Εστίαση
Ginkgo Bioworks (DNA): Κατασκευάζοντας Ζωή Κατά Παραγγελία
Μια Νέα Εποχή Για Τη Βιοτεχνολογία
Με την πάροδο του χρόνου, οι γνώσεις για την ιατρική και τη βιοτεχνολογία έχουν αλλάξει σε διαδοχικές σημαντικές φάσεις. Αρχικά, ήταν κυρίως για την κατανόηση των φυσικών βιοχημικών διαδικασιών. Στη συνέχεια, τα συνθετικά χημικά φάρμακα άρχισαν να αλλάζουν αυτές τις διαδικασίες. Στη συνέχεια, η βιομηχανικήAllowed για την παραγωγή από GMO μικροοργανισμούς φθηνών και ασφαλών ινσουλίνης, ορμονών ανάπτυξης, κ.λπ.
Σήμερα, πολλές τεχνολογίες συναντώνται για να ανοίξουν μια άλλη εποχή των βιοεπιστημών: Μεγάλα δεδομένα, AI, αυτοματοποίηση, ακριβής γενετική μηχανική, προηγμένα ανάλυση, κ.λπ.
Αυτή η φάση των μηχανημάτων οργανισμών και θεραπειών δεν είναι απλώς διόρθωση ή αναπαραγωγή του τι φυσικά έκανε, αλλά αντίθετα δημιουργώντας από το μηδέν εντελώς νέες ικανότητες. Αυτό θα μπορούσε να είναι ένα ριζικά νέο εργαλείο για την επίλυση των περισσότερων προβλημάτων του σύγχρονου κόσμου: ρύπανση από πλαστικά, κλιματική αλλαγή, βιώσιμη γεωργία, μη ρυπογόνος βιομηχανική παραγωγή, βιοασφάλεια, ανίατη ασθένεια, αναγεννητική ιατρική, θεραπείες μακροζωίας, κ.λπ.
Η διαχείριση για την αντιμετώπιση αυτής της εντελώς νέας τεχνολογικής στοίβας, επάνω στην ήδη σύνθετη εγκατάσταση της ιατρικής έρευνας, κλινικών δοκιμών ή βιομηχανικών εγκαταστάσεων, μπορεί να είναι δύσκολο, ακόμη και για τους ηγέτες της βιομηχανίας.
Γι’ αυτό, ειδικευμένες εταιρείες εμφανίζονται για να παρέχουν την εμπειρογνωσία τους ως υπηρεσία με “Research-as-a-Service” ή “organisms-on-demand” νέες μορφές προσφοράς. Και ηγείται αυτού του αναδυόμενου τομέα είναι μια εταιρεία: Ginkgo Bioworks.
(DNA )
Οι Αρχές Της Ginkgo Bioworks
Η εταιρεία ιδρύθηκε το 2008 από πέντε επιστήμονες του MIT, για την παραγωγή GMO βακτηρίων για βιομηχανικές εφαρμογές. Η βασική ιδέα ήταν ότι οι περισσότερες εργασίες που χρησιμοποιούν τροποποιημένα μικροοργανίσματα πρέπει να επαναλαμβάνουν ξεχωριστά τα ίδια βήματα πριν φθάσουν σε ένα χρήσιμο προϊόν.
Αντίθετα, μια εταιρεία όπως η Ginkgo θα μπορούσε να εκτελέσει αυτά τα βήματα μια φορά και στη συνέχεια να αδειοδοτήσει πολλαπλά προϊόντα από αυτή τη κοινή τεχνολογική και βιολογική βάση.
Σκεφτείτε ένα κύτταρο. Είναι ένα είδος μικρής μηχανής που τρέχει σε ψηφιακό κώδικα, πολύ παρόμοιο με einen υπολογιστή, εκτός από το ότι ο κώδικας – αντί για μηδενικά και ένα, είναι A, T, C και G.
Έτσι, η συνθετική βιολογία είναι η προγραμματισμός κυττάρων όπως προγραμματίζουμε υπολογιστές, αλλάζοντας τον κώδικα DNA μέσα τους. Είμαστε ένα είδος προγραμματιστών κυττάρων για εργασία. Η δουλειά μας είναι να κάνουμε το κύτταρο να κάνει ότι θέλουν οι πελάτες μας.
Η Ginkgo ήταν η πρώτη βιοτεχνολογική εταιρεία που εντάχθηκε στο φημισμένο πρόγραμμα επιτάχυνσης=start-up Y Combinator το 2014 και ήταν σε ένα σημείο μια από τις μεγαλύτερες ιδιωτικές βιοτεχνολογικές εταιρείες, τιμημένη σε 4,2 δισεκατομμύρια δολάρια το 2019.
Η εταιρεία έγινε δημόσια το 2021 μέσω μιας συγχώνευσης SPAC και κατάφερε να εξασφαλίσει το ticker NYSE DNA, που held previously από την πιονιέρα της βιοτεχνολογίας Genentech (πριν από την απόκτησή της από την Roche).
Οι Μοναδικές Υπηρεσίες & Υποδομή Της Ginkgo
Αυτοματοποίηση Ginkgo
Ένα πρωτότυπο σημείο πώλησης για την Ginkgo ήταν ότι παρήγαγε βιολογικά δεδομένα με αυτοματοποιημένο και συνεπή τρόπο.
Αυτό είναι μια κρίσιμη εξέλιξη για τη βιοτεχνολογία, поскольку οι δυσκόλως αναπαραγώγιμες ή συγκρίσιμες μελέτες έχουν πLAGUED την βιομηχανία και οποιαδήποτε προσωρινή προσπάθεια να συστηματοποιήσει τις επιστημονικές ανακαλύψεις.
Η αυτοματοποίηση, αντί της χρονοβόρας και αργής χειροκίνητης εργασίας από ερευνητές PhD, είναι επίσης απαραίτητη για να διατηρήσει τον έλεγχο των εξόδων.
Για να λύσει αυτά τα προβλήματα, η εταιρεία ανέπτυξε τα Reconfigurable Automation Carts (RACs), ένα modουλαρικό δομικό στοιχείο για να δημιουργήσει αυτοματοποιημένα βιοлаб, με ρομποτικά βραχίονες, ασύρματη σύνδεση και modουλαρικές θύρες ανάλυσης συσκευών.
Source: Ginkgo Bioworks
Μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους για να δημιουργήσουν ένα είδος “αλυσίδας συναρμολόγησης” για επιστημονικές πειράματα και βιοαναλύσεις.
Source: Ginkgo Bioworks
Αυτή η λύση συνδυάζεται με μια προσφορά λογισμικού, δημιουργώντας μια ευέλικτη λύση που μπορεί να προσαρμοστεί και να τροποποιηθεί σε λίγες ημέρες ή ώρες, σε σύγκριση με πιο αυστηρές ερευνητικές υποδομές που απαιτούν μήνες ακριβούς αναδιαμόρφωσης για νέες εργασίες.
Ginkgo Datapoint
Ενώ η Αυτοματοποίηση γεννά τα βιολογικά δεδομένα, η Datapoint τα επεξεργάζεται σε χρήσιμες πληροφορίες.
Το κλειδί είναι η γρήγορη παραγωγή δεδομένων που μπορούν να οδηγήσουν σε νέες υποθέσεις και τη γρήγορη επανάληψη νέων πειραμάτων για να συνεχίσει να προχωρά.
Source: Ginkgo Bioworks
Με αυτή τη υπηρεσία, η Ginkgo μπορεί να παρέχει δεδομένα που ανήκουν εξ ολοκλήρου στον πελάτη, το οποίο είναι ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα για συνεργασίες με άλλες βιοτεχνολογικές ή φαρμακευτικές εταιρείες.
Τα δεδομένα μπορούν να παραχθούν σε τόσο λίγο χρόνο όσο 3 εβδομάδες, με πάνω από 10.000 in vitro χημικές και γενετικές παρεμβάσεις σε κάθε τύπο κυττάρου, και μια μεγάλη επιλογή μεθόδων ανάλυσης διαθέσιμων για να μελετήσουν τα αποτελέσματα.
Το ίδιο σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη γρήγορη παραγωγή νέων αντισωμάτων, ενός τύπου μορίου που γίνεται γρήγορα ένα κλειδί φάρμακο στην ογκολογία και άλλα ιατρικά πεδία. Η Ginkgo μπορεί να οθόνες μέχρι 2.400 διαφορετικά αντίσωμα σε παράλληλο, χάρη σε eine αξία 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων αυτοματοποιημένης υγρής εργαστηριακής υποδομής.
Source: Ginkgo Bioworks
Τέλος, αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη γρήγορη παραγωγή και δοκιμή νέων ακολουθιών mRNA.
Source: Ginkgo Bioworks
Συνολικά, αυτά τα δεδομένα θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να εκπαιδεύσουν ειδικούς πράκτορες AI στην έρευνα βιοτεχνολογίας, είτε απευθείας από την Ginkgo είτε από τους πελάτες της εάν είναι έτοιμοι να πληρώσουν για μια ατελείωτη πρόσβαση σε αυτά τα δεδομένα. Ή για εκείνη τη υπόθεση, ίσως βοηθώντας τον AI να υπολογίζει με έναν πιο ενεργειακά αποδοτικό τρόπο με organoids, μικρά εγκεφαλικά που μεγαλώνουν σε εργαστήριο και μπορούν να συνδεθούν με πυρήνες πυριτίου.
Τμήματα Ginkgo Bioworks
Επειδή το πιθανό για τα custom βιομηχανικά οργανικά και τη συνθετική βιολογία είναι τόσο τεράστιο, η Ginkgo έχει πιθανότητα σε πολλές εξαιρετικά μεγάλες αγορές, ιδιαίτερα στη γεωργία, βιολογικά φάρμακα, βιοασφάλεια, κυβερνητικά προγράμματα και βιομηχανική βιοτεχνολογία.
Γεωργία
Καθώς η σύγχρονη γεωργία πιέζεται από την ανάγκη για πιο βιώσιμες πρακτικές, εισβολείς είδη, υποβαθμισμένα εδάφη και κλιματική αλλαγή, νέες ποικιλίες καλλιεργειών είναι σε υψηλή ζήτηση.
Η εταιρεία λειτουργεί το δικό της θερμοκήπιο και έχει πρόσβαση σε 387.000+ στελέχη αγροτικών φυτών, καθώς και 2,7 δισεκατομμύρια γονίδια σε μια ιδιωτική μεταγενομική βάση δεδομένων που σχεδόν δεν перекρывается με δημόσιες βάσεις δεδομένων γονιδίων.
Ο στόχος αυτής της ενότητας είναι χωρισμένος μεταξύ προστασίας καλλιεργειών (ενάντια σε εχθρούς και ασθένειες), θρέψης καλλιεργειών (βελτίωση λίπανσης), και ιδιοτήτων φυτών (ταχύτητα ανάπτυξης, απόδοση, αντοχή σε νερό ή θερμικό στρες, κ.λπ.).
Τα προϊόντα της Ginkgo βοηθούν στη δημιουργία βιοελέγχου για εχθρούς που αλλιώς χρειάζονται χημικές θεραπείες για να μην καταστρέψουν τις καλλιέργειες, όπως για παράδειγμα η συνεργασία με Vitales για τον έλεγχο κρίσιμων ασθενειών σόγιας στη Βραζιλία.
“Η συνεργασία με την Ginkgo μας επιτρέπει να επιταχύνουμε το χρονοδιάγραμμα για την εισαγωγή νέων βιολογικών λύσεων στην αγορά. Η εμπειρογνωσία της Ginkgo στη ζύμωση και τη διαμόρφωση, με ομάδες που εργάζονται συνεργατικά υπό την ίδια στέγη, θα επιταχύνει την ανάπτυξη οικονομικά βιώσιμων εννοιών προϊόντων.”
Fernando Eduardo Alves de Sousa – Βιολογικές Επιστήμες, Vitales
Η λίστα πελατών της Ginkgo στις αγροτικές επιχειρήσεις περιλαμβάνει ηγετικές εταιρείες όπως οι παγκόσμιοι ηγέτες Bayer και Syngenta.
Η συνεργασία με την Bayer στοχεύει στην αντικατάσταση των λίπανων αζώτου με βακτήρια; τα λίπανα αζώτου καταναλώνουν το 5% του συνολικού παγκοσμίου φυσικού αερίου που χρησιμοποιείται και ευθύνονται για το 3% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων θερμοκηπίου.
Βιοφαρμακευτική
Ως ένας από τους μεγαλύτερους χρήστες χρημάτων στη βιοτεχνολογική βιομηχανία, ο τομέας των βιοφαρμακευτικών είναι πολύ σημαντικός για την Ginkgo. Η εταιρεία έχει εξασφαλίσει σχέσεις με ένα εντυπωσιακό ρόστερ μεγάλων φαρμακευτικών εταιρειών, συμπεριλαμβανομένων των Pfizer, Novo Nordisk, Biogen, Moderna και Boehringer Ingelheim.
“Πιστεύουμε ότι η Ginkgo έχει μια μοναδική συνδυασμό εμπειρογνωσίας προγραμματισμού κυττάρων, ιδιόκτητων εργαλείων και γνώσης βιολογικών συστημάτων που την κάνουν έναν ιδανικό συνεργάτη.”
Alphonse Galdes – Fmr. Head of Pharmaceutical Operations & Technology at Biogen
Η συνεργασία και οι υπηρεσίες είναι οργανωμένες γύρω από 6 διαφορετικά κύρια θέματα:
- Βελτιωμένη παραγωγή βιολογικών & πεπτιδίων, ιδιαίτερα για Novo Nordisk και Selecta Biosciences.
- Παραγωγή ενεργών φαρμακευτικών συστατικών (API) μέσω μεγάλης κλίμακας βιοκατάλυσης και ζύμωσης.
- Μοριακά διαγνωστικά λύσεις, μέσω ιδιόκτητης βάσης δεδομένων ενζύμων και εμπειρογνωμόνων σχεδιαστών ενζύμων.
- Γενική θεραπεία, με εστίαση σε λιπίδια νανοσωματίδια και AAVs (ιικά κάλυμματα) για την παράδοση του γενετικού υλικού.
- Θεραπεία κυττάρων & επεξεργασία γονιδίων χρησιμοποιώντας CAR-T, CRISPR, και άλλη προηγμένη μέθοδο για ακριβή επεξεργασία γονιδίων.
- Θεραπείες RNA & εμβόλια βελτιώνοντας τις ακολουθίες mRNA και circRNA για βελτιωμένη αντοχή και έκφραση πρωτεΐνης, ιδιαίτερα για Moderna και Pfizer, και αξιοποιώντας δεδομένα mRNA για την παραγωγή AI μοντέλων.
“Η πρόσβαση στην ιδιόκτητη πλατφόρμα της Ginkgo θα βοηθήσει την Pfizer να αναζητήσει νέες και ενθουσιαστικές RNA κατασκευές με βελτιωμένη σταθερότητα και έκφραση που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε πιο αποτελεσματικές θεραπείες.”
Will Somers – Head of Biomedicine Design at Pfizer
Μεταξύ των κλειδιών συνεργασιών που μεγαλώνουν πρόσφατα, η Novo Nordisk έχει επεκτείνει τη σύνδεσή της με την Ginkgo το 2024. Αυτό που ξεκίνησε το 2022 με một στενό焦点 στην παραγωγή βελτιστοποίησης είναι τώρα επίσης κοιτάζει να το επεκτείνει ευρύτερα, καθώς και να προσθέσει ανακάλυψη και ανάπτυξη νέων φαρμακευτικών προϊόντων με βάση τις πρωτεΐνες.
“Αυτή η πρόοδος είναι ένας ισχυρός δείκτης του потенταμικού που έχουμε να μηχανήσουμε βιολογικά συστήματα που θα επεκτείνουν τον χημικό χώρο των βιολογικών φαρμάκων.”
Brian Vandahl – SVP, Global Research Technologie at Novo Nordisk”
Άλλα διάφορα προγράμματα έρευνας και συνεργασίες της Ginkgo που μπορούν να αναφερθούν περιλαμβάνουν:
- Κανναβινοειδή
- Προγραμματιζόμενα μικροοργανίσματα για ασθένειες του εντέρου
- Βιοαποκατάσταση μικροπλαστικών
- Ανακύκλωση αποβλήτων και ρύπων
Source: Ginkgo Bioworks
Βιοασφάλεια & Κυβέρνηση
Κατά τη διάρκεια της πανδημίας, η Ginkgo παρείχε βοήθεια στην παραγωγή τεστ για την ανίχνευση του Covid-19, με 15+ εκατομμύρια δείγματα που εξετάστηκαν σε 11 κρίσιμους διεθνείς αερολιμένες.
Τώρα βοηθά με παρακολούθηση H5N1 (αβιανός ιός) μέσω γενωμικής επιτήρησης χρησιμοποιώντας ανώνυμα δείγματα γάλακτος.
Η εταιρεία εκτελεί αυτές τις εργασίες κυρίως μέσω 2 εργαλείων: Horizon και Canopy.
Horizon
Αυτό είναι ένα βιολογικό σύστημα αναφοράς λογισμικού και βάσης δεδομένων με τοπική βιοπληροφορική (BIOINT) για γεωγραφίες ενδιαφέροντος. Η γενική ιδέα είναι να παρέχει καλύτερα δεδομένα στους λήπτες αποφάσεων σε νοσοκομεία, κυβερνήσεις, αεροπορικές εταιρείες, κ.λπ.
Αυτό γίνεται μέσω συστημάτων προειδοποίησης, προβλέψεων & μοντελοποίησης λοιμώξεων, ταυτοποίησης υψηλού κινδύνου κέντρων, αξιολόγησης ετοιμότητας και διαχείρισης προμήθειας, και μπορεί ακόμη να χρησιμοποιηθεί για την εκπαίδευση προσαρμοσμένων AI.
Canopy
Canopy είναι ένα τοπικό σύστημα επιτήρησης παθογόνων χρησιμοποιώντας γρήγορη PCR για ανίχνευση, अगलής γενιάς αλληλούχηση και ανάλυση AI.
Αυτό είναι σχεδιασμένο για να παρέχει προειδοποίηση, καλύτερη αξιολόγηση της πραγματικής κατάστασης και να γεμίσει τα κενά στις δημόσιες δεδομένα.
Μαζί με το Horizon, η Ginkgo μπορεί να βοηθήσει να χειριστεί καλύτερα πιθανές πανδημίες, συνεχιζόμενες επιδημίες και γενικές βιοαπειλές.
Βιομηχανική Βιοτεχνολογία
Πολυάριθμες χημικές και βιομηχανικές συστήματα εξαρτώνται από μεγάλες ποσότητες τοξικών και/ή ρυπογόνων υλικών και μπορούν να είναι πολύ ενεργοβόρες. Σε θεωρία, τα περισσότερα από αυτά θα μπορούσαν να αντικατασταθούν από τις βιοχημικές ικανότητες των μικροοργανισμών, φυτών ή απομονωμένων ενζύμων.
Η Ginkgo συνεργάζεται τώρα με σημαντικές εταιρείες στον τομέα που παράγουν χρωστικές, αρώματα, κ.λπ. όπως Givaudan, Robertet, ή Solvay.
Αυτό μπορεί να αντικαταστήσει χημικά ή μεταλλικά καταλύτες με βιοκαταλύτες, να αντικαταστήσει τεχνητά συστατικά με φυσικά, ή να παράγει φθηνά και πιο αξιόπιστα λειτουργικά πρωτεΐνες.
Αβεβαιότητα Μοντέλου Επιχείρησης Ginkgo
Παρά τις εξαιρετικές τεχνικές επιτεύξεις, η Ginkgo έχει δυσκολευτεί από την πλευρά της επένδυσης και της τιμής μετοχής.
Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο μοναδικό της μοντέλο επιχείρησης, το οποίο πολλοί αμφισβητούν ότι θα μπορούσε να φέρει αρκετά χρήματα για να δικαιολογήσει την πολύ υψηλή του αξιολόγηση το 2021, η οποία ήταν περαιτέρω φουσκωμένη από την γενική υψηλή αξιολόγηση του整ικού βιοτεχνολογικού τομέα κατά τη διάρκεια της πανδημίας.
Το γεγονός ότι η Ginkgo δεν λαμβάνει δικαιώματα για τις ανακαλύψεις της είναι ένα εμπορικό πλεονέκτημα για την υπογραφή συμφωνιών, αλλά μπορεί επίσης να εμποδίσει nghiêm重ώς την ικανότητά της να κερδίσει χρήματα από αυτές σε μακροπρόθεσμο ορίζοντα.
Ορισμένα στοιχεία που δείχνουν ότι αυτό είναι πιθανό να αρχίσει να αλλάζει. Πρώτο είναι η παράδοση ενός σημαντικού ορόσημου σε ένα έργο με την Merck, οδηγώντας σε eine πληρωμή 9 εκατομμυρίων δολαρίων στο Q4 2024, και η έναρξη του σταδίου 2 του έργου με περαιτέρω μεγαλύτερες πληρωμές να αναμένεται.
Όπως αυτό θα οδηγήσει σε βελτίωση της διαδικασίας παραγωγής βιολογικών της Merck, είναι επίσης πιθανό να παράγει περαιτέρω εισόδημα για την Ginkgo στο δρόμο.
Μελλοντικό Μοντέλο Επιχείρησης Ginkgo
Σε κάποιο βαθμό, η εταιρεία είναι πιθανό να πρέπει να εκτελέσει κάποιες πρόσθετες μεταβάσεις στο μοντέλο επιχείρησής της για να πείσει τους επενδυτές να επιστρέψουν στην εταιρεία.
Μια από αυτές θα μπορούσε να είναι η μετάβαση σε μια πιο σκληρή κατεύθυνση, κάτι που έχει ήδη αρχίσει με την πώληση αυτοματοποιημένων εργαστηρίων σε ερευνητές, αφού λειτουργούσε κυρίως μόνο από αυτές τις εγκαταστάσεις.
Μια άλλη επιλογή θα μπορούσε να είναι για την Ginkgo να αρχίσει περισσότερη συμβατική παραγωγή σε κλίμακα. Η εμπειρογνωσία της στη βιοεπιστήμη, το σχεδιασμό εργαστηριακής υποδομής και την βελτίωση της παραγωγής για γίγαντες όπως η Merck της δίνει ένα σοβαρό πιστωτικό για να επιτύχει σε αυτή τη διαδρομή.
Τέλος, θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι τα περιουσιακά στοιχεία της εταιρείας, όπως για παράδειγμα δισεκατομμύρια δολάρια σε αυτοματοποιημένα υγρά εργαστήρια, είναι σοβαρά εκτιμημένα στην τρέχουσα αγοραία κεφαλαιοποίηση, που βρίσκεται κάτω από 0,5 δισεκατομμύρια δολάρια.
Μακριά από μια απλή εταιρεία με πνευματική ιδιοκτησία, η Ginkgo έχει επίσης κάποια στερεά φυσικά περιουσιακά στοιχεία για να υποστηρίξει τη δραστηριότητά της και θα ήταν δύσκολο να αναπαραχθεί από οποιοδήποτε ανταγωνιστή.
Συμπέρασμα
Ginkgo Bioworks είναι一个 πιονιέρων στη συνθετική βιολογία, έχοντας κάνει ένα βήμα στην βιομηχανία σχεδόν 2 δεκαετίες πριν.
Από τεχνικής πλευράς, έχει και συνεχίζει να επαναδιαμορφώνει τον τρόπο με τον οποίο τα βιολογικά δεδομένα παράγονται, αναλύονται και μετατρέπονται σε χρήσιμες εφαρμογές. Αυτό έχει μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στη γεωργία, την ιατρική, τη βιοτεχνολογία και τη βιομηχανική χρήση βιοπροϊόντων.
Είναι επίσης μια εταιρεία που μπορεί να ήταν πολύ φιλόδοξη για το δικό της καλό, και για τους επενδυτές που αγόρασαν μετοχές της εταιρείας στο υψηλότερο σημείο της το 2021. Η δυσκολία στην κέρδη αρκετά χρήματα γρήγορα έχει προκαλέσει ανησυχίες και έχει προκαλέσει μια διαρκή κρίση, που αντικατοπτρίζεται από την πτώση της τιμής της μετοχής.
Τελευταία για Ginkgo Bioworks
