Ilmu Analisis Mikrobioma:Detektif DNA Mengatasi Rantai Pasokan
Jenis teknik forensik yang telah lama digunakan oleh detektif untuk memecahkan kejahatan sekarang dapat digunakan untuk mengidentifikasi asal barang manufaktur dalam rantai pasokan.
Phylagen adalah perusahaan analisis data yang berbasis di San Francisco yang telah mengembangkan platform untuk melacak barang dan bahan kembali ke pertanian, gudang, atau pabrik. Alat ini menggunakan mikrobioma, jenis unik dari mikroba alami yang ditemukan di seluruh dunia. Informasi genetik yang dikodekan dalam mikroba tersebut membuat setara dengan sidik jari biologis.
Teknologi ini dapat diterapkan pada berbagai macam produk, termasuk makanan, tekstil dan, mungkin yang paling penting, barang palsu. Ilmuwan data saat ini dapat memeriksa, katakanlah, debu pada sepatu atletik, dan dengan yakin menentukan pabrik yang tepat di mana sepatu itu diproduksi. Kata salah satu pendiri dan CEO Phylagen Jessica Green:“Mikrobioma lingkungan adalah kumpulan data terbesar yang belum dimanfaatkan di planet ini.”
Sebelum mendirikan Phylagen, Green adalah seorang profesor di University of Oregon, tempat dia meneliti pemetaan genetik dan ilmu mikrobioma. Dengan menggabungkan kedua disiplin ilmu tersebut, labnya menyelidiki bagaimana berbagai spesies mikroorganisme, termasuk bakteri, jamur, dan virus, bervariasi dari satu tempat ke tempat lain.
Peneliti lain telah bekerja pada platform serupa berdasarkan pemeriksaan serbuk sari. Namun Green dan timnya mampu mengurutkan tidak hanya gen serbuk sari, tetapi juga organisme lain yang menutupinya.
Hasilnya adalah alat yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan, termasuk melacak asal makanan yang terkontaminasi kembali ke pertanian atau pabrik pengolahan, memastikan bahwa bahan diproduksi di pabrik resmi, mencegah pemalsuan, dan bahkan memerangi terorisme.
Para ilmuwan menyelesaikan pemetaan genom manusia pada tahun 2003. Namun, baru-baru ini, biaya pengurutan DNA turun ke tempat yang layak secara ekonomi untuk penggunaan sehari-hari oleh produsen dan rantai pasokan global. Dan harga teknologi terus turun hampir dari minggu ke minggu, kata Green.
Biaya perangkat keras juga turun, karena kemudahan penggunaan meningkat. Ketika Green mendirikan Phylagen pada tahun 2014, sequencer genggam tidak ada di pasaran. Sejak itu, peralatan telah menyusut secara dramatis dalam ukuran. Pada saat yang sama, kemajuan dalam kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin telah membuat perangkat lebih pintar dan lebih efektif.
Phylagen membuat peta mikroba, menampilkan semua informasi genetik yang dikodekan di lokasi di seluruh dunia. Udara di pabrik tertentu, misalnya, akan mengandung butiran debu tak kasat mata yang memiliki profil unik. Dengan mengubah materi genetik menjadi data urutan — pada dasarnya, rangkaian huruf yang membentuk kode genetik semua makhluk hidup — Phylagen menghasilkan kode batang alami untuk setiap lokasi.
Materi genetik tetap dengan produk yang diproduksi bahkan saat perjalanan ke pusat distribusi dan tertutup dalam kemasan. Untuk produk pertanian yang mengalami fermentasi, perusahaan menerapkan serangkaian algoritme berbeda yang berasal dari pembelajaran mesin. Sebuah produk makanan dapat ditelusuri kembali ke pertanian — bahkan bagian tertentu dari pertanian itu — dengan memeriksa materi genetik unik yang berada di dalam tanah.
Green juga membayangkan penggunaan analitik mikrobioma untuk mengonfirmasi keberadaan mineral konflik — yang ditambang di beberapa bagian Republik Demokratik Kongo, misalnya — dalam produk manufaktur. Investigasi serupa dapat mengidentifikasi penggunaan minyak sawit yang berasal dari operasi yang tidak berkelanjutan dan lokasi yang terlibat dalam pelanggaran hak asasi manusia.
Green percaya penggunaan analitik mikrobioma dapat mencegah tragedi masa lalu seperti runtuhnya kompleks pabrik Rana Plaza tahun 2013 di Bangladesh, yang menyebabkan kematian 1.134 pekerja dan melukai sekitar 2.500 lainnya. Fasilitas tersebut beroperasi sebagai kontraktor yang tidak sah dan tidak diungkapkan untuk sejumlah merek pakaian utama.
Filagen masih dalam tahap awal pengembangan. Pada bulan Februari, mengumumkan $ 14m dalam pembiayaan Seri A, yang dipimpin oleh beberapa penyedia modal ventura. Uang tersebut akan digunakan untuk memperluas layanan perusahaan dan database mikrobioma, kata Green.
Phylagen menolak untuk mengungkapkan pelanggannya saat ini, tetapi mengatakan mereka termasuk "merek dan pengecer besar Amerika Utara yang saat ini menerapkan solusi perusahaan di lokasi manufaktur di seluruh dunia".
Dalam bentuknya yang sekarang, teknologi tersebut diterapkan pada barang-barang ritel dan pakaian jadi. Green melihat “peluang luar biasa” untuk bermitra dengan merek yang berinvestasi di pasar lain, termasuk makanan dan pertanian. Namun, untuk saat ini, Phylagen bertujuan untuk memperluas penerapannya dalam barang-barang kemasan konsumen.
Green melihat nilai lebih lanjut dalam kemampuan teknologi pada akhirnya untuk membantu petani memahami jenis mikroba apa yang memengaruhi produk mereka. Informasi tersebut dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas dan keamanan, katanya.
Filagen "sedang dalam perjalanan" untuk membuat peta mikrobioma dunia, kata Green. Saat basis data berkembang, dia mengharapkan teknologi untuk menemukan aplikasi tambahan dalam analisis risiko prediktif.
“Saya tidak bisa memikirkan platform di mana ini tidak relevan,” katanya.
