを誇りに思っています。 現在、小規模な中核ラボは商用サービスプロバイダーと比較して低コストで競争力のあるソリューションを提供でき、大規模なラボはプロセスをスケールアップして新しいシーケンス技術を顧客が利用できるようにすることができます。 大学の個々の研究室は、コスト効率が高く、効率的で信頼性の高いシーケンスを実現するためにシーケンサーを社内に導入できるようになりました。 非常に多くのアプリケーションがあり、消費者に大きな影響を与える可能性があります。

これまでにシーケンス技術に直接触れたことのある人は 500 万人未満ですが、シーケンス技術とライフ サイエンス ツールの開発が現代の生物学の世界を推進しています。 過去 20 年間で配列決定技術よりも速い進歩を遂げた唯一の分野は、AI です。AI がその規模の大きさを比較する基準となるとすればです。

このレベルのサンプル前処理の自動化は、ゲノミクスにとっても世界にとっても初めてのことです。 皆様のコメント、質問、考え、アイデアをお待ちしております。このテクノロジーの可能性を最大限に引き出し、科学と社会に目に見える影響を与えるために、皆様の洞察や経験を共有してください。 じゃ、行け！