Компания Lemnisca создала программное обеспечение, предназначенное для предсказания того, как протекает процесс ферментации при переходе к промышленным объемам. Хотя микробы могут быть спроектированы для производства широкого спектра веществ — белков, ароматизаторов, топлива и материалов — лабораторные условия часто отличаются от реальных производственных реакторов, вмещающих десятки тысяч литров.
Основная сложность заключается в том, что увеличение масштаба изменяет физические параметры процесса: распределение кислорода становится неравномерным, тепло накапливается в неожиданных местах, а сам организм реагирует на все эти изменения. Процесс, настроенный месяцами в колбе, может вести себя совершенно иначе в условиях производства, и сбой часто обнаруживается лишь после строительства завода.
Lemnisca была основана в Бангалоре в 2025 году именно для того, чтобы прогнозировать такое поведение заранее. Основателями являются Пушкар Пендсе, генеральный директор, и Шилпа Наргунд, технический директор, которые ранее работали в немецкой компании в этой же области. Они решили проблему, существующую между лабораторией и фабрикой, где, по их мнению, накапливаются основные убытки отрасли.
Продукт компании называется цифровым двойником — это программная модель физического процесса, созданная для симуляции его поведения в условиях, которые еще не были испытаны. Lemnisca называет свою версию «AI-компаньоном для ферментации». Компания утверждает, что ее подход отличается тем, что модель учитывает научные знания, объединяя биологию, физику реакторов и данные, а не просто сопоставляя шаблоны прошлых запусков. Программное обеспечение обучается на основе реальных данных ферментации, а не только на исторических наборах данных.
Коммерческие заявления компании включают сокращение сроков разработки до 50%, повышение операционной эффективности на 25% и ускорение внедрения возобновляемых и углеродных отходов в качестве сырья. Эти прогнозы принадлежат самой компании, и публично доступных данных, подтверждающих их, пока нет. Наргунд объяснила корень проблемы стоимостью: биотехнологии успешно производят дорогие молекулы, такие как инсулин, по цене в тысячи долларов за килограмм. Вопрос, который она ставит, заключается в том, как достичь аналогичных результатов для продуктов, которые должны продаваться всего за несколько долларов за килограмм, где решающее значение имеют масштаб и предсказуемость.
В ноябре 2025 года Lemnisca привлекла незаявленный объем средств в рамках раунда pre-seed, который возглавила Theia Ventures при участии PointOne Capital и доктора Сатакрни Маккапати. Эти средства будут направлены на расширение лаборатории в Бангалоре, разработку платформы и проведение ранних пилотных проектов. Theia Ventures, которая инвестировала в несколько ранних компаний глубоких технологий, занимающихся промышленной декарбонизацией, заявила, что биопроизводству необходимы цифровые симуляторы, способные предсказывать производительность микробных процессов в промышленных масштабах.
Компания планирует сначала сотрудничать с производителями, использующими ферментацию и уже находящимися на стадии масштабирования, параллельно развивая собственный внутренний портфель продуктов. Она приглашает к пилотным сотрудничествам контрактных производителей, производителей оборудования и брендов ингредиентов. Среди глобальных конкурентов стартапа упоминаются Differential Bio в Германии и Invert Bio в Соединенных Штатах, предлагающие сопоставимые услуги. Наргунд отказалась называть клиентов в целях сохранения конфиденциальности, и публично не раскрыты никакие данные о пилотах, контрактах или выручке. Компания находится на ранней стадии, и ее платформа проходит проверку посредством пилотной работы.
Этанол второго поколения (E2G), получаемый из отходов сахарного тростника, предлагает альтернативу для расширения производства биотоплива без необходимости в дополнительных посевных площадях. В отличие от традиционного этанола, это топливо использует материалы, оставшиеся после производства сахара и этанола первого поколения.
Исследование, проведенное в Университете штата Кампинас (Unicamp) в сотрудничестве с учреждениями США, направлено на преодоление одного из самых больших препятствий этой технологии: затрат и эффективности производственного процесса. Исследование было сосредоточено на создании бактерий, подвергшихся генетической модификации, с целью повышения выхода производства этанола.
Эта работа была выполнена в Центре молекулярной биологии и генной инженерии (CBMEG) Unicamp и привела к патентованной и лицензированной технологии для американской компании Terragia Biofuel. Предварительные испытания продемонстрировали увеличение выхода до почти 30% по сравнению с неизмененными бактериями.
E2G использует в качестве сырья багасс и другие растительные отходы, оставшиеся после переработки сахарного тростника. Эти материалы содержат сахара, заключенные в волокнистые структуры, которые могут быть высвобождены посредством обработки и гидролиза для получения большего количества этанола.
Фундаментальное отличие от этанола первого поколения заключается именно в использовании этого остаточного материала. В то время как классическая модель в первую очередь фокусируется на соке тростника, второе поколение стремится преобразовать ранее отбракованные части в дополнительный источник энергии.
Помимо увеличения использования биомассы, E2G имеет меньшее воздействие на окружающую среду. Это происходит потому, что его выбросы парниковых газов могут быть на 80% меньше, чем у обычного этанола, и на 93% ниже, чем у бензина.
Несмотря на эти преимущества, промышленное производство все еще сталкивается с финансовыми трудностями. Обычный метод производства E2G зависит от этапов обработки биомассы и использования ферментов для высвобождения сахаров, необходимых для ферментации, что увеличивает эксплуатационные расходы.
Исследование, проведенное Unicamp, предлагает иной подход, называемый Консолидированный биопроцессинг (CBP). Эта стратегия использует анаэробные термофильные бактерии, способные разлагать биомассу и проводить ферментацию в одном этапе, уменьшая потребность в предварительных процедурах.
В исследование вошли бактерия Clostridium thermocellum, известная своей способностью расщеплять целлюлозу, и Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, микроорганизм с высокой эффективностью в производстве этанола. Целью исследователей было объединить комплементарные свойства этих организмов с помощью генной инженерии.
Докторское исследование Лайзе Косты де Соуза, проведенное в CBMEG Unicamp, изучало белки, связанные с высокой производительностью бактерии-продуцента этанола. На основе этой идентификации соответствующие гены этих белков были введены в бактерию, используемую в процессе CBP.
Результатом был модифицированный штамм с увеличенной производственной способностью. В лабораторных испытаниях одна из созданных версий продемонстрировала увеличение выхода на 59,8% до 88,5% от теоретического максимума после включения специфической гидрогеназы.
Исследование также предоставило новую перспективу роли водорода в метаболизме этих бактерий. Команда обнаружила, что фермент под названием HfsD, который ранее считался потенциальным конкурентом производства этанола, участвует в критически важных механизмах для химического равновесия, необходимого для образования биотоплива.
Это открытие может помочь в совершенствовании будущих тактик метаболической инженерии, поскольку оно указывает на то, что оптимизация производства этанола заключается не только в усилении активности определенных белков, но и в контроле баланса молекул, участвующих в клеточных реакциях.
Эксперименты все еще ограничены лабораторным масштабом и требуют более широкой оценки перед промышленным применением. Следующие задачи включают тестирование производительности модифицированных бактерий в биореакторах и подтверждение того, сохраняются ли полученные в лаборатории результаты при больших объемах.
Проект был разработан в Лаборатории передовых биотоплив второго поколения Unicamp при участии бразильских и американских ученых. Технология получила патентную защиту и будет продвигаться к фазам расширения под надзором лицензированной компании.
