Нова система безпеки: біотех-стартап навчив мікробів знаходити вибухівку та токсини

Світ переповнений даними про самого себе — супутники, сенсори, алгоритми цілодобово збирають інформацію про навколишнє середовище. Але незважаючи на цей цифровий шквал, залишаються «сліпі зони» — те, що ми все ще не в змозі побачити. У стартапі Fieldstone Bio вважають, що ключ до цих відсутніх даних можуть дати не технології, а мікроби.

«Вони еволюціонували так, щоб відчувати зміни в навколишньому середовищі та миттєво на них реагувати. Це трильйони обчислень, які безперервно відбуваються просто у нас під носом», — розповідає Брендон Філдс, співзасновник і головний науковий директор компанії. — «Питання в тому, як ми можемо почати сприймати цю інформацію і навчитися використовувати її у своїх інтересах».

Власне, саме з цього питання все і почалося. Fieldstone Bio з'явився 2023 року як спін-офф із Массачусетського технологічного інституту. У лабораторії професора Кріса Фойгта розробляли радикально новий підхід: використовувати бактерії як біологічні сенсори.

«Головне питання, яке ми вирішували в лабораторії Кріса, звучало так: як зробити так, щоб можна було візуалізувати поведінку цих клітин з відстані?» — пояснює Філдс.

Як працює сама технологія і чому вона може стати проривною?

Генетична інженерія мікробів

У лабораторії MIT були створені мікроорганізми, здатні змінювати свою поведінку — наприклад, забарвлення — у відповідь на взаємодію з певними речовинами. Ці мікроби можна «налаштувати» під конкретні цілі: наприклад, вони почнуть світитися або змінювати колір у разі виявлення TNT, миш'яку, свинцю, нітратів, патогенів, мін або інших забруднювачів.

Реакція організму як сигнал

Коли такий мікроб стикається з цільовою хімічною речовиною, він запускає біологічну ланцюгову реакцію, в результаті якої візуально змінюється. Це може бути зміна кольору або біолюмінесценція. Це і є сигнал, що вказує на наявність певної сполуки.

Гіперспектральна зйомка

 Далі в справу вступають дрони, літаки або супутники, оснащені гіперспектральними камерами. Вони фіксують найдрібніші колірні зміни на поверхні ґрунту або рослинності, викликані реакцією мікробів. Ці камери вловлюють світло в діапазонах, які недоступні людському оку, що робить систему особливо точною.

Обробка даних через ШІ

Отримані зображення аналізуються за допомогою штучного інтелекту. Він здатний зіставляти візуальні дані з типами хімічних речовин, визначати концентрації, будувати карти забруднень і швидко знаходити «гарячі точки» — навіть на великих площах.

Ключ до реального прориву — не тільки в самих мікробах, а в тому, як ця інформація інтерпретується. І тут у гру вступають гіперспектральні камери, що встановлюються на дрони, літаки або супутники. Ці пристрої не обмежуються звичною картинкою, як у Google Maps. Вони розділяють світло на сотні відтінків — до 600 спектральних каналів, включно з видимим та інфрачервоним діапазонами. Мікроби, модифіковані Fieldstone, відбивають світло строго на певних довжинах хвиль, створюючи унікальні оптичні «відбитки».

Ці сигнали занадто слабкі та розрізнені, щоб око людини могло їх вловити. Але саме в цьому полягає сила штучного інтелекту: алгоритми машинного навчання вчаться розпізнавати ці мікроскопічні зміни в потоці даних, фільтруючи шум і точно вловлюючи «слід» мікробної реакції. Це дає змогу будувати деталізовані теплові карти — візуалізації того, як біологічні сенсори реагують на хімічний склад навколишнього середовища. Система не просто показує, де щось відбувається, вона відповідає на питання: що саме відбувається — і з вражаючою точністю.

Fieldstone Bio стоїть на передньому краї злиття біотехнологій, ШІ та сенсорної аналітики. Найближчими роками їхні розробки можуть сформувати новий стандарт у моніторингу навколишнього середовища, агротехнологіях і системах безпеки, зробивши дані про навколишній світ точними, живими — буквально — і доступними в реальному часі.

Перспективи застосування

Екологічний моніторинг

Технологія дає змогу точно відстежувати забруднення в ґрунті, воді та атмосфері, включно з важкими металами, нафтопродуктами, токсичними викидами. Це особливо актуально для промислових зон, полігонів і територій після військових дій.

Сільське господарство

Мікроби можна використовувати для контролю рівня поживних речовин, надлишку добрив або наявності шкідливих сполук у ґрунті. Це допоможе фермерам скоротити витрати на агрохімію і поліпшити врожайність, діючи точково.

Національна безпека та оборона

Один з найбільш багатообіцяючих векторів: виявлення мін, вибухівки, токсинів і навіть патогенів. Це може використовуватися в антитерористичних операціях, гуманітарному розмінуванні, а також у біозахисті.

Урбаністика та охорона здоров'я

У містах технологія може допомагати відстежувати забруднення повітря, води, ґрунту поблизу промислових об'єктів або звалищ. Це створює основу для оперативної реакції влади та захисту здоров'я населення.

Стартап уже залучив 5,92 мільйона доларів у рамках посівного (seed) раунду, оголошеного в січні 2025 року. Раунд очолив C2I Genomics Accelerator, підтримуваний Alexandria Venture Investments і RA Capital. Серед ключових інвесторів також — E14 Fund, венчурне крило MIT, а також Boom Capital, At One Ventures, Lerer Hippeau і Concrete Rose.

Таким чином, Fieldstone Bio вже на ранньому етапі заручилася не тільки серйозною фінансовою підтримкою, а й стратегічним доступом до провідних наукових і підприємницьких ресурсів MIT і Кремнієвої долини.

Fieldstone швидко отримала визнання як перспективна біотехнологічна компанія. Вони поки що не розкривають точної оціночної вартості, проте з урахуванням обсягу залученого фінансування і складу інвесторів, експерти припускають, що вона може перебувати в діапазоні від 20 до 30 мільйонів доларів на момент раунду.

Висновок

Ми живемо у світі, де технології дають змогу побачити майже все: супутники сканують Землю в реальному часі, нейромережі аналізують терабайти даних, а датчики стежать за найменшими змінами в навколишньому середовищі. Але парадокс у тому, що що більше в нас інформації, то очевидніші прогалини — ті самі «сліпі зони», де традиційні методи моніторингу безсилі. І якщо ми не можемо побачити загрозу самі, нехай її виявлять господарі цієї планети, живі організми, які еволюціонували для цього за мільярди років.