Ginkgo Bioworks（DNA）：オンデマンドの生命構築

バイオテクノロジーの新時代

時が経つにつれ、医学とバイオテクノロジーに関する知識は、重要な段階を経て変化してきました。当初は、主に自然の生化学プロセスを理解することが中心でした。その後、合成化学薬品がこれらのプロセスを変化させ始めました。そして、バイオエンジニアリングによって、遺伝子組み換え微生物による安価で安全なインスリンや成長ホルモンなどの生産が可能になりました。

今日、ビッグデータ、AI、自動化、精密遺伝子工学、高度な分析など、多くの技術が融合してバイオサイエンスの新たな時代を迎えています。

新たに設計された生物や治療法のこの段階は、自然が作り出したものを単に修正したり複製したりするだけでなく、全く新しい能力をゼロから創造するものです。これは、プラスチック汚染、気候変動、持続可能な農業、汚染のない工業生産、バイオセキュリティ、不治の病、再生医療、長寿治療など、現代世界の多くの問題を解決するための、根本的に新しいツールとなる可能性があります。

すでに複雑な医療研究、臨床試験、産業施設の設定に加えて、このまったく新しい技術スタックに取り組むことは、業界のリーダーにとっても困難な場合があります。

そのため、専門企業が「サービスとしてのリサーチ」や「オンデマンドの生物」といった新しい形態のサービスとして専門知識を提供するようになっています。そして、この新興分野をリードする企業がGinkgo Bioworksです。

Ginkgo Bioworksの起源

この会社は、産業用途の遺伝子組み換え細菌を生産するために、MITの科学者2008人によってXNUMX年に設立されました。その核となる考え方は、遺伝子組み換え微生物を用いるほとんどのプロジェクトでは、使用可能な製品に到達するまでに同じ手順を個別に繰り返す必要があるという点でした。

代わりに、Ginkgo のような企業はこれらの手順を一度実行し、この共通の技術的および生物学的基盤から複数の製品のライセンスを取得できます。

細胞を想像してみてください。デジタルコードで動く小さな機械のようなもので、コンピューターとよく似ています。ただし、細胞の場合はコードが0と1ではなく、A、T、C、Gで構成されています。

合成生物学とは、細胞内のDNAコードを変化させることで、コンピューターをプログラムするのと同じように細胞をプログラミングすることです。私たちはいわば、雇われの細胞プログラマーのようなものです。私たちの仕事は、顧客が望むように細胞を動かすことです。

ジェイソン・ケリー – ギンコ・バイオワークス CEO

Ginkgoは、2014年に有名なYコンビネーターのスタートアップアクセラレータープログラムに参加した最初のバイオテクノロジー企業であり、一時は世界最大の非公開バイオテクノロジー企業の一つでした。 4.2 年の価値は 2019 億ドル.

同社は2021年にSPACとの合併を通じて上場し、バイオテクノロジーのパイオニアであるジェネンテック（ロシュによる買収前）が保有していたニューヨーク証券取引所のティッカーシンボル「DNA」を獲得した。

Ginkgoのユニークなサービスとインフラ

銀杏オートメーション

Ginkgo の元々のセールスポイントは、生物学的データを自動化され、一貫した方法で生成した点です。

これはバイオテクノロジーにとって極めて重要な進展である。なぜなら、再現や比較が難しい研究が業界を悩ませており、科学的発見を体系化しようとする試みも困難だからである。

コストを抑制するためには、博士レベルの研究者による骨の折れる時間のかかる手作業の代わりに自動化も必要です。

これらの問題を解決するために、同社はロボットアーム、ワイヤレス接続、モジュラー分析デバイススロットを備え、自動化されたバイオラボを作成するためのモジュラービルディングブロックであるReconfigurable Automation Carts (RAC) を開発しました。

出典： イチョウのバイオワークス

これらは相互に接続され、科学実験や生物分析のための一種の「アセンブリチェーン」を作成することができます。

出典： イチョウのバイオワークス

このソリューションはソフトウェア製品と組み合わせることで、新しいプロジェクトのために数か月のコストのかかる再構成を必要とするより厳格な研究インフラストラクチャと比較して、わずか数日または数時間で適応および変更できる柔軟なソリューションを実現します。

イチョウデータポイント

Automation が生物学的データを生成し、Datapoint がそれを処理して有用な洞察を生成します。

重要な要素は、さらなる仮説を導くことができるデータを迅速に生成し、前進し続けるために新しい実験を迅速に繰り返すことです。

出典： イチョウのバイオワークス

このサービスにより、Ginkgo は完全にクライアントに属するデータを提供でき、これは他のバイオテクノロジー企業や製薬企業との提携における競争上の優位性となります。

データは、各細胞タイプで 3 を超える in vitro 化学的および遺伝学的摂動と、結果を研究するためのさまざまな分析方法の選択肢を使用して、わずか 10,000 週間で生成できます。

同じシステムは、腫瘍学などの医療分野で急速に重要な医薬品となりつつある分子である抗体の迅速な生成にも利用できます。Ginkgoは、2,400億ドル相当の自動化ウェットラボインフラにより、最大1種類の抗体を並行してスクリーニングできます。

出典： イチョウのバイオワークス

最後に、この技術は、新しい mRNA 配列を非常に迅速に生成してテストするためにも使用できます。

出典： イチョウのバイオワークス

全体として、これらのデータは、バイオテクノロジー研究に特化したAIエージェントの訓練にも利用される可能性があります。Ginkgoが直接、あるいは顧客がデータへの無制限アクセス料金を支払うことで、そのデータを利用することができます。あるいは、 オルガノイドを使ってAIがよりエネルギー効率よく計算するのを助けるかもしれない研究室で育てられ、シリコンチップに接続できるマイクロブレイン。

Ginkgo Bioworksセグメント

カスタムバイオエンジニアリング生物と合成生物学の可能性は非常に大きいため、Ginkgo は、特に農業、生物学的医薬品、バイオセキュリティ、政府プログラム、産業バイオテクノロジーなど、多くの極めて大規模な市場で可能性を秘めています。

農業

現代の農業は、より持続可能な農業慣行の必要性、侵入種、土壌の劣化、気候変動による圧力にさらされており、新しい作物品種の需要が高まっています。

同社は独自の温室施設を運営しており、387,000 種以上の農作物の植物株と、公開遺伝子データベースと実質的に重複しないプライベートメタゲノムデータベース内の 2.7 億個の遺伝子にアクセスできます。

このセグメントの焦点は、作物の保護（害虫や病気に対して）、作物の栄養（肥料の最適化）、および植物の特性（成長率、収穫量、水や熱ストレスへの耐性など）に分かれています。

イチョウの製品は、例えば作物を破壊しないために化学処理を必要とする害虫の生物的防除に役立ちます。 ヴィタレスとの提携により ブラジルにおける重大な大豆病害.

Ginkgoとの提携により、重要な新しい生物防除ソリューションを市場に投入するまでの期間を短縮できます。Ginkgoの発酵と製剤に関する専門知識と、同じ屋根の下で協力して働くチームにより、経済的に実現可能な製品コンセプトの開発が加速されるでしょう。

フェルナンド・エドゥアルド・アルベス・デ・ソウザ – 生物科学、ヴィタレス

Ginkgo の農業関連ビジネスにおける顧客リストには、世界的リーダーであるバイエルやシンジェンタなどの大手企業が含まれています。

バイエルとの提携では窒素肥料をバクテリアに置き換えることを目指している窒素肥料は、世界で消費される天然ガス総量の 5% を消費し、世界の温室効果ガス排出量の 3% を占めています。

バイオファーマ

バイオテクノロジー業界における最大の収益源の一つであるバイオ医薬品セクターは、Ginkgoにとって極めて重要です。同社は、ファイザー、ノボノルディスク、バイオジェン、モデルナ、ベーリンガーインゲルハイムなど、数々の大手製薬企業と良好な関係を築いています。

「Ginkgo は細胞プログラミングの専門知識、独自のツール、生物システムに関する知識を独自に組み合わせており、理想的なコラボレーション パートナーになると考えています。」

アルフォンス・ガルデス – 元バイオジェン医薬品事業・技術部長

パートナーシップとサービスは、次の 6 つの主要トピックを中心に構成されています。

• 生物製剤およびペプチドの最適化された製造特にノボ ノルディスク社とセレクタ バイオサイエンス社向けです。
• 医薬品有効成分（API）の製造 バイオ触媒と発酵のスケールアップを通じて。
• 分子診断ソリューション独自の酵素データベースと専門の酵素設計者を通じて実現します。
• 遺伝子治療遺伝物質の送達のための脂質ナノ粒子とAAV（ウイルスベクター）カプセルに重点を置いています。
• 細胞治療と遺伝子編集 CAR-T、CRISPR、その他の高度な手法を使用して、正確な遺伝子編集を実現します。
• RNA治療薬とワクチン 特にModerna社とPfizer社向けに、耐久性とタンパク質発現を向上させるためにmRNAとcircRNA配列を最適化し、mRNAデータ生成Aiモデルを活用しています。

「Ginkgoの独自プラットフォームへのアクセスにより、ファイザーは、より効果的な治療につながる可能性のある、安定性と発現が改善された新しく魅力的なRNA構造を探索できるようになります。」

ウィル・サマーズ – ファイザーのバイオメディシンデザイン責任者

最近拡大している主要なパートナーシップの中で、ノボ ノルディスクは 2024 年に Ginkgo との連携を拡大しました。2022 年に生産の最適化に焦点を絞って開始したものの、現在はそれをさらに広げ、新しいタンパク質ベースの医薬品の発見と開発も追加することを検討しています。

「この進歩は、生物学的医薬品の化学的空間を拡大する生物学的システムを設計する私たちの可能性を強く示すものです。」

ブライアン ヴァンダール – ノボ ノルディスク社グローバル リサーチ テクノロジー担当上級副社長

Ginkgo のその他のさまざまな研究プログラムとパートナーシップには、次のものがあります。

• カンナビノイド
• 腸疾患に対するプログラム可能な微生物
• マイクロプラスチックのバイオレメディエーション
• 廃棄物と汚染物質のリサイクル

出典： ギンコバイオワークス

バイオセキュリティと政府

パンデミックの間、Ginkgoは新型コロナウイルス感染症の検出のための検査の作成に協力し、19の主要国際空港で15万以上のサンプルを検査しました。

現在、 H5N1（鳥インフルエンザ）の監視 匿名化された牛乳サンプルを使用したゲノム監視を通じて。

同社では、主に Horizo​​n と Canopy という 2 つのツールを通じてこれらのタスクを実行しています。

地平線

これは、対象地域に特化したローカライズド・バイオインテリジェンス（BIOINT）を備えた、生物学的レポート作成ソフトウェアとデータベースのスイートです。病院、政府、航空会社などの意思決定者に、より質の高いデータを提供することを目的としています。

これは、早期警告システム、感染の予測とモデリング、高リスクハブの特定、準備状況の評価、供給管理を通じて行われ、カスタム AI のトレーニングにも使用できます。

キャノピー

Canopy は、検出のための迅速な PCR、次世代シーケンシング、AI を活用した分析を使用する局所的な病原体監視システムです。

これは、早期警告の提供、リアルタイムの状況のより適切な評価、および公開データのギャップの補填を目的としています。

Ginkgo は Horizo​​n と連携して、潜在的なパンデミック、進行中の伝染病、および一般的な生物学的脅威への対応を強化できます。

産業バイオテクノロジー

多くの化学・製造業システムは、大量の有毒物質や汚染物質に依存しており、非常に多くのエネルギーを消費する可能性があります。理論的には、これらのほとんどは微生物、植物、または単離酵素の生化学的能力によって代替可能です。

Ginkgo は現在、Givaudan、Robertet、Solvay など、着色料、香料、香水などを製造している業界の主要企業と提携しています。

これにより、化学触媒や金属触媒を 生体触媒、交換 人工成分と天然成分、またはより安価で信頼性の高い生産 機能性タンパク質.

銀杏のビジネスモデルの不確実性

目覚ましい技術的成果にもかかわらず、Ginkgo は投資と株価の観点から苦戦している。

これは主に同社のユニークなビジネスモデルによるもので、パンデミック中のバイオテクノロジー業界全体の評価額が全般的に高かったことでさらに膨らんだ2021年の非常に高い評価額を正当化するのに十分な収益をもたらすことができるかどうか疑問視する声も多い。

Ginkgo 社が発見に対してロイヤルティを受け取っていないという事実は、契約を締結する際に商業上の利点となるが、長期的には契約から利益を得る能力を著しく阻害する可能性がある。

これを示すいくつかの要素は、おそらく変化し始めているでしょう。 まず、メルク社とのプロジェクトで大きなマイルストーンを達成し、9年第4四半期に2024万ドルの支払いを受ける。そしてプロジェクトの第 2 段階が始まり、さらに多額の支払いが期待されます。

これはメルクのバイオ製造プロセスの改善につながると予想され、将来的にはギンコのさらなる収益源となる可能性も高い。前述のインスリン大手でオゼンピックで有名なノボノルディスクとの提携拡大も重要となるだろう。

出典： イチョウのバイオワークス

合計すると、同社は下流マイルストーン プールで合計 1.7 億ドルもの将来の現金収入の可能性があることになります。

同社は現在、公的研究室と私的研究室の両方の研究者に自社のツールを直接販売しており、パートナーからの不定期なマイルストーン支払いよりも安定する可能性のある別の収入源（将来のメンテナンス、アップデート、消耗品の販売など）を生み出している。

全体的に、パンデミック後の時代にはバイオセキュリティからの収益は縮小していますが、細胞工学契約に取って代わられています。

出典： イチョウのバイオワークス

リストラクチャリング

同社の財務状況を改善するもう一つの要素は、間接費の削減です。2024年には、人件費やオフィス／研究室スペース以外のコストを積極的に削減し、四半期支出を約150億XNUMX万ドル削減しました。

出典： イチョウのバイオワークス

また、事業拡大と複数回の買収を通じて蓄積してきた複数の拠点の統合も進めており、欧州では3拠点、米国ではXNUMX拠点のみとなっています。複数の建物に分散している業務の統合も近々実施される予定です。

出典： イチョウのバイオワークス

銀杏の将来のビジネスモデル

ある程度、投資家に会社に戻ってくるよう説得するには、会社はまだビジネスモデルにさらなる転換を加えなければならない可能性が高い。

一つは、これまで主にこれらの施設でのみ運営されていた自動化された研究室を研究者に販売することで既に始まっている、よりハードウェアに重点を置いた方向への転換である可能性があります。

もう一つの選択肢は、Ginkgoが大規模な受託製造を開始することです。バイオサイエンス、ラボ用ハードウェア設計、そしてメルクのような大手企業向けの生産最適化における同社の専門知識は、この分野で成功するための確かな根拠となります。

最後に、自動化ウェットラボの数十億ドルのような同社の資産は、現在の時価総額では大幅に割り引かれており、0.5億ドルを下回っていることにも注目すべきである。

Ginkgo は単なる IP 重視の企業ではなく、その活動を裏付ける強固な物理的資産も持っており、競合他社が模倣するのは難しいでしょう。

結論

Ginkgo Bioworks は合成生物学の先駆者であり、約 2 年前に業界に早くから参入しました。

技術的な観点から見ると、バイオテクノロジーは生物学的データの生成、分析、そして有用な応用への活用方法に革命をもたらし、現在もなおその影響を及ぼし続けています。これは、農業、医療、バイオテクノロジー、そしてバイオ製品の産業利用において、広範囲にわたる影響を与えています。

また、同社は自社の利益のためにも、そして2021年のピーク時に同社の株を購入した投資家のためにも、野心的すぎた可能性がある。事業で十分な現金を迅速に生み出すことの難しさが懸念を引き起こし、同社の株価暴落に反映されているように、長期にわたる危機を引き起こした。

それでも、ギンコ・バイオワークスは多くの大手製薬会社の重要なパートナーとなっており、競合他社に買収される可能性のある潜在的な破産に関心を持つ製薬会社は一つもない。

この単純な事実とビジネスモデルおよびコスト構造の変化を組み合わせることで、同社は新たな成長軌道に乗り、より持続可能な生物学を中心とした新世紀の中心的な要石となることが期待されます。

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