長生信息報

您所在位置:首頁 > 長生信息報 > 正文

遺傳物質的裝配線可能會催生合成生物學產業

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-18瀏覽次數:1933

DNA制造進入大規模生產的時代合成生物學初創公司在計算機行業中使用技術

實驗室合成支原體,這是第一個“合成生物”的名稱。它是一種細菌,其100萬個基因組是完全合成的。

Twist Bioscience是一家蓬勃發展的生物技術創業公司,其首席執行官兼聯合創始人Emily Leproust是納米行業的實業家。 “我會提醒Twist的每個人,我們是一家制造公司。”她說,“我們制造DNA。”

Twist屬于新興的合成生物學行業,其中生物體是該行業的產物,生物實驗室是產品的制造工廠。通過組裝DNA鏈來基于生命的基本組成部分組裝它們的基因序列科學家正在創造世界上從未見過的有機體。這些新的生命形式絕對非常有用:生物學家創造了酵母細胞,有助于排泄可用于制造噴氣燃料的藥物和藻類。

然而,DNA裝配是一個艱苦的過程,需要專業人員來操作,勞動密集型屬性阻礙了這個充滿活力的商業部門的發展。現在,靈活的初創公司正在競相模仿計算機芯片生產線技術并改進自動DNA裝配線,甚至亨利福特也可能會感到自豪。由于這些創新降低了構建DNA鏈的成本,這些企業家正在瞄準低成本目標,并表示這將推動市場。今年將在舊金山總部開始商業運營的Twist Bioscience也是這種自下而下競爭的主要競爭對手。

遺傳物質由稱為核酸堿基的分子組成;四種類型的DNA堿基分別由字母A,C,G和T表示。這些字母的分類是指導有機體建立其細胞并執行生命功能的代碼。人類遺傳密碼約為32億個堿基對,而烘焙和啤酒釀造的酵母代碼約為1200萬個堿基對。如果調整堿基對的順序,則活體的指令也會改變。例如,合成生物學家將新的代碼片段插入酵母DNA中,使酵母產生ω-3脂肪酸,這種脂肪酸可以在魚油補充劑或通常從玫瑰中提取的芳香油中找到。物質。

建立DNA分子鏈并不復雜;事實上,這是世界各地實驗室中非常普遍的一步。但Twist的Le Prost表示,這一步通常是手動完成的。 “微生物學是一種體力勞動。博士生一整天都將液體從一個試管倒入另一個試管中。”因此,她和其他聯合創始人發明了一種自動化構建過程的機器。

機器的核心是一個帶有10,000個孔的硅晶片,其蝕刻方式與計算機芯片制造商改進的光刻相同。直徑為600nm的每個孔可以構建不同的DNA分子鏈。 Le Pulow說,該機器能夠像博士生一樣操作“完全相同的化學過程”。 “只是容器減少到后者的百分之一。”

Twist Bioscience的機器在硅晶片上的600nm直徑孔中制造DNA分子鏈

Twist不銷售其機器,它正在銷售其DNA制造服務,其目標客戶是尋求有效的新基因改造的研究人員和初創公司。 2015年,Twist開始為特定客戶生產;今年該公司將開始全面商業運營。 DNA裝配基于定價模型的每個基礎成本,Leproster表示該公司每個基地10美分的起始價格已經是業內最好的。但她目前的目標是2美分,她解釋說:“在這個價位上,研究人員可以顯著擴大實驗規模,不再受DNA成本的影響。”目前,客戶通常訂購300至1800個堿基。 Le Prostor說,基于DNA分子鏈。

總部位于舊金山的合成生物創業公司Zymergen為其客戶提供更多服務。該公司不僅可以經濟地構建DNA片段,還可以將構建的DNA片段插入微生物中并監測結果。它的首席科學家Zach Serber解釋說,這些結果可以激發下一輪的DNA設計,讓客戶在尋找理想的生物體時能夠實現快速迭代。 “在丟棄一個大網后,當你發現一種可以改善微生物性能的變異時,你可以加倍投注。”塞伯說。

這些初創公司引發了關于基于“生物生產線”的合成生物學產業的激烈討論。但大規模生產DNA的前景并沒有給生物技術顧問兼BioEconomy Capital Venture Fund執行董事Rob Carlson留下深刻印象。 “我不明白這種商業模式,”他說。

卡爾森懷疑,低成本的DNA裝配將導致大量具有微生物利潤的創業公司的出現。 “因此,你可以制造和測試更多的DNA,但這不是困難的部分,”他說。 “從試管到實驗室規模到商業規模,這是成本的90%。”例如,對于一家圍繞藥用酵母開展業務的初創公司,它必須能夠管理大量含有微生物的容器。降低DNA制造初始步驟的成本只能為公司節省一些零用錢,卡爾森說:“多么好,他們有零用錢購買啤酒或周五購買更多比薩餅。”

蓝海赚钱