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Ginkgo Bioworks (DNA): 需要に応じた生命の構築
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バイオテクノロジーの新時代
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.
時間が経つにつれて、医療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。最初は主に自然の生化学的プロセスの理解に関するものでした。その後、合成化学薬がこれらのプロセスを変えるようになり、さらにバイオエンジニアリングにより、GMO微生物を用いた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、オートメーション、精密遺伝子工学、先進的分析など、多くの技術が融合し、バイオサイエンス:の新たな時代を切り開いています。
この新しく設計された生物や治療法の段階は、自然が作り出したものを修正・複製するだけでなく、全く新しい能力をゼロから創造することです。これは、プラスチック汚染、気候変動、持続可能な農業、汚染しない産業生産、生物安全性、治らない病気、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な新ツールとなり得ます。
この全く新しい技術スタックに取り組むことは、医療研究、臨床試験、産業施設という既に複雑な環境に加えて、困難を伴います。たとえ業界リーダーであっても難しいでしょう。
そのため、専門企業が「Research-as-a-Service」や「organisms-on-demand」といった新しい形態で専門知識をサービスとして提供し始めています。そして、この新興セクターをリードしているのが Ginkgo Bioworks (DNA ) です。
DNA 価格チャート
Ginkgo Bioworks の起源
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.
同社は2008年にMITの科学者5名によって設立され、産業用途向けのGMOバクテリアの製造を目的としました。核心となる考えは、改変微生物を使用する多くのプロジェクトが、実用的な製品に到達するまでに同じ工程を個別に繰り返す必要があるということでした。
代わりに、Ginkgo のような企業はこれらの工程を一度だけ実行し、共通の技術・生物学的基盤から複数の製品をライセンス供与できるのです。
細胞を考えてみてください。デジタルコードで動く小さな機械のようなもので、コンピュータに非常に似ていますが、ここでのコードは0と1ではなく、A、T、C、Gです。
つまり、合成生物学は細胞のDNAコードを変更することで、コンピュータをプログラムするように細胞をプログラミングすることです。私たちは雇われ細胞プログラマーのような存在で、顧客の望む通りに細胞を動かすことが仕事です。
Ginkgo は2014年に有名な Y Combinator 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、かつては世界最大級の非上場バイオテック企業の一つでした。2019年に42億ドルの評価
同社は2021年にSPAC合併を通じて上場し、以前バイオテックの先駆者であるジェネンテック（ロシュに買収される前）が使用していたNYSEティッカー DNA を取得しました。
Ginkgo の独自サービスとインフラストラクチャ
Ginkgo オートメーション
An original selling point for Ginkgo has been that it generated biological data in an automatized and consistent fashion.
Ginkgo の独自の販売ポイントは、生物学的データを自動化かつ一貫した方法で生成できることでした。
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.
これはバイオテックにとって重要な進展です。再現が難しい、あるいは比較できな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が不十分でした。
Automation, instead of painstaking and slow manual labor by PhD-level researchers is also needed to keep control of costs.
自動化は、博士レベルの研究者による手間と時間のかかる手作業に代わり、コスト管理にも必要です。
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.
これらの課題を解決するため、同社は Reconfigurable Automation Carts（RAC）を開発しました。これはロボットアーム、無線接続、モジュラー分析装置スロットを備えた自動化バイオラボを構築するためのモジュール式ブロックです。
ソース: Ginkgo Bioworks
それらは相互に接続でき、科学実験やバイオ分析のための「組み立てチェーン」のようなものを作り出すことができます。
ソース: Ginkgo Bioworks
このソリューションはソフトウェア提供と組み合わせられ、数日または数時間で適応・変更可能な柔軟なソリューションを実現します。新規プロジェクトに数か月の高コストな再構成が必要な、より硬直した研究インフラと比較して大きな利点です。
Ginkgo データポイント
While Automation generates the biological data, Datapoint processes them into useful insights.
オートメーションが生物学的データを生成する一方で、Datapoint はそれらを有用なインサイトに加工します。
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.
重要な要素は、さらなる仮説を導く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素早く反復できることです。
ソース: Ginkgo Bioworks
このサービスにより、Ginkgo は完全にクライアント所有のデータを提供でき、他のバイオテックや製薬会社との提携において競争上の優位性を持ちます。
データは最短で3週間で生成可能で、各細胞タイプに対して1万件以上のin vitro化学・遺伝子撹乱を行い、結果を解析するための多数の分析手法が利用できます。
同じシステムは新規抗体の迅速な生成にも利用でき、抗体は腫瘍学や他の医療分野で重要な薬剤となりつつあります。Ginkgo は10億ドル相当の自動化ウェットラボインフラにより、最大2,400種の抗体を同時にスクリーニングできます。
ソース: Ginkgo Bioworks
最後に、この技術は新しい mRNA 配列を非常に迅速に生成・テストすることにも利用できます。
ソース: Ginkgo Bioworks
全体として、これらのデータはバイオテック研究に特化した AI エージェントの訓練にも利用でき、Ginkgo が直接、あるいはクライアントが無制限アクセスに対して支払う場合に利用できます。また、オルガノイドを用いて AI がよりエネルギー効率的に計算できるよう支援する可能性もあります。ラボで培養された微小脳がシリコンチップと接続できます。
Ginkgo Bioworks のセグメント
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.
カスタムバイオエンジニアリング生物や合成生物学の可能性が非常に広大であるため、Ginkgo は農業、バイオ医薬品、生物安全、政府プログラム、産業バイオテクノロジーなど、極めて大きな市場での潜在性を持っています。
農業
As modern farming is under pressure … new crop varieties are in high demand.
現代の農業は、より持続可能な慣行の必要性、外来種、土壌劣化、気候変動などの圧力にさらされており、新しい作物品種への需要が高まっています。
The company operates its own greenhouse facility …
同社は独自の温室施設を運営し、387,000 以上の農業用植物系統と、2.7 億の遺伝子を含むプライベートメタゲノムデータベースにアクセスしています。このデータベースは公的遺伝子データベースとほとんど重複しません。
The focus of this segment is split between crop protection …
このセグメントの焦点は、作物保護（害虫や病気に対する）、作物栄養（肥料の最適化）、植物特性（成長速度、収量、水や熱ストレスへの耐性など）の三つに分かれています。
Ginkgo の製品は、化学処理を必要とせずに作物を守るための害虫用バイオコントロールを創出します。例えば、Vitales と提携し、ブラジルの農業における重要な大豆病害を制御する高度なバイオコントロール製品を立ち上げた。
Ginkgo と提携することで、重要な新しいバイオコントロールソリューションを市場に投入するまでのタイムラインを加速できます。Ginkgo の発酵と製剤に関する専門知識、そして同じ屋根の下で協働するチームにより、経済的に実行可能な製品コンセプトの開発が迅速化されます。
Fernando Eduardo Alves de Sousa – Biological Sciences, Vitales
Ginkgo の農業部門の顧客リストには、世界的リーダーである Bayer や Syngenta などの大手企業が含まれます。
Bayer との提携は、窒素肥料をバクテリアで代替することを目指しています; 窒素肥料は世界の天然ガス使用量の5％を消費し、全体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
As one of the largest money makers … companies.
バイオテック業界で最大の収益源の一つであるバイオ医薬品セクターは、Ginkgo にとって非常に重要です。同社は Pfizer (PFE ) 、Novo Nordisk、Biogen、Moderna、Boehringer Ingelheim などの大手製薬会社との関係を確保しています。
「Ginkgo の細胞プログラミング専門知識、独自ツール、そして生物学的システムに関する知識のユニークな組み合わせは、理想的な協業パートナーとなります。」
Alphonse Galdes – Fmr. Head of Pharmaceutical Operations & Technology at Biogen
The partnership and services are organized around 6 different main topics:
- 最適化されたバイオロジックおよびペプチドの製造、特に Novo Nordisk と Selecta Biosciences 向け。
- スケールアップされたバイオ触媒と発酵による医薬品有効成分（API）の生産。
- 独自の酵素データベースと専門酵素設計者による分子診断ソリューション。
- 遺伝子治療、遺伝子材料の送達に焦点を当てたリポソームナノ粒子と AAV（ウイルスベクター）カプセル。
- CAR-T、CRISPR、その他高度な手法を用いた細胞療法と遺伝子編集。
- RNA 治療薬とワクチン、mRNA と circRNA 配列を最適化し耐久性とタンパク質発現を向上させ、特に Moderna と Pfizer 向け、さらに mRNA データ生成 AI モデルを活用。
Ginkgo の独自プラットフォームへのアクセスにより、Pfizer は安定性と発現が向上した新規かつ魅力的な RNA 構造体を探索でき、より効果的な治療につながる可能性があります。
Will Somers – Head of Biomedicine Design at Pfizer
最近成長している主要な提携の中で、Novo Nordisk は2024年に Ginkgo との関係を拡大しました。2022年に生産最適化に限定された取り組みから、現在はより広範な領域、さらには新しいタンパク質医薬品の探索・開発にも拡大しています。
この進展は、生物学的医薬品の化学空間を拡大する生物システムを設計できる可能性の強い指標です。
Brian Vandahl – SVP, Global Research Technologie at Novo Nordisk
Ginkgo のその他のさまざまな研究プログラムや提携には、以下が含まれます:
ソース: Ginkgo Bioworks
バイオセキュリティと政府
During the pandemic, Ginkgo provided help … 15+ million samples …
パンデミックの間、Ginkgo は Covid-19 の検出テストの製造支援を行い、11 の主要国際空港で1500 万件以上のサンプルを検査しました。
現在、匿名化された乳サンプルを用いたゲノム監視により、H5N1（鳥インフルエンザ）のモニタリングを支援しています。
The company performs these tasks primarily through 2 tools: Horizon and Canopy.
Horizon
This is a biological reporting suite …
これは、生物学的レポーティングスイートで、ローカライズされたバイオインテリジェンス（BIOINT）を備えたソフトウェアとデータベースで、関心のある地域の情報を提供します。全体的な目的は、病院、政府、航空会社などの意思決定者により良いデータを提供することです。
早期警戒システム、感染予測・モデリング、ハイリスクハブの特定、備蓄評価、供給管理を通じて実現され、さらにカスタム AI の訓練にも利用できます。
Canopy
Canopy is a localized pathogen surveillance system …
Canopy は、迅速な PCR 検出、次世代シーケンシング、AI 駆動分析を用いたローカライズされた病原体監視システムです。
これは早期警戒、リアルタイム状況のより良い評価、そして公的データのギャップを埋めるために作られました。
Horizon と組み合わせることで、Ginkgo は潜在的なパンデミック、継続中の流行、一般的なバイオ脅威に対処する能力を向上させます。
産業バイオテクノロジー
Many chemical and manufacturing industrial systems …
多くの化学・製造産業システムは、有毒または汚染性の高い材料の大量供給に依存しており、エネルギー集約的です。理論的には、これらの多くは微生物、植物、または単離酵素の生化学的能力で置き換えることが可能です。
Ginkgo は現在、Givaudan、Robertet、Solvay などの重要企業と提携し、着色料、香料、フレーバーなどを生産しています。
これにより、化学的または金属触媒をバイオ触媒で置き換え、人工成分を天然成分に置き換え、または機能性タンパク質を安価かつ信頼性高く生産できます。
Ginkgo のビジネスモデルの不確実性
Despite its remarkable technical achievements, Ginkgo has been struggling from an investment and stock price point of view.
顕著な技術的成果にもかかわらず、Ginkgo は投資家や株価の観点から苦戦しています。
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.
これは主に、同社の独自のビジネスモデルが、2021 年の非常に高い評価額を正当化できる十分な資金をもたらすか疑問視されており、さらにパンデミック時のバイオテック全体の高評価がそれを膨らませたためです。
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.
Ginkgo が発見に対してロイヤリティを受け取らないという事実は、取引締結において商業的な利点ですが、長期的には利益を上げる能力を大きく阻害する可能性があります。
Some elements showing this are probably starting to change. まず、Merck とのプロジェクトで主要マイルストーンが達成され、2024年第4四半期に900万ドルの支払いが行われました, and the start of stage 2 of the project with further larger payments to be expected.
これにより Merck のバイオ製造プロセスが改善されると同時に、Ginkgo にも将来的にさらなる収入がもたらされる可能性があります。以前に言及されたインスリン大手である Novo Nordisk との協業拡大も重要になるでしょう。
ソース: Ginkgo Bioworks
合計で、同社は下流マイルストーンプールにおいて最大 17 億ドルの将来キャッシュ収益の可能性を有しています。
同社は現在、公共・民間の研究所の研究者にツールの直接販売も行っており、将来的な保守・アップデート・消耗品販売を含む別の収入源を創出しています。これはパートナーからの不規則なマイルストーン支払いよりも安定した収入となる可能性があります。
全体として、バイオセキュリティからの収益はポストパンデミック時代に縮小していますが、細胞工学契約がそれに取って代わっています。
ソース: Ginkgo Bioworks
リストラ
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.
財務状況を改善する別の要素は、間接費の削減です。2024 年に同社は人件費やオフィス・ラボスペースに関係しないコストを積極的に削減し、四半期支出を約 1.5 億ドル削減しました。
ソース: Ginkgo Bioworks
また、拡大と複数の買収で蓄積された複数拠点を統合し、ヨーロッパに残る拠点は1つ、米国は3つに絞っています。複数の建物に分散した活動の統合も近々行われる予定です。
ソース: Ginkgo Bioworks
Ginkgo の将来のビジネスモデル
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.
ある程度、同社は投資家を呼び戻すために、ビジネスモデルのさらなる転換を行う必要があると考えられます。
一つの可能性は、ハードウェア志向の方向への転換で、これは自動化ラボを研究者に販売することで既に始まっています。
別の選択肢は、Ginkgo が大規模な受託製造を開始することです。Merck のような大手向けにバイオサイエンス、ラボハードウェア設計、生産最適化の専門知識を持つ同社は、この道で成功するための確固たる実績があります。
最後に、同社の資産、例えば数十億ドル規模の自動化ウェットラボは、現在の時価総額が5億ドル未満と大幅に割安であることも指摘すべきです。
単なる知的財産中心の企業ではなく、Ginkgo は実体的な資産も多数保有しており、競合が模倣することは困難です。
結論
Ginkgo Bioworks is a pioneer …
Ginkgo Bioworks は合成生物学の先駆者であり、約20年前に業界で先んじて動き出しました。
技術的観点から見ると、同社は生物データの生成、分析、実用化の方法を革命的に変えており、農業、医療、バイオテック、産業用バイオ製品の利用に広範な影響を及ぼしています。
また、同社は過度に野心的であり、2021年のピーク時に株式を購入した投資家にとっても問題がありました。ビジネスが迅速に十分なキャッシュを生み出すことが難しいため、懸念が生じ、株価の急落という深刻な危機を招きました。
それでも、Ginkgo Bioworks は多くの大手製薬会社にとって重要なパートナーとなっており、競合に買収されるような破産のリスクは誰も望んでいません。
この単純な事実とビジネスモデルやコスト構造の変化が組み合わさることで、同社は新たな成長軌道を描き、より持続可能な生物中心の新世紀の中心的な要石となるでしょう。
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