Unternehmensporträt

KI trifft DNA: Wie ein Berliner Startup die Genom-Analyse revolutioniert

„Künstliche Intelligenz ist für die Genomik ideal”, sagt Jakob Hertzberg, Head of Technology bei Lucid Genomics. Bis vor wenigen Monaten war der Name des Berliner Startups außerhalb der Genomforschung kaum jemandem ein Begriff. Lucid Genomics hat sich darauf spezialisiert, mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) die nicht-kodierenden Bereiche der menschlichen DNA zu analysieren – die sogenannte „dunkle Genomregion“.
31.01.2025 16:45
Lesezeit: 5 min
KI trifft DNA: Wie ein Berliner Startup die Genom-Analyse revolutioniert
DNA trifft KI- Lucid Genomics hat sich darauf spezialisiert, mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) die nicht-kodierenden Bereiche der menschlichen DNA zu analysieren (Foto: iStock/toodtuphoto).

Im Mai 2024 gelang den Gründern ein wichtiger Schritt: In einer Seedingrunde sammelte Lucid Genomics 1,3 Millionen Euro ein. „Die Finanzierung hilft uns, unsere Plattform weiterzuentwickeln und schneller in die Diagnostik zu kommen“, sagt Hertzberg, der die Entwicklung der KI-basierten Analyseplattform verantwortet. Unterstützt wurde die Runde unter anderem von Caesar Ventures, einem auf Biotech-Startups spezialisierten Frühphaseninvestor aus München, und dem MAX!mize-Programm der Max-Planck-Gesellschaft. Ein beachtlicher Erfolg für ein Unternehmen, das erst 2022 in die Vorbereitungsphase eintrat und im Juni 2023 offiziell als GmbH eingetragen wurde.

Dem dunklen Genom auf der Spur

Lucid Genomics ist ein Spin-off des Max-Planck-Instituts, gegründet von Uirá Souto Melo und Hossein Moeinzadeh. Die beiden Max-Planck-Wissenschaftler widmen sich seit mehreren Jahren der Analyse jener 98 Prozent der menschlichen DNA, die bisher als so genannte Junk-DNA galten und von der Molekularbiologie lange unterschätzt wurden. „Heute wissen wir, dass diese DNA-Abschnitte zentrale regulatorische Funktionen übernehmen, die Genexpression steuern und oft Ursache seltener Erbkrankheiten sind“, erklärt Jakob Hertzberg, der als dritter zum Gründerduo stieß und heute einer der führenden Köpfe des neunköpfigen Teams ist.

Die von Jakob Hertzberg entwickelte Plattform geht weit über die Identifizierung reiner Mutationen hinaus. „Unsere Software ist nicht nur ein Forschungswerkzeug - sie ist darauf ausgelegt, einen direkten Mehrwert in der Diagnostik und Medikamentenentwicklung zu schaffen.” Damit schließen die Berliner die Lücke zwischen Grundlagenforschung und praktischer Anwendung im Gesundheitswesen.

Ein weiteres Ziel von Lucid Genomics ist es, diese Erkenntnisse für konkrete medizinische Anwendungen kommerziell nutzbar zu machen. Eine Anwendungsmöglichkeit sieht der 30-Jährige beispielsweise bei Patienten mit fehlgebildeten Fingern. “Diese Fehlbildungen können durch Mutationen in nicht-kodierenden Regionen ausgelöst werden. Unsere Technologie hilft, genau diese genetischen Ursachen zu finden und besser zu verstehen.

Neue Ära für die Genomdiagnostik

Die Plattform nutzt modernste Sequenziertechnologien, um Mutationen in den nicht-kodierenden Regionen der DNA zu identifizieren. „Unsere Algorithmen analysieren das gesamte Genom, um genetische Variationen aufzuspüren, die bei herkömmlichen Ansätzen übersehen werden,“ erklärt Hertzberg. Die Technologie sei nicht nur ein wissenschaftlicher Meilenstein, sondern auch ein entscheidender Fortschritt für Patienten, die oft jahrelang auf eine korrekte Diagnose warten müssten.

Zu diesem Zweck hat Lucid Genomics KI-basierte Modelle entwickelt. Diese basieren sowohl auf numerischen Daten als auch auf biologischen Zusammenhängen wie Genregulation und Chromatin-Interaktionen. Diese bringen regulatorische Elemente, wie etwa Enhancer – das sind Abschnitte, die die Genaktivität verstärken können – in die Nähe von sogenannten Promotoren und steuern dabei die Aktivität von Genen. Jakob Hertzberg: „Unser Ziel ist es, nicht nur Mutationen zu finden, sondern sie auch funktionell einzuordnen.“ Für Patienten hat das einen unschätzbaren Vorteil: Die Diagnose, die bisher durchschnittlich fünf bis zehn Jahre dauert, kann mit der Technologie von Lucid Genomics in wenigen Tagen gestellt werden.

Kostengünstige Genom-Diagnostik

Die Optimierung der Sequenzierungskosten ist ein weiterer Schwerpunkt. "Unsere KI gleicht Sequenzierungsfehler aus und liefert trotzdem präzise Analysen, was für unsere Diagnostik-Partner ein großer Fortschritt ist. Bisher waren teure Sequenziertechnologien notwendig, um präzise Ergebnisse zu liefern, was viele kleine Labors und Kliniken von der Nutzung solcher Technologien ausschloss. Lucid Genomics ist es gelungen, diese Lücke zu schließen. „Wir trainieren unsere Modelle mit den Daten hochpräziser Sequenziertechnologien und korrigieren damit die Ergebnisse der billigeren Geräte“, erklärt der Molekularbiologe. Damit senken die Berliner nicht nur die Einstiegshürden für medizinische Einrichtungen, sondern vergrößern auch den Markt für Anbieter genetischer Diagnostik und Labore, die solche Analysen durchführen, etwa Kliniken und Pharmakonzerne.

Auf die Frage, was Lucid Genomics letztlich auszeichnet, muss Hertzberg nicht lange überlegen: “Uns gelingt der Spagat zwischen Forschung und Kommerzialisierung durch eine klare Rollenverteilung.” Ein Teil des Teams arbeitet an der bioinformatischen Forschung und der Entwicklung neuer KI-Modelle, der andere konzentriert sich auf die Softwareentwicklung und die Kundenseite. Regelmäßige Abstimmungen und eine quartalsweise Aufteilung der Ressourcen würden zudem sicherstellen, dass sowohl innovative Forschung als auch marktspezifische Entwicklungen vorangetrieben werden.

Magnet für KI-Talente und Forschung

Lucid Genomics hat seinen Sitz auf dem Merantix AI Campus, einem Innovationszentrum für KI-Startups im Westen Berlins. An vier Tagen in der Woche arbeitet das Team hier in einem Gemeinschaftsbüro mit anderen Startups an der Weiterentwicklung seiner Plattform. „Wir teilen uns ein großes Büro mit anderen Startups, was einerseits unseren kollaborativen Ansatz fördert, und zum anderen den kontinuierlichen Austausch unterstützt und uns immer wieder neue Perspektiven eröffnet.”

Berlin bietet dem jungen Unternehmen jedoch weit mehr als nur eine inspirierende Arbeitsumgebung. „In unserem Fachbereich gibt es hier eine wahnsinnig gute wissenschaftliche Vernetzung. Mit Einrichtungen wie dem Max-Planck-Institut, der Charité und dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) haben wir kurze Wege zu führenden Experten und Forschungsprojekten.“

Während der Fachkräftemangel viele Branchen belastet, zeigt sich Hertzberg deshalb optimistisch. „Für uns ist das kein Problem.” Dank der Nähe zu Spitzenforschungseinrichtungen könne das Startup auf einen Pool hochqualifizierter Talente zugreifen. „Wir profitieren von der starken wissenschaftlichen Vernetzung hier in der Stadt und finden dadurch genau die Leute, die wir brauchen.“

Studie: KI-Hauptstadt Berlin

Wenn es um künstliche Intelligenz geht, scheint derzeit alles in einem rasanten Tempo voranzuschreiten – und Berlin steht dabei im Zentrum der Bewegung hierzulande. Laut einer aktuellen Studie des Heilbronner AppliedAI Institute for Europe stieg die Zahl der deutschen KI-Startups innerhalb eines Jahres um 35 Prozent auf 687 an. Auffällig dabei: Berlin ist mit 209 KI-Unternehmen die unangefochtene Hauptstadt der deutschen KI-Branche – weit vor München (139) und Hamburg (65).

Wenig verwunderlich, dass Bioinformatiker Jakob Herzberg die Bundeshauptstadt als eine der besten Standorte für KI-Startups in Deutschland sieht: „Während unserer Suche nach Förderprogrammen und Investoren haben wir gemerkt, dass Berlin unglaublich viele Möglichkeiten bietet – sei es durch Accelerator-Programme, Events oder die Nähe zu potenziellen Geldgebern.“ So erleichtern beispielsweise Programme wie der Berliner Innovationsfonds Neugründungen den Zugang zu Finanzmitteln, aber auch zu wissenschaftlicher Infrastruktur. „Das gibt uns den Spielraum, unsere Technologie schneller zur Marktreife zu bringen.”

Die Ziele von Lucid Genomics sind ambitioniert. Neben der Weiterentwicklung der Plattform will das Unternehmen Partnerschaften mit Pharmaunternehmen ausbauen. „Unsere Technologie kann klinische Studien beschleunigen und präzisere Ergebnisse liefern“, ist Jakob Hertzberg überzeugt. Langfristig sieht er das Startup daher als treibende Kraft hinter der personalisierten Medizin.

Ein weiterer Fokus ist die Krebstherapie, die neue Ansätze für maßgeschneiderte Behandlungen einzelner Patienten eröffnen soll. „Die Möglichkeiten, die uns die vollständige Analyse des Genoms bietet, sind enorm,“ so Hertzberg. Für 2025 plant das Genomik-Startup daher weitere klinische Studien und die Markteinführung erster Produktversionen sowie die Entwicklung einer marktfähigen Software in Deutschland.

„Der US-Markt ist herausfordernd “

Neben dem Fokus auf den europäischen Markt spielt auch der US-Markt eine zentrale Rolle in den Plänen des Genomik-Startups. „Die USA sind wahrscheinlich der schwierigste Markt, um Fuß zu fassen”, sagt Jakob Hertzberg. “Viele führende Sequenzierungstechnologien stammen aus den USA. Das bedeutet, dass wir nicht nur mit deren Produkten konkurrieren, sondern uns auch an ihren Standards messen müssen.“ Dennoch sieht er die USA als wichtigen Orientierungspunkt. „Der US-Markt hilft uns, zu verstehen, welche Features dort gebraucht werden und wie wir uns durch unsere eigenen Innovationen abheben können.”

Parallel dazu plant Lucid Genomics, Proof-of-Concept-Studien für Branchen wie die Pharmaindustrie durchzuführen. Ziel sei es, die Plattform so weiterzuentwickeln, dass sie sowohl in der Diagnostik als auch in der Medikamentenentwicklung eingesetzt werden kann. „Unsere Software kann nicht nur Mutationen identifizieren, sondern sie auch funktionell einordnen – ein entscheidender Vorteil für klinische Studien,“ betont Hertzberg.

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