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两位身穿白大褂的实验室技术人员坐在角落的工作站内,身边的机器数量则远远不止两台。机械臂在对液体微滴校准,旁边的小托盘在磁轨上穿梭,基因测序仪也在发出嗡嗡的响声。
这间高度机械化的实验室由生物科技公司Ginkgo Bioworks运营,它是一家位于美国波士顿的创业公司,发展十分快速。实验室是合成生物学的重要实践地点,该新兴领域是以应用工程和电脑编程工具来制造全新的生物体,或从基因上对现有生物体涡轮增压。
合成生物学的支持者认为,该领域可以对生物学重新编程,从而增加粮食产量、抵御疾病、生产能源和净化水源。不过如果能实现的话,也需要几十年的时间。但是近些年来,生物学、电脑编程、自动化和人工智能等领域蓬勃发展,它不再是科幻小说才会出现的情节。
资金正在大量涌入合成生物学领域。研究型大学、政府机构,以及拜耳(Bayer)、默克(Merck)等大型化学和制药公司正在这一领域开展项目。不仅如此,像Ginkgo Bioworks这样的小公司也已经涉足。
根据行业通讯机构SynBioBeta的数据,合成生物方向的年轻公司去年通过全球的风险投资家和首次公开募股筹集了近80亿美元,是2019年的两倍多。该机构预测,今年的总投资可能超过300亿美元。
许多公司会专注于合成生物学领域的某一方面,比如因美纳(Illumina)和Pacific Biosciences研發基因测序仪,Twist Bioscience和Codex DNA钻研DNA合成仪。Zymergen和Ginkgo Bioworks这样的公司则多面发展。
SynBioB eta的创始人约翰·坎伯斯(Joh nCumbers)是一位分子生物学家,他表示:“我们还有很长的路要走,但现在已经可以应用工程学来让生物学领域更快速、更实惠、更可靠地发展。这是一门大生意。”
今年是Ginkgo Bioworks成立的第13年,公司已于9月上市。他们的员工在这一过程中感受到了行业的发展和面临的挑战。
Ginkgo B ioworks已经募集到9亿美元的风险投资,投资者包括比尔·盖茨(Bill Gates)、泛大西洋投资集团(General Atlantic)、普信集团(T. Rowe Price)和维京全球投资(Viking GlobalInvestors)。该公司的成立基石是五位创始人的共同信念,即生物学不仅是关于传统的实验,更可以对可重用代码或标准工具进行电脑编程。
“Ginkgo Bioworks的最终目标是让细胞编程像电脑编程一样简单。”杰森·凯利(Ja sonKelly)表示。他是公司的创始人之一,目前担任首席执行官。
与电子编程不同的是,细胞中的DNA代码在物理上是存在的,所以生物调试、编译和测试工具都需要实验室空间和设备。由于生物技术创业公司在美国金融危机后纷纷倒闭,GinkgoBioworks得以在起步阶段低价购入设备。
Ginkgo Bioworks有四位创始人毕业于麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology),其中三位获得生物工程学博士学位,另一位则是计算机科学博士。公司的起步资金来自于第五位创始人汤姆·奈特(Tom Knight),他贡献了15万美元。
Ginkgo Bioworks在2014年获得了第一位付费客户。如今,该公司在食品、农业和制药等多个行业拥有数十家客户。它的工作因客户而异,公司可以提供专业知识、酶或完整的细胞。新冠疫情期间,Ginkgo Bioworks的项目帮助Moderna公司优化酶的生产,以加快新冠疫苗的生产。
不过,Ginkgo Bioworks的大多数项目都是长期计划,目的在于大大提高细胞理想生化过程的效率或速度。
Ginkgo Bioworks的自动化办公室占地9000多平方米,迄今已耗资约5亿美元。该公司将其实验室统称为代工厂,这是对电脑芯片制造承包商的称呼。它让高产快速的实验模式成为可能。
迈克尔·米耶(Michael Miille)曾经是拜耳的一名农业科学家,他在研究如何让农业更可持续地发展时遇到了Ginkgo Bioworks。
“Ginkgo Bioworks拥有其他人无法掌握的技术,它正在腾飞。”米耶表示。他如今是Joyn Bio公司的首席执行官,这家与Ginkgo Bioworks合资的企业成立于2017年。
Ginkgo Bioworks鼓励新的生物技术创业公司利用其技术。成立于2018年的Motif Foodworks便是其中之一,该公司生产植物性食品的原料,这些食品可以用来代替肉类和乳制品。Mo t i fFoodworks依靠Ginkgo Bioworks提供的酵母菌种,来提高产品的风味或质地。
Ginkgo Bioworks通过不同的方式收取费用,包括使用费、专利权费和股权,具体取决于客户。2021年上半年,其代工业务收入增长了40%,预计今年将达到1亿美元。
截至去年年底,Ginkgo Bioworks已经完成或正在进行总共74个细胞项目。仅仅是今年,它们就有望再增加30个项目。
Ginkgo Bioworks在一份提交给投资者的文件中表示,公司的代工业务将在2024年或2025年实现收支平衡,不过这并不包括股权投资回报和专利权费,公司正在这两方面慢慢获得回报。
“众所周知,Ginkgo Bioworks是合成生物学领域的创新领导者,”SynBioBeta的坎伯斯表示,“这是生物学产业化的前景。”