Ginkgo Bioworks, 수십억 달러 효소 시장을 장악하기 위해 바이오 파운드리 가동

은행 나무 다재다능한 생물학 공학 서비스 메뉴로 전체 생명 공학 산업 모델을 혼란에 빠뜨리는 또 다른 해를 준비하고 있습니다. 풀스택 합성생물학 서비스 제공업체인 Ginkgo는 다음과 같은 모든 작업을 수행합니다. 맛과 향 전체 유기체를 공학적으로 작물 처리 과 살아있는 의약품. 지난 XNUMX년 동안 Ginkgo는 바이오 제약, 그리고 이제 그들은 새로운 효소 지능 서비스. 저는 최근 SynBioBeta 2023에서 연설할 Ginkgo의 공동 창립자이자 현 CEO인 Jason Kelly와 회사의 최신 제품에 대한 자세한 내용을 알아보기 위해 대화를 나눴습니다.

효소로의 이동은 놀라운 일이 아닙니다. 바이오제약에서 농업에 이르기까지 효소는 수십억 달러 시장. 이 분자는 우리 몸을 계속 작동시키는 것부터 화학 산업에서 대규모 반응을 촉매하는 것까지 다양한 기능을 수행할 수 있는 작은 생물학적 기계입니다. 인간의 몸에만 이상이 있습니다. 2,700가지 효소 그 중 다수는 질병 치료의 표적입니다. 화학 산업에서 효소는 화학 결합을 만들고 끊는 중요한 도구입니다. 그리고 바이오경제의 경우 지속 가능한 미래를 구축하기 위한 필수 동인입니다.

식품, 제약, 피부 관리, 섬유, 화학 또는 생물학으로 만들 수 있는 모든 것 등 응용 분야에 관계없이 효소는 지속 가능한 투입물을 가치 있는 제품으로 전환시키는 생물학의 일꾼입니다. 그러나 각각의 특정 제품 또는 응용 프로그램에는 최적의 성능을 위한 맞춤형 효소의 개발 및 완성이 포함됩니다. "효소 공학"이라고 하는 이 프로세스에는 당면한 작업에 가장 적합한 효소를 제안하는 전산 알고리즘 개발부터 생산에 사용할 숙주 유기체를 파악하는 것까지 광범위한 R&D가 필요합니다. 각각의 새로운 효소를 개발하기 위한 타임라인은 극도로 길고 결과가 항상 초기 투자를 정당화하는 것은 아닙니다.

Ginkgo Bioworks는 다음과 같이 말합니다. “그것이 우리가 시장에서 만들려고 하는 큰 변화입니다. 우리는 사람들이 자체 R&D를 중단하고 플랫폼을 활용하기를 원합니다.”라고 Kelly는 생각합니다. "우리는 개념에서 상업적인 효소까지 당신을 데려갈 수 있습니다." 이것은 자체 R&D 노력에 투자하기를 원하지 않고 단순히 작업을 완료해야 하는 많은 회사에게 매력적인 제안일 수 있습니다. Ginkgo는 그 작업을 손에서 떼는 것뿐만 아니라 더 빠르고 더 잘 처리할 것을 약속합니다.

더 많은 효소를 더 빠르게 생성

효소 공학 및 상업 생산은 한동안 계속되었습니다. 그러나 지난 XNUMX년 동안 변한 것은 이러한 분자에 대한 업계의 수요입니다. 과거에는 학술 연구실과 회사가 단일 효소를 조정하는 데 수년을 소비할 수 있었지만 이제 생물제조는 효소 공학자들에게 이러한 생물촉매를 제공하도록 압력을 가하고 있습니다. 오늘 내일의 지속 가능성 목표를 달성할 수 있도록

훌륭한 효소를 개발하려면 전문성과 인프라가 모두 필요했습니다. 수행 중인 작업에 따라 일부 효소는 가혹한 반응 조건에서 향상된 성능 또는 향상된 안정성을 위해 최적화해야 할 수 있습니다. 다른 프로젝트에서는 자연에 상응하는 것이 없는 독특한 반응을 수행하기 위해 새로운 효소를 개발해야 할 수도 있습니다. 그리고 때때로 필요한 것은 이미 존재하는 효소의 생산을 확장하는 것입니다. 목표와 관계없이 Ginkgo는 설계부터 제조 공정 최적화까지 모든 것을 처리할 수 있습니다.

예를 들어, 대유행 기간 동안 Ginkgo는 Aldevron과 협력하여 COVID-19 mRNA 백신 제조에 사용되는 중요한 구성 요소인 백시니아 캡핑 효소의 생산을 개선했습니다. 회사는 백신 제조에 대한 이러한 잠재적 병목 현상을 신속하게 인식하고 효소 생산 숙주 균주를 개선하고 발효 조건을 최적화하기 위해 노력했습니다. Ginkgo의 개선 덕분에 Aldevron은 효소 10배 이전 프로세스보다 배치당.

세계 최대 규모의 효소 서열 데이터베이스 구축

효소 시장 잠재력을 최대한 활용하려면 확장이 중요합니다. 그러나 업계의 진정한 도전은 자연에 존재하지 않는 새로운 효소 기능을 설계하고 엔지니어링하는 것입니다. 이 디자인은 기계 학습 알고리즘을 기반으로 구축된 Ginkgo의 정교한 소프트웨어로 구동됩니다. 같은 다른 회사 요람, 바이오매터 디자인, 캠브리엄, 아르제다및 베이스캠프 연구 또한 기계 학습 및 AI의 힘을 사용하여 새로운 효소를 설계하거나 기존 효소를 개선하고 있습니다. 그들은 공개 및 독점 데이터베이스에서 유전자 서열을 분석하고 예측 모델을 사용하여 새로운 효소 서열을 "작성"합니다.

모델에 대해 아는 것이 있다면 모델이 훈련된 데이터 세트만큼만 우수하다는 공리를 알고 있을 것입니다. 이것이 Ginkgo Bioworks가 엄청난 이점을 가지고 있는 곳입니다. Ginkgo의 코드베이스회사에서 "생물학적 포트폴리오"라고 부르는 에는 기계 학습 알고리즘이 효소 공학에 필요한 특성을 포함하는 기능을 인식하도록 훈련하는 데 사용할 수 있는 DNA 시퀀스가 ​​포함되어 있습니다. "우리는 실험실을 공장처럼 운영하기 때문입니다." 켈리. "우리는 다른 누구도 할 수 없는 속도로 체계화된 데이터를 생성하고 있으며 이것이 바로 우리 모델이 뛰어난 이유입니다."

Ginkgo는 디지털 및 물리적 인프라 모두에 막대한 투자를 해왔습니다. 지난 몇 년 동안 Ginkgo는 눈부신 성장을 거듭했으며 현재 직원 수는 1,200명에 육박합니다. 최근 Zymergen 인수. Zymergen 인수는 역량 구축을 위한 중첩 인형과 같았습니다. 합병이 있기 얼마 전에 Zymergen은 천연 제품 및 유전자 발견을 위한 산업 플랫폼을 개발한 Radiant Genomics를 인수했습니다. Zymergen은 또한 로도 테라퓨틱스 환경 미생물 DNA의 방대한 컬렉션을 수집했습니다.

이러한 인수는 최고의 게놈 데이터베이스를 관리하기 위한 의도적인 노력의 일부였습니다. 2019년 Ginkgo는 구매에 투자했습니다. 워프 드라이브 바이오 제약 회사에서 수집한 미생물 컬렉션을 사용하여 게놈 마이닝 플랫폼을 위해: “이러한 독점적인 대형 미생물 시퀀싱 작업이 XNUMX~XNUMX개 정도 수행되었으며 그 중 XNUMX개를 인수했습니다. 그래서 우리가 거대한 독점 유전체학 데이터베이스를 가지고 있다고 말할 때 그것은 진심입니다.”라고 Kelly는 웃으며 말합니다.

Ginkgo는 자사의 데이터베이스에 현재 1억 개에 가까운 염기서열이 포함되어 있으며 고객이 풍부한 유전 정보를 모두 사용할 수 있다고 말합니다.

구상부터 생산까지 한 지붕 아래에서

생물학은 엄청나게 복잡하므로 모든 모델 생성 시퀀스는 여전히 실험실에서 테스트해야 합니다. 코드베이스는 "설계 엔진의 연료"일 뿐입니다. 컴퓨터 생성 효소 개념이 구축되고 테스트되는 실제 물리적 강국은 Ginkgo's Foundries입니다. Foundries는 자체 DNA 합성 플랫폼과 최첨단 발효기를 포함하는 최신 자동화, 소프트웨어 및 분석을 포함하는 처리량이 많은 실험실로, 수천 종의 균주를 제조 및 스크리닝하고 최고의 효소를 발견할 수 있습니다. .

신생 기업으로서 – 또는 심지어 수십억 달러 규모의 국제 거물 머크 – 모든 인프라를 직접 구축하거나 아웃소싱할 수 있습니다. Kelly는 그것이 쉬운 일이라고 생각합니다.

"우리가 고객에게 진정으로 전달하고 싶은 것은 고객이 직접 할 필요가 없다는 것입니다. 우리는 인프라와 자동화에 XNUMX억 달러를 투자했기 때문에 고객이 할 필요가 없습니다."라고 Kelly는 말합니다. '고객이 성공하면 우리도 성공한다'는 은행나무의 철학입니다.

감사합니다. 카티아 타라사바 이 문서에 대한 추가 연구 및 보고를 위해. 저는 SynBioBeta의 창립자이며 Ginkgo Bioworks와 같이 제가 글을 쓰는 일부 회사는 SynBioBeta 컨퍼런스 과 주간 다이제스트.