Ginkgo Bioworks brennt seng Bio-Géisserei op fir de Milliarde-Dollar Enzymmaart z'erreechen

Ginkgo Bioworks ass prett fir en anert Joer fir de ganze Biotech Industriemodell ze stéieren mat sengem versatile Menü vu Biologieingenieursservicer. Als Full-Stack syntheteschen Biologie Service Provider mécht Ginkgo alles: vun nei z'entwéckelen Aromen a Parfumen Ganzen Organismen ze manipuléieren fir Erntebehandlungen an liewen Medikamenter. Am leschte Joer huet Ginkgo Beweegunge gemaach biopharma, an elo hunn se eng nei ugekënnegt Enzym Intelligenz Service. Ech hu viru kuerzem mam Jason Kelly geschwat, ee vun de Ginkgo Matgrënner an aktuelle CEO, deen um SynBioBeta 2023 schwätzt, fir méi Detailer iwwer déi lescht Offer vun der Firma ze kréien.

De Beweegung an Enzymen ass net iwwerraschend: mat Uwendunge vu Biopharma op d'Landwirtschaft sinn Enzymen eng Multi-Milliarden-Dollar Maart. Dës Molekülle si kleng biologesch Maschinnen déi villsäiteg Funktiounen ausféieren kënnen - vun eise Kierper ze halen bis zu massiv Reaktiounen an der chemescher Industrie katalyséieren. Eleng am mënschleche Kierper ginn et iwwer 2,700 enzyme a vill vun deenen sinn Ziler fir d'Krankheet ze behandelen. Fir d'chemesch Industrie sinn Enzyme wichteg Tools déi chemesch Bindungen maachen a briechen. A fir d'Biowirtschaft si si wesentlech Chauffeuren fir eng nohalteg Zukunft ze bauen.

Onofhängeg vun der Uwendungsberäich - sief et Liewensmëttel, Pharma, Hautpfleeg, Textilien, Chemikalien oder soss eppes wat mat Biologie gebaut ka ginn - Enzyme sinn d'Aarbechtspäerd vun der Biologie, déi nohalteg Inputen a wäertvoll Produkter konvertéieren. Awer all spezifescht Produkt oder Applikatioun beinhalt d'Entwécklung an d'Perfektioun vu personaliséierten Enzyme fir optimal Leeschtung. Dëse Prozess, genannt "Enzym Engineering", erfuerdert extensiv R&D: vun der Entwécklung vun computational Algorithmen déi virschloen wéi en Enzym am Beschten fir d'Aufgab funktionnéiert bis erauszefannen wéi en Hostorganismus fir seng Produktioun ze benotzen. D'Zäitlinne fir all neien Enzym z'entwéckelen sinn onheemlech laang, an d'Resultater justifizéieren net ëmmer d'éischt Investitioun.

Ginkgo Bioworks seet - drop all dat: "Dat ass déi grouss Verréckelung déi mir probéieren um Maart ze kreéieren. Mir wëllen datt d'Leit ophalen hir eegen intern R&D ze maachen an eis Plattformen ze profitéieren ", denkt Kelly. "Mir kënnen Iech de ganze Wee zu engem kommerziellen Enzym vun engem Konzept huelen." Dëst kann eng attraktiv Propositioun fir vill Firmen sinn, déi vläicht net an hiren eegene R&D Efforten investéiere wëllen an einfach d'Aarbecht brauchen. Ginkgo versprécht net nëmmen déi Aarbecht aus hiren Hänn ze huelen, mee et besser a méi séier ze maachen.

Méi Enzyme maachen, méi séier

Enzymtechnik a kommerziell Produktioun ass zënter enger Zäit ronderëm. Awer wat an de leschte Jorzéngt geännert huet ass d'Nofro vun der Industrie fir dës Moleküle. An der Vergaangenheet konnten akademesch Laboe a Firmen Joere verbréngen fir en eenzegen Enzym ze tweaking, awer elo setzt d'Biofabrikatioun Drock op Enzymingenieuren fir dës Biokatalysatoren ze liwweren haut fir datt mir d’Nohaltegkeetsziler vu muer erreechen kënnen.

D'Entwécklung vun groussen Enzymen erfuerdert souwuel Expertise wéi och Infrastruktur. Ofhängeg vun der Aufgab op der Hand, kënnen e puer Enzyme fir eng verstäerkte Leeschtung oder verbesserte Stabilitéit an haarde Reaktiounsbedéngungen optimiséiert ginn; aner Projete kënne ruffen fir en neien Enzym z'entwéckelen fir eng eenzegaarteg Reaktioun auszeféieren, fir déi et keen Äquivalent an der Natur gëtt; an heiansdo alles wat Dir braucht ass d'Produktioun vun engem schonn existente Enzym opzebauen. Onofhängeg vum Zil, kann Ginkgo alles këmmeren, vum Design bis zur Optimisatioun vun der Fabrikatiounsprozess.

Zum Beispill, wärend der Pandemie, huet de Ginkgo mam Aldevron zesummegeschafft fir d'Produktioun vu sengem Vaccinia-Capping-Enzym ze verbesseren, e kritesche Bestanddeel deen an der Fabrikatioun vun den COVID-19 mRNA Impfungen benotzt gëtt. D'Firma huet séier dëse potenzielle Flaschenhals fir d'Impfstofffabrikatioun erkannt an huet un der Verbesserung vun der Enzymproduktiounshoststamm geschafft an d'Fermentatiounsbedéngungen ze optimiséieren. Dank dem Ginkgo seng Verbesserunge konnt Aldevron maachen 10 Mol méi Enzym pro Batch wéi mam virege Prozess.

Bau vun der weltgréisster Datebank vun Enzym Sequenzen

Skaléieren ass, ouni Zweiwel, wichteg fir de vollen Enzymmaartpotenzial ze notzen. Awer déi richteg Erausfuerderung an der Industrie ass nei Enzymfunktiounen ze designen an ze designen déi net an der Natur existéieren. Den Design gëtt ugedriwwe vun der raffinéierter Software vu Ginkgo op Maschinn Léieren Algorithmen gebaut. Aner Firmen wéi Cradle, Biomatter Designs, Kambrium, Arzeda, an Basecamp Fuerschung benotzen och d'Kraaft vum Maschinnléieren an AI fir nei Enzymen ze designen oder existéierend ze verbesseren. Si analyséieren Gensequenzen aus ëffentlechen a propriétaire Datenbanken a benotzen prediktiv Modeller fir nei Enzymsequenzen ze "schreiwen".

Wann Dir eppes iwwer Modeller wësst, wësst Dir d'Axiom datt de Modell nëmmen esou gutt ass wéi d'Dateset op deem et trainéiert gouf. Dëst ass wou Ginkgo Bioworks e massive Virdeel huet. Ginkgo's Codebase, déi d'Firma als hiren "biologesche Portfolio" bezeechent, enthält DNA Sequenzen, déi benotzt kënne fir d'Maschinn Léieralgorithmen ze trainéieren fir d'Features ze erkennen, déi déi gewënschte Qualitéite fir Enzymtechnik enthalen: "Well mir eis Laboe wéi Fabriken lafen", seet. Kelly. "Mir generéiere systematiséiert Daten mat engem Taux dee keen aneren ass an dofir sinn eis Modeller sou gutt."

Ginkgo huet vill an déi digital a kierperlech Infrastruktur investéiert. An de leschte Joren ass Ginkgo duerch en impressionante Wuesstum gaang an huet elo no bei 1,200 Mataarbechter no der rezent Acquisitioun vun Zymergen. D'Zymergen Acquisitioun war wéi eng Nistpopp fir Kapazitéit ze bauen: net ze laang virun der Fusioun huet Zymergen Radiant Genomics kaaft, déi eng industriell Plattform fir natierlech Produkt- a Genentdeckung entwéckelt huet. Zymergen hat och eng aner Firma kaaft genannt Lodo Therapeutik déi eng grouss Sammlung vun Ëmweltmikrobiellen DNA zesummegestallt hat.

Dës Acquisitioune waren en Deel vun engem bewosst Effort fir déi bescht Genom Datebank dobaussen ze curéieren. Am Joer 2019 huet Ginkgo investéiert fir ze kafen Warp Drive Bio fir hir Genom Mining Plattform, mat mikrobiellen Sammlunge gesammelt vun Pharmafirmen: "Et goufe wahrscheinlech fënnef oder sechs vun dëse propriétaire grousse mikrobiellen Sequenzéierungsefforten gemaach a mir hunn dräi vun hinnen kaaft. Also, wa mir soen, mir hunn eng grouss propriétaire Genomics-Datebank, da menge mir et ", laacht de Kelly.

Ginkgo seet, datt seng Datebank de Moment bal 1 Milliard Sequenzen enthält, an all dee Räichtum vun genetescher Informatioun ass fir hir Clienten verfügbar: "Et ass just e Servicekontrakt ewech vu jidderengem deen e Produkt wëll entwéckelen", seet de Kelly.

Vun der Konzeptioun bis zur Produktioun ënner engem Daach

Biologie ass onheemlech komplex, sou datt all Modell-generéiert Sequenz nach muss am Labo getest ginn. De Codebase ass just "de Brennstoff fir den Designmotor". Déi tatsächlech kierperlech Kraafthaiser wou d'Computer-generéiert Enzymkonzepter gebaut a getest ginn sinn Ginkgo's Foundries. D'Foundries sinn High-Throughput Laboratoiren déi déi lescht Automatisatioun, Software an Analyse enthalen - déi seng eege DNA Syntheseplattform a modernste Fermenter enthält - fir Dausende Stämme ze fabrizéieren an ze screenen an déi bescht Enzymen z'entdecken. .

Als Startup - oder souguer e Multibillion-Dollar internationale Ris wéi Merck – Dir hutt e Choix: all déi Infrastruktur selwer ze bauen oder auszesoen. D'Kelly denkt datt et e kee-brainer ass: "Dir kënnt e grousse Projet un eis outsourcen an dat wäert eng grouss Laascht vun Iech huelen."

"Wat mir wierklech wëlle bei eise Clienten heem fueren ass datt Dir et net selwer maache musst - mir hunn eng hallef Milliard Dollar an d'Infrastruktur an d'Automatisatioun investéiert, sou datt Dir net musst", seet de Kelly. 'Mir geléngen wann eise Clienten Erfolleg hunn' ass d'Philosophie, déi Ginkgo setzt.

Merci fir Iech Katia Tarasava fir zousätzlech Fuerschung a Bericht iwwer dësen Artikel. Ech sinn de Grënner vu SynBioBeta an e puer vun de Firmen iwwer déi ech schreiwen, wéi Ginkgo Bioworks, sinn Sponsore vun der SynBioBeta Konferenz an wöchentlech Verdauung.