Productherkomst Traceren met DNA Forensica: Microbiome Analytics Benutten

Het type forensische technieken die detectives al lang gebruiken om misdaden op te lossen, kan nu gebruikt worden om de oorsprong van geproduceerde goederen in de supply chain te identificeren.

Phylagen is een San Francisco-gebaseerd data-analytics bedrijf dat een platform heeft ontwikkeld voor het traceren van goederen en materialen terug naar de boerderij, het magazijn of de fabriek. Het tool trekt op microbiomen, unieke typen van nature voorkomende microben die overal in de ter wereld te vinden zijn. De genetische informatie gecodeerd in die microben creëert het equivalent van een biologische vingerafdruk.

De technologie kan toegepast worden op een brede verscheidenheid aan producten, inclusief voedsel, textiel, en, misschien het meest belangrijk, namaakgoederen. Data scientists vandaag de dag kunnen, zeg, het stof op een atleetsschoen onderzoeken, en met vertrouwen de precieze fabriek bepalen waar het geproduceerd werd. Zei Phylagen mede-oprichter en CEO Jessica Green: "De omgevingsmicrobioom is de grootste onbenutte dataset op de planeet."

Voordat ze Phylagen oprichtte, was Green professor aan de Universiteit van Oregon, waar ze onderzoek deed naar zowel genetische mapping als microbiome-wetenschap. Door die twee disciplines te combineren, onderzocht haar lab hoe verschillende soorten micro-organismen, inclusief bacteriën, schimmels en virussen, variëren van plek tot plek.

Andere onderzoekers werkten aan een vergelijkbaar platform gebaseerd op het onderzoeken van stuifmeel. Maar Green en haar team waren in staat om niet alleen het stuifmeel-gen te sequencen, maar ook andere organismen die het bedekten.

Het resultaat is een tool die gebruikt kan worden voor een verscheidenheid aan doeleinden, inclusief het traceren van de oorsprong van gecontamineerd voedsel terug naar de boerderij of verwerkingsfabriek, ervoor zorgen dat materialen geproduceerd worden in geautoriseerde fabrieken, namaakbestrijding, en zelfs terrorismebestrijding.

Wetenschappers voltooiden de mapping van het menselijk genoom in 2003. Pas recentelijk is de kosten van DNA-sequencing echter gedaald tot waar het economisch haalbaar is geworden voor alledaags gebruik door fabrikanten en mondiale supply chains. En de prijs van de technologie daalt virtueel week voor week, zegt Green.

De kosten van de hardware dalen ook, naarmate de gebruiksgemak verbetert. Toen Green Phylagen in 2014 oprichtte, waren handgehouden sequencers niet op de markt. Sindsdien is de apparatuur dramatisch in grootte gekrompen. Tegelijkertijd hebben vooruitgang in kunstmatige intelligentie en machine learning de apparaten slimmer en effectiever gemaakt.

Phylagen creëert een microbiele kaart, die alle genetische informatie weergeeft die gecodeerd is in locaties doorheen de wereld. De lucht in een bepaalde fabriek, bijvoorbeeld, onzichtbare stofdeeltjes bevat die een uniek profiel dragen. Door het genetische materiaal om te zetten in sequentiedata - essentieel een reeks letters die de genetische code van alle levende dingen vormen - genereert Phylagen een natuurlijk voorkomende streepjescode voor elke locatie.

Het genetische materiaal blijft bij het geproduceerde product zelfs als het reist naar een distributiecentrum en in verpakking wordt ingepakt. Voor landbouwproducten die fermentatie ondergaan, past het bedrijf een andere set algoritmen toe afgeleid van machine learning. Een voedselproduct kan teruggetraced worden naar de boerderij - zelfs een specifiek deel van die boerderij - door de unieke genetische materiaal in de bodem te onderzoeken.

Green ziet ook het gebruik van microbiome analytics voor om de aanwezigheid van conflictmineralen - die afgebouwd in delen van de Democratische Republiek Congo, bijvoorbeeld - in geproduceerde producten te bevestigen. Vergelijkbare onderzoeken kunnen het gebruik van palmolie geïdentificeren afkomstig van niet-duurzame operaties en locaties betrokken bij mensenrechtenschendingen.

Green gelooft dat het gebruik van microbiome analytics vergane tragedies zoals de instorting van het Rana Plaza fabriekcomplex in Bangladesh in 2013 had kunnen voorkomen, wat de dood van 1.134 werknemers veroorzaakte en ongeveer 2.500 anderen blessaarde. De faciliteit functioneerde als een onbevoegde en onbekende contractant voor een aantal grote kledingmerken.

Phylagen is nog in de vroege stadia van ontwikkeling. In februari kondigde het $14 miljoen in Series A-financiering aan, geleid door verschillende venture capital leveranciers. Het geld zal besteed worden aan het uitbreiden van de service en microbiome-database van het bedrijf, zegt Green.

Phylagen weigerde haar huidige klanten te onthullen, maar zegt dat ze "grote Noord-Amerikaanse merken en detailhandelaren omvatten die de oplossing van het bedrijf momenteel wereldwijd in productielocaties implementeren."

In zijn huidige vorm wordt de technologie toegepast op retail en kledinggoederen. Green ziet een "tremende kans" om te partneren met merken die investeren in andere markten, inclusief voedsel en landbouw. Voor nu richt Phylagen zich echter op het uitbreiden van deployments in consumentengoederen.

Green ziet verdere waarde in de eventuele capaciteit van de technologie om boeren te helpen begrijpen welke typen microben hun producten beïnvloeden. De informatie kan gebruikt worden om kwaliteit en veiligheid te verbeteren, zegt ze.

Phylagen is "goed op weg" om een microbiomekaart van de wereld te creëren, zegt Green. Naarmate de database zich uitbreidt, verwacht ze dat de technologie extra toepassingen zal vinden in voorspellende risicoanalyse.

"Ik kan me geen platform voorstellen waar dit niet relevant is," zegt ze.