Kako je malo ljubljansko biotehnološko podjetje prepričalo veliki Nato

Sredi ljubljanskega Viča na Koprski ulici nastaja revolucionarna tehnologija shranjevanja podatkov. V prihodnjega pol leta bodo v Biosistemiki skupaj s severnoatlantskim vojaškim zavezništvom Nato proučevali možnosti njene uporabe za obrambno industrijo. Gre za tehnologijo, ki bi z razvojem pomenila mejnik v načinu shranjevanja vse večjih količin podatkov.

Izbor med 2.600 prijavljenimi podjetji

Biosistemika nam je padla v oči prav z Natovim izborom v njihov pospeševalnik inovacij na področju obrambe za severni Atlantik DIANA (Defence Innovation Accelerator for the North Atlantic). Med izbranimi podjetji z visokotehnološkimi odkritji dvojne rabe so se Ljubljančani prijavili na področju varne izmenjave informacij.

Poziv, ki ga je v okviru programa DIANA objavil Nato lani poleti, se je sicer nanašal na pet področij, in sicer energije in napajanja, varnosti podatkov in informacij, zaznavanja in nadzora, zdravja in učinkovitosti ljudi ter na področje kritične infrastrukture in logistike. Nanj so prejeli več kot 2.600 prijav iz 30 držav članic Nata, od tega kar 32 iz Slovenije. Za navedenih pet področij je bilo skupaj izbranih 73 podjetij, ki bodo iskala okolju prijazne tehnologije, prakse in rešitve za krepitev odpornosti tako za obrambne kot civilne namene. DIANA bo podjetjem zagotavljala financiranje, programiranje, mentorstvo, testne zmogljivosti ter dostop do vlagateljev in končnih uporabnikov.

Prva faza pospeševalnega programa se je že začela januarja. Vsako podjetje prejme 100.000 evrov in se pridruži enemu od 13 pospeševalnikov v zavezništvu za dostop do praktičnih izkušenj, usposabljanja in mreženja. Biosistemika se bo pridružila tistemu v Eindhovnu na Nizozemskem. Sledila bo selekcija, podjetja, izbrana v drugem izboru, pa bodo prejela dodatnih 300.000 evrov. Pri tem bo DIANA podjetjem v zadnjem delu pomagala priti v stik z vlagatelji in pri komercializaciji.

S čim so prepričali Nato

Biosistemika se je na poziv prijavila s projektom Datana, s katerim so začeli leta 2018. Večji preboj s patentiranim algoritmom so naredili leta 2020, ko so pridobili 1,8 milijona evrov iz programa European Innovation Council (EIC) Accelerator. Razvijajo način, kako digitalne podatke oziroma binarni zapis, sestavljen iz ničel in enk, pretvoriti v sekvenco oziroma zapis DNK. Zakaj? “DNK je res izpopolnjen sistem, gostota podatkov je zelo visoka, je obstojen in zdrži tudi več tisoč let, za shranjevanje ne potrebuje energije. Današnji sistem shranjevanja podatkov porabi pet odstotkov vse svetovne elektrike. Veliki centri za shranjevanje podatkov uporabijo tudi ogromno prostora v primerjavi z DNK. Ker se hitro povečuje količina podatkov, leta 2030 jih bo že desetkrat toliko kot danes, se iščejo drugi načini za njihovo hrambo in ena od možnosti je kot zapis DNK,” pojasnjuje direktorica in solastnica Biosistemike Roswita Golčer Hrastnik.

Za primerjavo še en podatek: tehnologija teoretično omogoča, da vse podatke na svetu shranimo v en liter DNK raztopine, je zapisano na spletni strani Enterprise Europe Network.

“Pri shranjevanju podatkov v obliki DNK tudi ni nevarnosti hekerskih vdorov, saj so ločeni od spleta, kar Nato še posebej zanima. Grožnjo pomeni tudi prihod kvantnih računalnikov, ki bodo bistveno bolj zmogljivi, kot so sedanji in bodo lahko hitro dešifrirali šifrirane podatke,” dodaja Golčer Hrastnik. “Ena od zaščit pred njimi je postkvantna inskripcija, ki jo z Datano lahko prek biološkega procesa v laboratoriju prevedemo v zaporedje DNK, stran od spleta, saj so podatki tako shranjeni kot tekočina.”

Kako iz ničel in enk nastane zapis DNK

Postopek, kako binarno kodo prevedejo v DNK, je sila zakompliciran in laiku težko razumljiv. Sestavljen je iz več korakov predpriprave podatkov, fizičnega zapisa podatkov na molekulo DNK, priprave vzorca DNK za dolgotrajno shranjevanje ter korakov, s katerimi preberejo in dekodirajo podatke nazaj v binarne podatke.

Če zelo poenostavimo, so sestavili abecedo, kjer vsako črko sestavlja kratka molekula DNK. S programsko opremo določijo pravilno zaporedje in nato v biotehnološkem laboratoriju kratke molekule DNK sestavijo skupaj v daljše verige DNK v točno določenem zaporedju glede na digitalne podatke. Tako iz kratkih molekul DNK, ki predstavljajo črke, sestavijo dolgo verigo DNK, ki predstavlja besede, strani, knjige… Razvijajo tudi inovativno napravo, ki poveča učinkovitost in hitrost zapisa podatkov na DNK. Knjiga je tako na koncu zapisana v obliki zaporedja nukleotidov, iz katerih je sestavljena DNK, v nekaj mililitrov tekočine v epruveti.

Tekočino je mogoče tudi odpariti, da so podatki shranjeni v obliki prahu, kjer ostanejo stabilni za več tisoč let, brez dodatnega vira energije ali potrebe po prepisovanju. Molekula DNK je povsem sintetična, kar pomeni, da za njen nastanek ni potreben noben biološki organizem, pojasnjujejo v podjetju.

V Biosistemiki razvijajo tudi postopke in metode za branje podatkov iz DNK. Z metodo NGS določijo zaporedje gradnikov (nukleotidov) v DNK in ga nato pretvorijo v binarni zapis. Nedavno so zapisali na DNK enega izmed prvih znanstvenih člankov o strukturi DNK. Gre za članek Rosalind Franklin iz leta 1953.

DNK so shranili v obliki prahu v kovinsko kapsulo, ki omogoča, da podatki ostanejo intaktni prihodnjih tisoč let. DNA so enkapsulirali v sodelovanju s konzorcijskimi partnerji Imagene. Podatke so tudi brezhibno prebrali ter pretvorili nazaj v digitalne podatke brez napake. “To je ogromen uspeh,” pove genetičarka dr. Zala Mehle, ki je sodelovala pri tem projektu.

V drugi sobi inženir Marko Matijević razkaže in razloži način delovanja naprave, ki pohitri laboratorijski postopek. Naprave ne smemo slikati, gre za enega od adutov, ki ga v podjetju ne želijo javno razkrivati.

Kje vse bi lahko bila uporabna nova tehnologija? “Trenutno smo še v fazi kilobajtov in megabajtov, terabajtov še ne moremo shranjevati, zato so aplikacije v tej fazi zanimive za majhno količino zelo občutljivih podatkov, kot že omenjeno v obrambni industriji, razvijamo pa tudi rešitev za kripto denarnice,” pojasni direktorica.

Kako se je začelo

Biosistemika je nastala februarja 2010 kot spin-off Nacionalnega inštituta za biologijo. Šlo je za prenos tehnologij in znanja z inštituta na trg. “Zbrala se je skupina sedmih ljudi, od inštituta odkupila pravice za tehnologijo, tako da je ta zdaj v lasti podjetja, in ustanovila Biosistemiko,” pojasni Golčer Hrastnik, ki se je podjetju pridružila leta 2014.

Rešitev je bila programska oprema qPCR, takrat še v zgodnji fazi razvoja, s kakršno danes denimo iščejo virus covid v brisih, in uporabna v biotehnologiji, molekularni biologiji, medicinski diagnostiki. Ker je šlo za razvoj programske opreme, začetnega kapitala niti niso potrebovali veliko. Nekaj so vložili lastniki, precej so dobili tudi nepovratnih sredstev, ki jih država namenja za zagonska podjetja. “ Tem subvencijam se Biosistemika lahko zahvali, da je obstala, zato vedno poudarim, da so izjemnega pomena, da se podjetja na začetku lahko razvijajo, najdejo svoj prostor na trgu in zaživijo samostojno življenje,” poudari Golčer Hrastnik in pri tem izpostavi dve veliki subvenciji iz programa EIC, ki so jih pridobili, že omenjenih 1,8 milijona evrov, leta 2023 pa so kot vodilni v konzorciju z drugimi podjetji pridobili še dva milijona evrov.

Vendar se je izkazalo, da je prvotna rešitev preveč specifična in nima tržnega potenciala, zato je moralo podjetje že zelo zgodaj produkt spremeniti. Usmerili so se v razvoj programske opreme za proizvajalce laboratorijske opreme po meri uporabnika.

Pri razvoju sodelujejo tudi z drugimi inštituti, ne samo s tem, iz katerega so izšli in od koder pridobijo precej novega kadra, temveč tudi s Kemijskim inštitutom in Institutom Jožefa Stefana.

V 14 letih obstoja so razvili tudi elektronski laboratorijski dnevnik. Projekt so prenesli na novo podjetje, ki so ga ustanovili z ameriškim partnerjem, a so svoj delež nato prodali Američanom, “saj nismo mogli več vlagati toliko, kolikor je zahteval razvoj produkta Sci Note,” pojasni direktorica.

Kupci iz zahodne Evrope in ZDA

Tako so danes njihovi kupci okoli 30 laboratorijev v biotehnologiji, tudi farmaciji, medicinski diagnostiki in agronomiji. Rešitve razvijajo skupaj z razvojnimi oddelki strank od zasnove do končnega produkta.

Glavni trgi so Zahodna Evropa, predvsem Nemčija, Švica in Francija, ter ZDA. Krog strank zdaj širijo, ker se podajajo še na področje svetovanja pri digitalizaciji, saj se tudi laboratoriji vse bolj avtomatizirajo in stremijo k vse večji učinkovitosti in natančnosti, poudari sogovornica. Veseli jih, da čedalje več sodelujejo tudi s slovenskimi kupci. Pomagajo jim na področju digitalizacije, in sicer pri razumevanju celotnega procesa, od definicije uporabniških zahtev, izbire ustrezne programske opreme do izvedbe.

“Ker smo iz Slovenije, se moramo na trgu bolj dokazovati kot denimo konkurenca iz Nemčije, biti moramo boljši, bolj učinkoviti in pričakovanja so tudi, da bomo cenejši,” pove Golčer Hrastnik in doda, da je zdaj, ko že imajo reference, vseeno bistveno lažje kot na začetku.

Letos manjša rast prihodkov

Lani so ustvarili okoli 3,5 milijona evrov čistih prihodkov od prodaje, letos pričakujejo petodstotno rast, predvsem na področju svetovanja pri digitalizaciji. Lani je pod črto ostalo med 400.000 in 450.000 evrov, večji del dobička porabijo za razvoj in kot lastni delež pri prijavah na razpise.

Približno polovica od 42 zaposlenih je strokovnjakov s področja ved o življenju, polovica pa so programski inženirji. Okoli četrtina je doktorjev znanosti. Trije zaposleni so tudi solastniki podjetja, ki je v lasti 11 posameznikov. “Dobivamo se redno, sodelovanje je konstruktivno,” pravi Golčer Hrastnik, “ker imamo podobno vizijo in način razmišljanja, dobiček ni glavno vodilo.”

Molekularna biologinja poudari tudi, da so bili že večkrat finalisti in enkrat tudi dobili nagrado na izboru najboljših slovenskih zaposlovalcev Zlata nit. “Ljudi ne moreš pritegniti samo s plačo, zelo je pomembno, kako se v podjetju počutijo, kakšni so cilji, možnosti, kako se v podjetju razmišlja,” še pove Golčer Hrastnik.