Biotechnologie

Twist Bioscience (TWST): DNA auf Abruf mit Siliziumchips

mm
Published
Updated
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

Wie Siliziumchip-Technologie die Biotechnologie beschleunigt

Auf den ersten Blick scheinen die Welten der Siliziumtechnologie und der Biotechnologie ziemlich weit auseinander zu liegen.

Auf der einen Seite befassen sich IT‑bezogene Technologien ausschließlich mit von Menschen geschaffenen Systemen. Aus Investitionssicht konzentrieren sie sich häufig stärker auf Software (Betriebssysteme, SaaS, soziale Medien und App‑Store‑Ökosysteme) als auf Hardware (obwohl der jüngste Aufstieg von KI und Nvidia als wertvollstem Unternehmen der Welt dies etwas verändert hat).

Unterdessen geht es in der Biotechnologie darum, ein bereits existierendes, ultra‑komplexes natürliches System zu verstehen. Das Entschlüsseln des Geheimnisses der Biologie erfordert zahlreiche physikalische Experimente, von Labor‑ und Zellkulturen bis hin zu klinischen Studien mit Tausenden von Menschen.

Aus Investitionssicht ist Biotechnologie häufig gleichbedeutend mit der Pharmaindustrie, da der Großteil der Einnahmen des Biotech‑Sektors aus lebensrettenden Medikamenten wie Krebsmedikamenten, Insulin und Blutdruck‑Therapeutika stammt.

Die beiden „Tech“-Sektoren haben jedoch eine verborgene Überschneidung: Fortschritte in der Silizium‑Hardware sind grundlegend für den jüngsten Boom der Biotechnologie‑Kapazitäten. Zum Beispiel nutzen Illumina (ILMN )‑Genom‑Sequenziermaschinen fortschrittliche Laser und Siliziumchips, um ein komplettes Genom für weniger als 200 $ pro Genom zu lesen.

Je mehr Siliziumchips hergestellt wurden, desto effizienter wurde die Next‑Generation‑Sequenzierung (NGS).

In den letzten zehn Jahren ist die Kosten‑pro‑Genom‑Rate so stark gesunken, dass sie zu einem relativ günstigen Test im Arsenal der medizinischen Fachkräfte geworden ist.

Quelle: Illumina

Ein weiteres Unternehmen nutzt jetzt Siliziumchip‑Technologie, um völlig neue Möglichkeiten in der Biotechnologie zu schaffen und DNA so einfach „zu schreiben“ wie Computercode: Twist Bioscience.

(TWST )

DNA auf Abruf schreiben

DNA, RNA und Proteine

Lebende Zellen werden durch ein komplexes Set von Anweisungen gesteuert, die im Genom des Organismus codiert sind – in Form von DNA‑Sequenzen.

Diese Gene werden „gelesen“ und in mRNA umgewandelt, die dann zur Produktion von Proteinen (einschließlich Enzyme) verwendet wird. Wenn Zellen Fabriken wären, wären Gene der Bauplan, mRNA die Anweisungen des Managements und Proteine die Maschinen und Werkzeuge, die die Fabrik ausstatten.

Lange Zeit konnten Biologen nur bestehende genetische Sequenzen mittels PCR‑Technologie duplizieren. Allmählich lernten sie, DNA‑Sequenzen in immer stärker kontrollierter Weise zu modifizieren, bis sie fast jede gewünschte Sequenz auf Abruf herstellen konnten.

Der Markt für DNA‑Synthese wuchs schnell, erreichte 2024 4,5 Mrd. $, und wird voraussichtlich von 2025 bis 2032 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 17,5 % weiter wachsen.

Während die DNA‑Synthese zunächst von Biologie‑ und Medizin‑Forschern dominiert wurde, wird sie heute überwiegend für diagnostische und therapeutische Zwecke eingesetzt – ein Trend, der voraussichtlich anhalten wird.

Dies war jedoch nach wie vor ein mühsamer Prozess, der viel Designarbeit von Wissenschaftlern mit Doktortitel, manuelle Arbeit und teure Chemikalien erforderte. Während die Kapazität zur Sequenzgenerierung mit der Lesekapazität von Genomen wuchs, blieb das Volumen der DNA‑Schreibung nach wie vor unerreichbar.

Quelle: MDPI

Von der Säulen‑Synthese zu Siliziumchips (9.600 Gene pro Lauf)

Durch miniaturisierte Siliziumchips wurde es zunehmend möglich, DNA in winzigen Mengen zu handhaben und auf dieselbe Weise zu synthetisieren.

Das bedeutet, dass DNA‑Synthese jetzt im Nanomaßstab mit einem bislang unerreichten Maß an Kontrolle durchgeführt werden kann – ein einziger Siliziumchip kann fast 10.000 Gene gleichzeitig produzieren, anstatt wie bei klassischen Methoden ein einzelnes Gene nach dem anderen.

Dies ist ein Verfahren, das nicht nur produktiver ist, sondern vollständig automatisiert werden kann, wodurch die Produktion beschleunigt und die damit verbundenen Arbeitskosten reduziert werden.

Übersicht über Twist Bioscience

Gegründet im Jahr 2013 war Twist ein Pionier beim Einsatz von DNA‑Synthese auf Chips, ein Teil des wachsenden Feldes der synthetischen Biologie.

Zwölf Jahre später erwirtschaftet das Unternehmen fast 100 Mio. $ Umsatz pro Quartal (96,1 Mio. $ im 3. Quartal 2025, ein Anstieg von 18 % gegenüber dem Vorjahr) und strebt die Milliardengrenze beim Jahresumsatz an.

“Im dritten Quartal des Geschäftsjahres 2025 haben wir ein weiteres Quartal Rekordumsatz erzielt.

Wir haben Hunderte neuer Kunden gewonnen und die erste von einer Reihe geplanter SynBio‑Portfolio‑Erweiterungen gestartet, wodurch die Grundlage für ein robustes, nachhaltiges Wachstum gelegt wurde.”

Emily M. Leproust – CEO & Mitbegründerin von Twist Bioscience.

Twist beschäftigt rund 1.100 + Mitarbeiter. Das Unternehmen hat seinen Sitz in San Francisco und weitere Niederlassungen in den USA, Israel, China, Singapur und Korea. Der Großteil der Fertigung erfolgt entweder in San Francisco oder an dem 100 Mio. $‑„Factory of the Future“ in Wilsonville, Oregon, das eine Fläche von 210.000 ft² bietet.

„Wir müssen für die nächsten 18 bis 24 Monate Raum planen. Während wir uns darauf konzentrieren, unser erstes Portland‑Werk erfolgreich aufzubauen, um Anfang 2022 erste Produkte zu liefern, halten wir es für unerlässlich, das langfristige Wachstum, das wir sehen, zu berücksichtigen.“

Emily M. Leproust (2021)‑ CEO und Mitbegründerin von Twist Bioscience

Der Großteil der Einnahmen des Unternehmens stammt aus dem nordamerikanischen Markt, doch auch die europäischen Verkäufe wachsen schnell.

Geschäftsbereiche von Twist Bioscience

Die Unternehmensunterteilungen basieren alle auf einer gemeinsamen Grundtechnologie, der DNA‑auf‑Silizium‑Plattform, unterscheiden sich jedoch erheblich in Endprodukten und adressierten Märkten.

NGS

Die Next‑Generation‑Sequenzierungs‑Aktivität ist das größte Segment des Unternehmens und verantwortlich für mehr als die Hälfte des Gesamtumsatzes.

Sie ermöglicht die Analyse komplexer DNA‑Sequenzen, einschließlich Aufgaben wie Liquid‑Biopsy, also dem Nachweis von Krebs‑Zell‑DNA aus einer einfachen Blutprobe.

Im 3. Quartal 2025 wuchs NGS um 27 % gegenüber dem Vorjahr und war damit der mit Abstand größte Wachstumstreiber des Unternehmensumsatzes. Infolgedessen wird dieses Segment in naher Zukunft noch bedeutender werden.

Das neue Produkt des Unternehmens, das „Twist cfDNA Pan‑Cancer Reference Standard v2“, kann 458 einzigartige, natürlich vorkommende Krebs‑Varianten (circulating tumor DNA, oder ctDNA) nachweisen und deckt 84 verschiedene Gene ab, die an Krebs beteiligt sind.

Quelle: MedLine Plus

Weitere NGS‑Produkte von Twist gehen über das reine Lesen von genetischen Sequenzen hinaus, zum Beispiel:

„Das Sequenzieren von cfDNA gibt uns die Möglichkeit, deutlich mehr über den Status des Krebses zu erfahren – welche Krebsart vorliegt, ob sie wahrscheinlich auf die Erstlinientherapie anspricht und ob emergente Mutationen die Reaktion beeinflussen könnten?“

Mark Murakami ‑ MD & Assistenzprofessor für Medizin an der Harvard Medical School

SynBio

SynBio geht über das reine Lesen von Genen (NGS) hinaus und bietet spezialisierte Werkzeuge für bestimmte biotechnologische Forschungs‑ oder medizinische Bedürfnisse. Zum Beispiel:

BioPharma‑Lösungen

Dieses Segment ist das kleinste hinsichtlich Umsatzes und besteht im Wesentlichen aus intern für Twist‑F&E entwickelten Werkzeugen, die später zu Dienstleistungen umfunktioniert wurden. Dazu gehören zum Beispiel:

Dieses Segment spiegelt das Potenzial des langfristigen F&E‑Fokus des Unternehmens wider, wobei viele andere Aktivitäten aus vor vielen Jahren initiierten Forschungsprogrammen hervorgegangen sind.

Weitere Anwendungen

AgriBio

Nicht alle Anwendungen der synthetischen Biologie und der DNA‑Sequenz‑Produktion auf Chips sind biomedizinisch. Ein weiteres, schnell wachsendes Feld ist die Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion.

Diese Methoden können zur Verbesserung von Pflanzen und Nutztieren eingesetzt werden, etwa um deren Fähigkeit zu stärken, extreme Temperaturen, Dürre, Salzgehalt oder Schädlingsdruck zu überstehen.

Synthetische‑Biologie‑Werkzeuge können zudem neue Gene identifizieren und diese nutzen, um Mikroben zu entwickeln, die Stickstoff effizienter fixieren, mehr Kohlenstoff binden und unter widrigen Bedingungen wachsen.

Schließlich können NGS‑Werkzeuge für die schnelle Erkennung und Überwachung von Pflanzen‑ und Tierpathogenen eingesetzt werden.

Daten­speicherung

Eine noch innovativere Anwendung von Twist‑Bioscience‑Werkzeugen ist die Datenspeicherung, bei der DNA potenziell siliziumbasierten Speichern für bestimmte Anwendungsfälle ersetzen könnte und damit die Verknüpfung von Silizium‑Tech und Biotech weiter verdeutlicht.

DNA ist tatsächlich ein außerordentlich dichtes Informationsmedium: Die Informationsdichte von DNA beträgt 1,47 Terabit/mm² bzw. 950 Terabit/in² – mehr als 800‑mal dichter als die Festplatten von Computern.

Sinkende Kosten und Verbesserungen in der Genauigkeit der synthetischen DNA‑Synthese, zu einem großen Teil getrieben durch Twist Bioscience, ermöglichen heute hochwertige DNA‑Datenspeicherung.

DNA‑Datenspeicherung ist über sehr lange Zeiträume stabil, erfordert keine teuren oder umweltschädlichen Materialien und verbraucht zudem keine Energie.

Traditionelle Medien verschlechtern sich im Laufe der Zeit – selbst in streng kontrollierten Umgebungen. Synthetische DNA‑Speicherung ist in einer normalen Büroumgebung mit 99,99999999999 % Zuverlässigkeit stabil.

Die DNA‑Data‑Storage‑Alliance wurde kürzlich gegründet und umfasst das DNA‑Synthese‑Unternehmen Twist Bioscience, das Genom‑Sequenzier‑Unternehmen Illumina, das Daten‑Speicher‑Unternehmen Western Digital, Microsoft, Lenovo und viele andere.

Diese Technologie wurde im Mai 2025 in ein separates Unternehmen ausgegliedert, unter dem Namen Atlas Data Storage, das anschließend 155 Mio. $ Seed‑Finanzierung erhalten hat.

Atlas wird Twist’s bestehende DNA‑Datenspeicher‑Technologie lizenzieren und die Kommerzialisierung über Early‑Access‑Programme vorantreiben.

„Die Chance, ein völlig neues Speichermedium zu schaffen, entsteht selten. Bei Atlas Data Storage gehen wir als Pioniere die Nutzung von DNA für hochkapazitäre Speicherung an.

DNA ermöglicht hoch skalierbare, ultra‑dichte, sichere und permanente Datenspeicherung, und das Potenzial, die Speicherlandschaft zu verändern, ist enorm. Atlas verfügt über das richtige Team und die Technologie, um dieses Versprechen zu realisieren.“

Varun Mehta, CEO von Atlas Data Storage.

Während DNA‑Speicherung stabiler und energieeffizienter ist, bleibt das Auslesen von DNA wesentlich komplexer als das Auslesen einer Festplatte. Daher ist DNA‑Speicherung wahrscheinlich am besten für Archivdaten und andere selten abgefragte Daten geeignet.

Innovativer Vertriebskanal

Wenn technologische Innovation das Herzstück von Twist Bioscience ist, ist das Unternehmen auch beim Vertriebskanal sehr innovativ.

Traditionell ist die Bestellung von kundenspezifischen DNA‑ oder RNA‑Sequenzen ein eher langsamer und komplexer Prozess, der Zeit und erfahrene Fachleute erfordert und dessen Endkosten schwer abzuschätzen sind.

Stattdessen bietet Twist einen Online‑Service mit sofortiger Schätzung, ob die Sequenz produziert werden kann, automatisierten Angeboten und automatisierter Auftragsverfolgung.

Da Wissenschaftler und Mediziner selten bürokratische Hürden mögen, die ihre Forschung behindern, oder überhaupt mit Vertriebsmitarbeitern interagieren müssen, wird dies zu einem starken Wettbewerbsvorteil für das Unternehmen.

Twist verfügt über sehr gute interne Werkzeuge, die das Design‑Team nutzt, um die Effizienz der frühen Panel‑Entwicklung zu verbessern.

Deshalb nutzen wir Twist weiterhin, weil wir die konsistente chemische Abdeckung sehr zu schätzen wissen und die Zusammenarbeit mit dem Design‑Team ein echtes Vergnügen war. Das zählt für mich sehr viel.

Mark Murakami ‑ MD & Assistenzprofessor für Medizin an der Harvard Medical School

Das Unternehmen stellt zudem Online‑Tools zur Optimierung der bestellten genetischen Sequenz bereit, mit ergonomischen Funktionen, die in akademisch entwickelten Tools selten zu finden sind.

Die Benutzerfreundlichkeit erleichtert zudem die Einarbeitung neuer Kunden, wobei das Unternehmen ein wachsendes Ausgabenvolumen beobachtet – „von einem 100 $‑Gen bis zu einem 250.000 $‑Entdeckungsprojekt“.

Bei größeren Bestellvolumina ist zudem eine Integration über die API des Unternehmens für Beschaffungs‑Integration, gesicherte Whitelist‑IP‑Adressen und Budget‑Prognosen möglich.

Grüne Biotechnologie

Dank des deutlich geringeren Volumens an chemischen Verbindungen, das auf den Siliziumchips im Vergleich zu herkömmlichen Methoden verwendet wird, ist die DNA‑Synthese von Twist zudem wesentlich umweltfreundlicher.

Beispielsweise emittieren die NGS‑Oligopanels des Unternehmens fast 3.000‑mal weniger CO₂ als ältere Verfahren.

Dasselbe gilt für die SynBio‑DNA‑Schreibkapazität, die beim konventionellen Ansatz überraschend umweltschädlich ist – sie entspricht 59 Meilen Autofahrt pro erzeugtem Gen, verglichen mit 0,092 Meilen bei Twist Bioscience.

Da die Branche von einer niedrigen, forschungs‑fokussierten Nachfrage zu einer massiven Nutzung für Diagnostik, Therapie und Umwelt‑Monitoring übergeht, werden die damit verbundenen CO₂‑Emissionen und Umweltverschmutzungen zu einem wachsenden Problem.

Dies könnte die Wahl des Fertigungspartners bei der DNA‑Synthese beeinflussen, insbesondere im Hinblick auf die Auswirkungen auf das ESG‑Profil eines Unternehmens.

Wischen zum Scrollen →

Metrik Legacy‑96‑Well‑Synthese Twist‑Silizium‑Chip‑Synthese Hinweise / Quelle
Gene pro Lauf ~1 ~9.600 Unternehmens‑Technologie‑Übersicht. :contentReference[oaicite:23]{index=23}
Oligos pro Chip ~96 >1.000.000 Unternehmens‑Blog/Tech‑Seiten. :contentReference[oaicite:24]{index=24}
Reagenzverbrauch pro Gen Basislinie ≈‑99,8 % ESG‑Bericht / Nachhaltigkeits‑Hinweise. :contentReference[oaicite:25]{index=25}
NGS‑Panel CO₂ vs Legacy Höher Bis zu ~3.000× niedriger Investoren‑Folien (Umwelt‑Profil). :contentReference[oaicite:26]{index=26}

Fazit

Das bedarfsorientierte Drucken von DNA‑Sequenzen in Tausenden zu niedrigen Kosten revolutioniert die Möglichkeiten der Biotechnologie.

Zum Beispiel könnte die Krebsdiagnose bald nur noch eine Blutprobe erfordern, anstatt teurer, unangenehmer und oft unzuverlässiger Screening‑Methoden wie Scanner und Biopsien.

Auf ähnliche Weise verändert die Möglichkeit, komplette Genome zu schreiben, das Potenzial für die genetische Manipulation von Pflanzen, Tieren oder vielleicht eines Tages Menschen, insbesondere in Kombination mit Methoden wie CRISPR, die künstliche Sequenzen in lebende Organismen einbringen.

Sie könnte sogar zu einer Methode werden, Daten für die Nachwelt zu speichern.

Damit wird Twist Bioscience zu einem potenziellen Schlüssel­lieferanten für die meisten Pharmaunternehmen weltweit, die auf Unternehmen wie Twist angewiesen sein werden, um ihnen eine Fülle günstiger und zuverlässiger synthetischer DNA‑ & RNA‑Sequenzen bereitzustellen.

Neueste Twist Bioscience (TWST) Aktien‑Nachrichten und Entwicklungen

mm

Jonathan ist ein ehemaliger Biochemiker-Forscher, der in der genetischen Analyse und klinischen Studien tätig war. Er ist jetzt ein Börsenanalyst und Finanzautor mit Fokus auf Innovation, Marktzyklen und Geopolitik in seiner Publikation The Eurasian Century.