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遗传物质的装配线可能会催生合成生物学产业

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-11-18浏览次数:1933

DNA制造进入大规模生产的时代合成生物学初创公司在计算机行业中使用技术

实验室合成支原体,这是第一个“合成生物”的名称。它是一种细菌,其100万个基因组是完全合成的。

Twist Bioscience是一家蓬勃发展的生物技术创业公司,其首席执行官兼联合创始人Emily Leproust是纳米行业的实业家。 “我会提醒Twist的每个人,我们是一家制造公司。”她说,“我们制造DNA。”

Twist属于新兴的合成生物学行业,其中生物体是该行业的产物,生物实验室是产品的制造工厂。通过组装DNA链来基于生命的基本组成部分组装它们的基因序列科学家正在创造世界上从未见过的有机体。这些新的生命形式绝对非常有用:生物学家创造了酵母细胞,有助于排泄可用于制造喷气燃料的药物和藻类。

然而,DNA装配是一个艰苦的过程,需要专业人员来操作,劳动密集型属性阻碍了这个充满活力的商业部门的发展。现在,灵活的初创公司正在竞相模仿计算机芯片生产线技术并改进自动DNA装配线,甚至亨利福特也可能会感到自豪。由于这些创新降低了构建DNA链的成本,这些企业家正在瞄准低成本目标,并表示这将推动市场。今年将在旧金山总部开始商业运营的Twist Bioscience也是这种自下而下竞争的主要竞争对手。

遗传物质由称为核酸碱基的分子组成;四种类型的DNA碱基分别由字母A,C,G和T表示。这些字母的分类是指导有机体建立其细胞并执行生命功能的代码。人类遗传密码约为32亿个碱基对,而烘焙和啤酒酿造的酵母代码约为1200万个碱基对。如果调整碱基对的顺序,则活体的指令也会改变。例如,合成生物学家将新的代码片段插入酵母DNA中,使酵母产生ω-3脂肪酸,这种脂肪酸可以在鱼油补充剂或通常从玫瑰中提取的芳香油中找到。物质。

建立DNA分子链并不复杂;事实上,这是世界各地实验室中非常普遍的一步。但Twist的Le Prost表示,这一步通常是手动完成的。 “微生物学是一种体力劳动。博士生一整天都将液体从一个试管倒入另一个试管中。”因此,她和其他联合创始人发明了一种自动化构建过程的机器。

机器的核心是一个带有10,000个孔的硅晶片,其蚀刻方式与计算机芯片制造商改进的光刻相同。直径为600nm的每个孔可以构建不同的DNA分子链。 Le Pulow说,该机器能够像博士生一样操作“完全相同的化学过程”。 “只是容器减少到后者的百分之一。”

Twist Bioscience的机器在硅晶片上的600nm直径孔中制造DNA分子链

Twist不销售其机器,它正在销售其DNA制造服务,其目标客户是寻求有效的新基因改造的研究人员和初创公司。 2015年,Twist开始为特定客户生产;今年该公司将开始全面商业运营。 DNA装配基于定价模型的每个基础成本,Leproster表示该公司每个基地10美分的起始价格已经是业内最好的。但她目前的目标是2美分,她解释说:“在这个价位上,研究人员可以显着扩大实验规模,不再受DNA成本的影响。”目前,客户通常订购300至1800个碱基。 Le Prostor说,基于DNA分子链。

总部位于旧金山的合成生物创业公司Zymergen为其客户提供更多服务。该公司不仅可以经济地构建DNA片段,还可以将构建的DNA片段插入微生物中并监测结果。它的首席科学家Zach Serber解释说,这些结果可以激发下一轮的DNA设计,让客户在寻找理想的生物体时能够实现快速迭代。 “在丢弃一个大网后,当你发现一种可以改善微生物性能的变异时,你可以加倍投注。”塞伯说。

这些初创公司引发了关于基于“生物生产线”的合成生物学产业的激烈讨论。但大规模生产DNA的前景并没有给生物技术顾问兼BioEconomy Capital Venture Fund执行董事Rob Carlson留下深刻印象。 “我不明白这种商业模式,”他说。

卡尔森怀疑,低成本的DNA装配将导致大量具有微生物利润的创业公司的出现。 “因此,你可以制造和测试更多的DNA,但这不是困难的部分,”他说。 “从试管到实验室规模到商业规模,这是成本的90%。”例如,对于一家围绕药用酵母开展业务的初创公司,它必须能够管理大量含有微生物的容器。降低DNA制造初始步骤的成本只能为公司节省一些零用钱,卡尔森说:“多么好,他们有零用钱购买啤酒或周五购买更多比萨饼。”

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