Стартапы, которые борются с последствиями изменения климата

Colossal и возрождение мамонтов

Американский предприниматель Бен Ламм совместно с генетиком, сотрудником Гарвардской медицинской школы Джорджем Черчем создали стартап Colossal. Он работает над возрождением вымершего вида животных — шерстистых мамонтов. Это крупные травоядные млекопитающие, которые населяли северную Евразию и окончательно исчезли с лица земли около 4 тыс. лет назад. Как сообщается на сайте Colossal, популяции животных вымерли в том числе из-за изменения климатических условий и деятельности человека. Люди убивали мамонтов для употребления в пищу, использовали их бивни в качестве строительных материалов и предметов роскоши.

Основатели стартапа планируют использовать генетический материал азиатского (индийского) слона, который занесен в Красную книгу Международного союза охраны природы как вид, находящийся под угрозой исчезновения. ДНК слона совпадает с ДНК шерстистого мамонта на 99,6%. Ученые сравнят два генома, чтобы выявить участки, которые отвечают за такие характерные для мамонта особенности, как шерсть и жировая прослойка. Эти участки они встроят в слоновью клетку с помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9.

Вынашивать детеныша будет суррогатная мать — африканский слон. Этот вид, по словам авторов проекта, крупнее азиатского и сможет без труда воспроизвести на свет слоненка со схожими с мамонтом характеристиками. Еще один вариант, который рассматривают ученые, — подсадить эмбрион в искусственную утробу. Прототип искусственной матки американские исследователи создали в 2017 году для выращивания недоношенных ягнят. Если все пойдет по плану, первые детеныши слонов появятся на свет через шесть лет.

Стартап будет сотрудничать с авторами проекта «Плейстоценовый парк», который создан в 1996 году в Республике Саха (Якутия) по инициативе российского ученого Сергея Зимова. Цель проекта — создать высокопродуктивную экосистему, ландшафт которой будет напоминать мамонтовые степи, распространенные на значительной части Евразии в эпоху позднего плейстоцена (начался около 2 млн лет назад и закончился более 11 тыс. лет назад. — Прим. Plus-one.ru). Парк занимает территорию общей площадью 20 км², на которой обитают девять видов крупных травоядных животных, среди которых зубр, лось, северный олень, степной бизон, як.

В Colossal уверены, что вернувшиеся на территорию Арктики мамонты помогут восстановить ее деградирующие экосистемы и, как следствие, замедлить процесс изменения климата. Исследователь из Нортумбрийского университета (Великобритания) Пол Манн объясняет, что крупные травоядные животные, включая мамонтов, в прошлом играли важную роль в поддержании продуктивности арктических экосистем. Они выкорчевывали деревья, вытаптывали мхи и кустарники, уничтожали снежный покров. Благодаря этому почва поглощала меньше тепла и препятствовала высвобождению парниковых газов, которые способствуют повышению мировой температуры. В компании также надеются, что инструменты, которые они будут использовать для возрождения мамонтов, помогут предотвратить гибель других уязвимых видов животных.

Стартап уже привлек финансирование в размере $15 млн. Среди инвесторов — американский писатель и бизнес-тренер Тони Роббинс, а также компания Draper Associates, в чей портфель входят акции Tesla и Skype.

Однако некоторые эксперты критикуют основателей Colossal. Биолог-эволюционист, сотрудница Музея естественной истории в Лондоне Виктория Херридж считает эту идею нежизнеспособной. По ее словам, для воссоздания популяции мамонтов численностью сотни тысяч особей потребуется слишком много времени. Одно из исследований 2019 года предупреждает о том, что появившиеся в Арктике мамонты могут стать причиной таких проблем, как появление новых болезней, гибель существующих видов животных, изменение ландшафта.

Avalo и создание устойчивых сельхозкультур

Еще один стартап, который надеется минимизировать последствия изменения климата с помощью методов генной инженерии, — Avalo. Компания, чей офис находится в американском городе Дареме, была основана двумя друзьями-биологами, Бренданом Коллинзом и Мариано Альваресом. Они уверены, что такие последствия изменения климата, как продолжительные заморозки и аномальная жара, негативно влияют на урожайность сельскохозяйственных культур. В будущем фермеры будут все сильнее нуждаться в более приспособленных к меняющимся условиям сортах растений.

Обычно связь между геномными маркерами и определенными признаками организма устанавливается с помощью полногеномного поиска ассоциаций (Genome-Wide Association Studies, GWAS). Однако часто результаты таких исследований оказываются ложноположительными. В таких случаях ученым приходится тратить много времени и средств на то, чтобы понять, как именно конкретный ген влияет на определенный признак. Так, например, создание устойчивого к засухе сорта риса может занять 15 лет и обойтись в $200 млн.

Основатели Avalo создали технологию под названием Gene Discovery by Informationless Perturbation (GDIP), в основе которой лежит машинное обучение. Алгоритмы анализируют ДНК растений и выявляют определенные гены, например те, что позволяют ему выживать в условиях засухи. Затем с помощью компьютерного моделирования (in silico — термин, созданный по аналогии с in vivo (в живом организме) и in vitro (в пробирке). — Прим. Plus-one.ru) создается виртуальная модель организма. После этого организм выращивается, и данные о нем возвращаются стартапу — в дальнейшем они будут использоваться для повышения скорости и эффективности работы алгоритмов.

По мнению предпринимателей, ИИ в разы удешевит процесс и сократит продолжительность работ до двух-трех лет. Брендан Коллинз рассказал о холодостойком сорте риса, анализ генома которого с помощью GWAS позволил выявить 566 «представляющих интерес генов». Изучение каждого гена стоит около $40 тыс., в эту сумму включены расходы на материалы и оплату труда. В общей сложности на работы можно потратить более $20 млн. Используя инструмент GDIP, исследователи обнаружили 32 гена, которые точно отвечали за холодостойкость. За три месяца они вырастили десять нокаутных организмов (организмы, в которых сделали неработоспособными определенные гены, чтобы узнать их функции. — Прим. Plus-one.ru) и подтвердили правильность своих выводов.

Недавно стартап прошел программу одного из самых крупных в мире биотехнологических бизнес-акселераторов IndieBio, созданного венчурным фондом SOSV, и получил финансирование в размере $3 млн. Сначала компания будет предлагать клиентам услуги по обработке данных, а в будущем она надеется стать поставщиком семян.

Kettle и борьба с лесными пожарами

Решения на основе ИИ используются и калифорнийским стартапом Kettle. Компания основана в 2020 году Натаниэлем Мэннингом, бывшим генеральным директором компании Ushahidi (разработчик одноименной аутсорсинговой платформы для реагирования на кризисные ситуации), и Эндрю Энглером, который несколько лет проработал в страховой отрасли.

Стартап работает по модели перестраховочной компании, то есть берет на себя часть рисков других страховщиков, связанных с природными катаклизмами. Обычно перестраховочные компании применяют методы стохастического моделирования, то есть определяют вероятность случайных событий на основе анализа исторических данных. Однако, как отмечает Эндрю Энглер, этот метод может оказаться неэффективным в условиях меняющихся климатических условий: в будущем на планете могут происходить такие события, с которыми люди раньше не сталкивались. Так, по данным ООН, только за последние 20 лет во всем мире было зарегистрировано более 7,3 тыс. экстремальных погодных явлений, включая засухи, наводнения, землетрясения, цунами, лесные пожары. В результате более 1,2 млн человек погибли и 4,2 млрд человек пострадали. Материальный ущерб оценивается в $2,9 трлн. Ожидается, что в будущем число погодных аномалий будет только расти.

Алгоритмы Kettle анализируют большое количество геопространственных данных, включая спутниковые снимки, синоптические карты и данные о катаклизмах в реальном времени. Затем они определяют районы, в которых с наибольшей вероятностью могут быть зарегистрированы экстремальные погодные явления, и оценивают потенциальный материальный ущерб. Полученные таким образом данные компания использует для формирования страховых портфелей клиентов.

Недавно сотрудники стартапа проанализировали исторические данные, чтобы проверить, насколько эффективно алгоритмы работали во время пожароопасного сезона в Калифорнии в 2020 году. Выяснилось, что 11 из 14 крупных пожаров произошли в тех областях, которые алгоритмы отнесли к 10% областей с наибольшим риском возгораний. Помимо вероятности возникновения лесных пожаров стартап прогнозирует такие события, как наводнения и ураганы. В общей сложности компания привлекла $4,7 млн инвестиций, в том числе от американской венчурной компании True Ventures.