Ginkgo Bioworks (DNA): मांग पर जीवन का निर्माण

बायोटेक के लिए एक नया युग

Over time, knowledge about medicine and biotechnology has changed in successive important phases. At first, it was mostly about understanding natural biochemical processes. Then, synthetic chemical drugs started to alter these processes. Then, bioengineering allowed for the production by GMO microbes of cheap and safe insulin, growth hormone, etc.

समय के साथ, दवा और बायोटेक्नोलॉजी के बारे में ज्ञान क्रमिक महत्वपूर्ण चरणों में बदलता गया है। शुरू में, यह मुख्यतः प्राकृतिक जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को समझने के बारे में था। फिर, सिंथेटिक रासायनिक दवाओं ने इन प्रक्रियाओं को बदलना शुरू किया। फिर, बायोइंजीनियरिंग ने जीएमओ माइक्रोब्स द्वारा सस्ता और सुरक्षित इंसुलिन, ग्रोथ हार्मोन आदि का उत्पादन संभव किया।

आज, कई तकनीकें एक साथ मिलकर बायोसाइंसेज़ का एक नया युग खोल रही हैं: बिग डेटा, एआई, ऑटोमेशन, सटीक जीन एंजीनियरिंग, उन्नत विश्लेषण आदि।

नए निर्मित जीवों और उपचारों का यह चरण केवल प्रकृति द्वारा निर्मित चीज़ों को सुधारने या दोहराने तक सीमित नहीं है, बल्कि शून्य से पूरी नई क्षमताएँ बनाता है। यह आधुनिक दुनिया की अधिकांश समस्याओं को हल करने के लिए एक क्रांतिकारी नया उपकरण हो सकता है: प्लास्टिक प्रदूषण, जलवायु परिवर्तन, सतत कृषि, गैर-प्रदूषक औद्योगिक उत्पादन, बायोसेक्योरिटी, अचिकित्स्य रोग, पुनर्जनन चिकित्सा, दीर्घायु उपचार आदि।

इस पूरी नई तकनीकी स्टैक को संभालना, जबकि पहले से ही जटिल चिकित्सा अनुसंधान, क्लिनिकल ट्रायल्स या औद्योगिक सुविधाओं की व्यवस्था है, कठिन हो सकता है, यहाँ तक कि उद्योग के नेताओं के लिए भी।

इसी कारण विशेषीकृत कंपनियां उभर रही हैं जो अपनी विशेषज्ञता को “Research-as-a-Service” या “organisms-on-demand” जैसी नई सेवाओं के रूप में प्रदान करती हैं। और इस उभरते सेक्टर में अग्रणी कंपनी है: Ginkgo Bioworks (DNA ) ।

Ginkgo Bioworks की उत्पत्ति

The company was founded in 2008 by five MIT scientists, to produce GMO bacteria for industrial applications. The core idea was that most projects using modified microorganisms have to repeat separately the same steps before reaching a usable product.

कंपनी की स्थापना 2008 में पाँच MIT वैज्ञानिकों द्वारा की गई थी, जिसका उद्देश्य औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए जीएमओ बैक्टीरिया बनाना था। मुख्य विचार यह था कि अधिकांश परियोजनाओं में संशोधित सूक्ष्मजीवों का उपयोग करने के लिए उपयोगी उत्पाद तक पहुँचने से पहले समान चरणों को अलग‑अलग दोहराना पड़ता है।

Instead, a company like Ginkgo could perform these steps once and then license multiple products from this common technological and biological base.

Think of a cell. It’s kind of like a little machine that runs on digital code, very similar to a computer, except in this case the code—instead of zeros and ones, it’s A’s, T’s, C’s, and G’s.

So synthetic biology is programming cells like we program computers, by changing the DNA code inside them. We’re sort of like cell programmers for hire. Our job is to make the cell do what our customers want.

Jason Kelly – Ginkgo Bioworks सीईओ

Ginkgo was the first biotechnology company to join the famed Y Combinator start-up accelerator program in 2014 and was at one point one of the world’s largest privately held biotech companies, valued at $4.2 billion in 2019.

The company went public in 2021 through a SPAC merger and managed to secure the NYSE ticker DNA, previously held by biotech pioneer Genentech (before its acquisition by Roche).

Ginkgo की अनोखी सेवाएँ और बुनियादी ढांचा

Ginkgo ऑटोमेशन

An original selling point for Ginkgo has been that it generated biological data in an automatized and consistent fashion.

Ginkgo का एक मूलभूत बिक्री बिंदु यह रहा है कि यह जैविक डेटा को स्वचालित और सुसंगत तरीके से उत्पन्न करता है।

This is a crucial development for biotech, as hard-to-replicate or compare studies have plagued the industry and any tentative attempts to systematize scientific discoveries.

ऑटोमेशन, जो पीएचडी‑स्तर के शोधकर्ताओं द्वारा की जाने वाली थकाऊ और धीमी मैनुअल मेहनत की जगह लेता है, लागत नियंत्रण के लिए भी आवश्यक है।

To solve these issues, the company developed the Reconfigurable Automation Carts (RACs), a modular building block to create automatized biolabs, with robotic arms, wireless connection, and modular analytical device slots.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

They can then be connected with each other in order to create a sort of “assembly chain” for scientific experiments and bioanalyses.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

This solution is combined with a software offering, creating a flexible solution that can be adapted and modified in just days or hours, compared to more rigid research infrastructures requiring months of costly reconfiguration for new projects.

Ginkgo डेटापॉइंट

While Automation generates the biological data, Datapoint processes them into useful insights.

जबकि ऑटोमेशन जैविक डेटा उत्पन्न करता है, डेटापॉइंट उन्हें उपयोगी अंतर्दृष्टियों में प्रोसेस करता है।

The key element is the quick generation of data that can guide further hypotheses, and the rapid iteration of new experiments to keep moving forward.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

With this service, Ginkgo can provide data that entirely belongs to the client, which is a competitive advantage to partnerships with other biotech or pharmaceutical companies.

डेटा केवल 3 हफ्तों में उत्पन्न किया जा सकता है, प्रत्येक सेल प्रकार में 10,000 से अधिक इन‑विट्रो रासायनिक और जीनात्मक व्यवधानों के साथ, और परिणामों का अध्ययन करने के लिए कई विश्लेषणात्मक विधियों की बड़ी विविधता उपलब्ध है।

The same system can be used for the quick generation of new antibodies, a type of molecule quickly becoming a key medicine in oncology and other medical fields. Ginkgo can screen up to 2,400 different antibodies in parallel, thanks to a $1B worth of automated wet lab infrastructure.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

Lastly, this technology can also be used to generate and test new mRNA sequences very quickly.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

Overall, these data could also be used to train AI agent specialized in biotech research, either directly by Ginkgo or by its clients if they are ready to pay for an unlimited access to said data. Or for that matter, maybe helping AI to compute in a more energy efficient way with organoids, micro-brain grown in lab and that can connect to silicon chips.

Ginkgo Bioworks के खंड

Because the potential for custom bioengineered organisms and synthetic biology is so vast, Ginkgo has potential in many extremely large markets, notably agriculture, biologic pharmaceuticals, biosecurity, government programs, and industrial biotechnology.

कृषि

As modern farming is under pressure from the need for more sustainable practices, invasive species, degrading soils, and climate change, new crop varieties are in high demand.

The company operates its own greenhouse facility and has access to 387,000+ strains of agronomic plants, as well as 2.7 billion genes in a private metagenomic database that virtually does not overlap with public gene databases.

The focus of this segment is split between crop protection (against pests and diseases), crop nutrition (fertilizers optimization), and plant traits (growth rate, yields, resistance to water or thermal stress, etc.).

Ginkgo के उत्पाद कीटों के लिए बायोकंट्रोल बनाने में मदद करते हैं, जिन्हें अन्यथा फसलों को नष्ट करने से बचाने के लिए रासायनिक उपचारों की आवश्यकता होती है, जैसे ब्राज़ील में महत्वपूर्ण सोयाबीन रोगों को नियंत्रित करने के लिए Vitales के साथ साझेदारी।

“Partnering with Ginkgo allows us to accelerate our timeline for bringing vital new biocontrol solutions to market. Ginkgo’s expertise in fermentation and formulation, with teams working collaboratively under the same roof, will speed up the development of economically viable product concepts.”

Fernando Eduardo Alves de Sousa – बायोलॉजिकल साइंसेज़, Vitales

Ginkgo की एग्रीबिजनेस क्लाइंट सूची में वैश्विक नेता Bayer और Syngenta जैसी प्रमुख कंपनियाँ शामिल हैं।

Bayer के साथ साझेदारी नाइट्रोजन उर्वरकों को बैक्टीरिया से बदलने की दिशा में है; नाइट्रोजन उर्वरक विश्व स्तर पर उपयोग किए जाने वाले प्राकृतिक गैस के 5% का उपभोग करता है और वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 3% जिम्मेदार है।

बायोफार्मा

As one of the largest money makers in the biotech industry, the biopharmaceutical sector is very important for Ginkgo. The company has secured relations with an impressive roster of large pharmaceutical companies, including Pfizer (PFE ), Novo Nordisk, Biogen, Moderna, and Boehringer Ingelheim.

We believe that Ginkgo’s unique combination of cell programming expertise, proprietary tools, and knowledge of biological systems make them an ideal collaboration partner.

Alphonse Galdes  – Fmr. Head of Pharmaceutical Operations & Technology at Biogen

The partnership and services are organized around 6 different main topics:

• बायोलॉजिक और पेप्टाइड्स का अनुकूलित निर्माण, विशेष रूप से Novo Nordisk और Selecta Biosciences के लिए।
• बायोकैटलिसिस और किण्वन को स्केल‑अप करके सक्रिय फार्मास्यूटिकल घटकों (API) का उत्पादन।
• स्वामित्व एंजाइम डेटाबेस और विशेषज्ञ एंजाइम डिज़ाइनरों के माध्यम से आणविक निदान समाधान।
• जीन थेरेपी, जिसमें लिपिड नैनोपार्टिकल्स और AAVs (वायरल वेक्टर) कैप्सूल पर ध्यान केंद्रित किया गया है, जो जीन सामग्री की डिलीवरी के लिए हैं।
• सेल थेरेपी और जीन एडिटिंग, CAR‑T, CRISPR, और सटीक जीन एडिटिंग के लिए एक अन्य उन्नत विधि का उपयोग करके।
• RNA थेरेप्यूटिक्स और वैक्सीन, mRNA और circRNA अनुक्रमों को बेहतर स्थायित्व और प्रोटीन अभिव्यक्ति के लिए अनुकूलित करना, विशेष रूप से Moderna और Pfizer के लिए, और mRNA डेटा जनरेशन AI मॉडलों का उपयोग करना।

Access to Ginkgo’s proprietary platform will help enable Pfizer to search for novel and exciting RNA constructs with improved stability and expression that could lead to more effective treatments.

Will Somers – Head of Biomedicine Design at Pfizer

हाल ही में बढ़ते प्रमुख साझेदारियों में, Novo Nordisk ने 2024 में Ginkgo के साथ अपने संबंध को विस्तारित किया है। 2022 में उत्पादन अनुकूलन पर संकीर्ण फोकस से शुरू हुई यह साझेदारी अब इसे व्यापक बनाने, साथ ही नई प्रोटीन‑आधारित फार्मास्यूटिकल्स की खोज और विकास को जोड़ने की दिशा में देख रही है।

यह प्रगति जैविक प्रणालियों को इंजीनियर करने की हमारी संभावनाओं का एक मजबूत संकेतक है, जो जैविक दवाओं के रासायनिक स्पेस को विस्तारित करेगी।

Brian Vandahl – SVP, Global Research Technologie at Novo Nordisk

Ginkgo के अन्य विभिन्न अनुसंधान कार्यक्रम और साझेदारियाँ जिनका उल्लेख किया जा सकता है:

• कैनाबिनॉइड्स
• आंत रोगों के लिए प्रोग्रामेबल माइक्रोब्स
• माइक्रोप्लास्टिक बायोरिमेडिएशन
• कचरा और संदूषकों का पुनर्चक्रण

स्रोत: Ginkgo Bioworks

बायोसेक्योरिटी और सरकार

During the pandemic, Ginkgo provided help in producing tests for the detection of Covid-19, with 15+ million samples tested in 11 key international airports.

महामारी के दौरान, Ginkgo ने Covid-19 के पता लगाने के लिए परीक्षण बनाने में मदद की, जिसमें 11 प्रमुख अंतरराष्ट्रीय हवाई अड्डों में 15+ मिलियन नमूनों का परीक्षण किया गया।

अब यह अनामित दूध नमूनों का उपयोग करके जीनोमिक सर्विलांस के माध्यम से H5N1 (पक्षी फ्लू) की निगरानी में मदद कर रहा है।

The company performs these tasks primarily through 2 tools: Horizon and Canopy.

Horizon

This is a biological reporting suite of software and database with Localized biointelligence (BIOINT) for geographies of interest. The overall idea is to provide better data to decision-makers in hospitals, governments, airlines, etc.

यह एक जैविक रिपोर्टिंग सॉफ़्टवेयर और डेटाबेस सूट है जिसमें स्थानीयकृत बायोइंटेलिजेंस (BIOINT) है, जो रुचि के क्षेत्रों के लिए है। समग्र विचार यह है कि अस्पतालों, सरकारों, एयरलाइनों आदि में निर्णय‑निर्माताओं को बेहतर डेटा प्रदान किया जाए।

This is done through early warning systems, forecasting & modeling of infections, identification of high-risk hubs, preparedness assessment, and supply management, and can even be used to train custom AIs.

Canopy

Canopy is a localized pathogen surveillance system using rapid PCR for detection, next-generation sequencing, and AI-powered analysis.

Canopy एक स्थानीयकृत रोगजनक सर्विलांस सिस्टम है जो तेज़ PCR का उपयोग करके पहचान, अगली पीढ़ी की सीक्वेंसिंग, और AI‑संचालित विश्लेषण करता है।

This is made to provide early warning, better evaluation of the real-time situation, and fill gaps in public data.

Horizon के साथ मिलकर, Ginkgo संभावित महामारी, चल रही महामारी, और सामान्य बायो‑थ्रेट को बेहतर ढंग से संभालने में मदद कर सकता है।

औद्योगिक बायोटेक

Many chemical and manufacturing industrial systems rely on large supplies of toxic and/or polluting materials and can be very energy-intensive. In theory, most of these could be replaced by the biochemical abilities of microorganisms, plants, or isolated enzymes.

कई रासायनिक और विनिर्माण औद्योगिक प्रणालियाँ विषाक्त और/या प्रदूषक सामग्री की बड़ी आपूर्ति पर निर्भर करती हैं और बहुत ऊर्जा‑गहन हो सकती हैं। सिद्धांत रूप में, इनमें से अधिकांश को सूक्ष्मजीवों, पौधों, या अलग‑अलग एंजाइमों की जैव रासायनिक क्षमताओं द्वारा बदला जा सकता है।

Ginkgo वर्तमान में इस सेक्टर में प्रमुख कंपनियों जैसे Givaudan, Robertet, या Solvay के साथ साझेदारी कर रहा है, जो रंग, स्वाद, परफ्यूम आदि बनाते हैं।

यह रासायनिक या धातु उत्प्रेरकों को बायोकैटलिस्ट्स से बदल सकता है, कृत्रिम घटकों को प्राकृतिक से बदल सकता है, या सस्ते और अधिक विश्वसनीय तरीके से कार्यात्मक प्रोटीन उत्पन्न कर सकता है।

Ginkgo का व्यापार मॉडल अनिश्चितता

Despite its remarkable technical achievements, Ginkgo has been struggling from an investment and stock price point of view.

अपनी उल्लेखनीय तकनीकी उपलब्धियों के बावजूद, Ginkgo निवेश और शेयर मूल्य के दृष्टिकोण से संघर्ष कर रहा है।

This was in large part due to its unique business model, which many are doubting could bring enough money to justify its very high 2021 valuation, which was further inflated by the general high valuation of the whole biotech sector during the pandemic.

The fact that Ginkgo does not receive royalties for its discovery is a commercial advantage for signing deals but can also severely hinder its ability to profit from them in the long term.

Some elements showing this are probably starting to change. First is the delivery of a major milestone in a project with Merck, leading to a $9M payout in Q4 2024, and the start of stage 2 of the project with further larger payments to be expected.

As this should lead to improvement in Merck’s biomanufacturing process, it is also likely to generate further income for Ginkgo’s down the road. The previously mentioned expansion of collaboration with insulin giant and Ozempic-fame Novo Nordisk will also be important.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

In total, the company has as much as $1.7B  in aggregate potential future cash revenue in the downstream milestone pool.

कुल मिलाकर, कंपनी के पास डाउनस्ट्रीम माइलस्टोन पूल में संभावित भविष्य के नकदी राजस्व के रूप में $1.7 बिलियन तक है।

The company is also now making direct sales of its tools to researchers in both public and private labs, creating another flow of income (including future maintenance, update, and consumable sales) that might be more steady than the irregular milestone payment from partners.

समग्र रूप से, पोस्ट‑महामारी युग में बायोसेक्योरिटी से आय घट रही है लेकिन इसे सेल इंजीनियरिंग अनुबंधों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।

स्रोत: Ginkgo Bioworks

संरचनात्मक पुनर्गठन

Another element to improve the company’s financial situation is to reduce overhead costs. In 2024, the company has aggressively reduced its costs unrelated to people and office/lab space, reducing quarterly spending by almost $150M.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

It is also consolidating its multiple sites accumulated over expansion and several acquisitions, with only one site left in Europe, and 3 in the US. Consolidation of the activity spread between multiple buildings will also occur soon.

स्रोत: Ginkgo Bioworks

Ginkgo का भविष्य का व्यापार मॉडल

To some level, the company is likely to still have to perform some additional transition to its business model to convince investors to come back to the company.

किसी हद तक, कंपनी को अपने व्यापार मॉडल में अतिरिक्त परिवर्तन करने की संभावना है ताकि निवेशकों को कंपनी में वापस लाया जा सके।

One could be a switch to a more hardware-focused direction, something already initiated by the selling of automated labs to researchers, after having been mostly only operating by these facilities.

एक विकल्प अधिक हार्डवेयर‑केंद्रित दिशा में बदलाव हो सकता है, जिसे पहले ही स्वचालित लैब्स को शोधकर्ताओं को बेचकर शुरू किया गया है, जबकि पहले कंपनी मुख्यतः इन सुविधाओं द्वारा संचालित थी।

Another option could be for Ginkgo to start more contract manufacturing at scale. Its expertise in biosciences, lab hardware design, and optimization of production for giants like Merck gives it a serious credential to succeed in this path.

एक और विकल्प Ginkgo के लिए बड़े पैमाने पर अधिक अनुबंध निर्माण शुरू करना हो सकता है। बायोसाइंसेज़, लैब हार्डवेयर डिज़ाइन, और Merck जैसे दिग्गजों के लिए उत्पादन अनुकूलन में उसकी विशेषज्ञता इसे इस मार्ग में सफल होने के लिए एक गंभीर प्रमाणपत्र देती है।

Lastly, it should also be noted that the company assets, like for example billions of dollars in automated wet labs, are severely discounted at the current market capitalization, standing below $0.5B.

अंत में, यह भी उल्लेखनीय है कि कंपनी की संपत्तियां, जैसे स्वचालित वेट लैब्स में अरबों डॉलर, वर्तमान बाजार पूंजीकरण में बहुत कम मूल्यांकित हैं, जो $0.5 बिलियन से कम हैं।

Far from just an IP-heavy company, Ginkgo also has some solid physical assets to back up its activity and would be difficult to replicate by any competitor.

निष्कर्ष

Ginkgo Bioworks सिंथेटिक बायोलॉजी में एक अग्रणी है, जिसने लगभग दो दशकों पहले उद्योग में कदम रखा था।

तकनीकी दृष्टिकोण से, यह जैविक डेटा के उत्पन्न, विश्लेषण और उपयोगी अनुप्रयोगों में डालने के तरीके को क्रांतिकारी बना रहा है और बना रहा है। इसका कृषि, चिकित्सा, बायोटेक, और बायो‑उत्पादों के औद्योगिक उपयोग में दूरगामी प्रभाव है।

यह एक ऐसी कंपनी भी है जो अपने ही हित में बहुत अधिक महत्वाकांक्षी रही हो सकती है, और उन निवेशकों के लिए जिन्होंने 2021 में कंपनी के शेयरों को उनके शिखर पर खरीदा था। व्यवसाय को जल्दी पर्याप्त नकदी उत्पन्न करने में कठिनाई ने चिंताएँ उत्पन्न कीं और एक स्थायी संकट को जन्म दिया, जो कंपनी के शेयर मूल्यों के गिरने में परिलक्षित हुआ।

फिर भी, Ginkgo Bioworks कई सबसे बड़ी फार्मास्यूटिकल कंपनियों का प्रमुख साझेदार बन गया है, और इनमें से कोई भी संभावित दिवालिया होने में रुचि नहीं रखता, जो संभवतः इसे उसके प्रतिस्पर्धियों में से एक द्वारा अधिग्रहित किया जाएगा।

यह सरल तथ्य, व्यापार मॉडल और लागत संरचनाओं में बदलाव के साथ मिलकर, कंपनी को एक नई विकास दिशा देनी चाहिए और इसे एक नए अधिक सतत बायोलॉजी‑केंद्रित शताब्दी का केंद्रीय आधार बनना चाहिए।

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