合成生物創(chuàng)業(yè)公司采用計算機行業(yè)的技術(shù)。
twist Bioscience是一家蒸蒸日上的生物科技創(chuàng)業(yè)公司，其首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人艾米莉?勒普勞斯特（Emily Leproust）是一名納米領(lǐng)域的實業(yè)家。“我會提醒Twist的每一個人，我們是一家制造企業(yè)。”她說，“我們制造DNA。”
Twist屬于新興的合成生物行業(yè)，活生物體是這一行業(yè)的產(chǎn)品，而生物實驗室就是產(chǎn)品的制造工廠。通過制造DNA分子鏈——根據(jù)生命的基本組成對其基因序列進(jìn)行組裝——科學(xué)家們正在創(chuàng)造世界上從未出現(xiàn)過的有機體。這些新的生命形式絕對非常有用：生物學(xué)家已制造出能夠幫助排泄藥物的酵母細(xì)胞和能夠用于制造噴氣燃料的藻類。
然而，DNA組裝是一個艱苦的過程，并且需要專門人才來操作，勞動密集型屬性束縛了這一生機勃勃的商業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。現(xiàn)在，靈活的創(chuàng)業(yè)公司正競相模仿計算機芯片制造生產(chǎn)線技術(shù)，改進(jìn)自動化DNA裝配線，就連亨利?福特大概都會引以為傲。隨著這些創(chuàng)新降低了DNA分子鏈的構(gòu)建成本，這些企業(yè)家瞄準(zhǔn)了低成本目標(biāo)，并表示這將促進(jìn)市場繁榮。今年將在舊金山總部開始商業(yè)運營的Twist Bioscience公司也是這場逐底競爭的主要競爭者。
遺傳物質(zhì)由被稱為核酸堿基的分子構(gòu)成；DNA堿基的4種類型分別由字母A、C、G、T代表。這些字母的排序便是一種代碼，指導(dǎo)一個生物體構(gòu)建其細(xì)胞并發(fā)揮生命功能。人類的遺傳代碼大約為32億個堿基對，而用于烘焙和啤酒釀造的酵母的遺傳代碼則約為1200萬個堿基對。如果調(diào)整堿基對的順序，那么生命體的指令也會生變化。例如，合成生物學(xué)家們將所編寫的新代碼片段插入酵母的DNA中，使酵母菌生成歐米茄-3脂肪酸，這是一種在魚油補充劑或者一般從玫瑰中提取的芳香油里才能找到的物質(zhì)。
構(gòu)建一條DNA分子鏈并不復(fù)雜；實際上這在全世界的實驗室中都是一個很常規(guī)的步驟。但Twist公司的勒普勞斯特表示，這個步驟一般由人工進(jìn)行，“微生物學(xué)是一項手工勞動。博士生一整天都在把液體從一個試管倒入另一試管里”。因此，她和其他聯(lián)合創(chuàng)始人們發(fā)明了一臺可以實現(xiàn)構(gòu)建流程自動化的機器。
該機器的核心是一塊布滿1萬個小孔的硅片，這些小孔的蝕刻技術(shù)與經(jīng)計算機芯片制造商改進(jìn)的光刻技術(shù)相同。每個直徑600納米的小孔可以構(gòu)建一條不同的DNA分子鏈。該機器能操作與博士生所做的“完全相同的化學(xué)過程”，勒普勞斯特說，“只是容器體積縮小到了后者的百分之一。”
Twist公司并不是要出售其機器，而是要銷售其DNA制造服務(wù)，其目標(biāo)客戶是尋找有效新型基因改造的研究人員和創(chuàng)業(yè)公司。2015年，Twist公司開始為選定的客戶進(jìn)行生產(chǎn)；今年該公司將全面開始商業(yè)運作。DNA組裝以每個堿基的成本為定價模型，勒普勞斯特表示，其公司每堿基10美分的起步價已經(jīng)是業(yè)界中最優(yōu)惠的了。但她現(xiàn)在的目標(biāo)是2美分，她解釋說：“在這個價位，研究人員們才能顯著地擴大實驗規(guī)模，不再受DNA成本的限制。”目前，客戶一般訂購長度為300到1800個堿基的DNA分子鏈，勒普勞斯特說。
另一家位于舊金山的合成生物創(chuàng)業(yè)公司Zymergen向客戶提供的服務(wù)更多。該公司不僅能夠經(jīng)濟地構(gòu)建DNA片段，而且能把構(gòu)建的DNA片段插入微生物中并監(jiān)測結(jié)果。其首席科學(xué)家扎克?塞伯爾（Zach Serber）解釋說，這些結(jié)果可以啟發(fā)下一輪的DNA設(shè)計，讓客戶在尋找理想有機體時能夠?qū)崿F(xiàn)快速迭代。“撒下一張大網(wǎng)后，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)一種能提高微生物表現(xiàn)的變異時，就可以加倍下注了。”塞伯爾說。
這些創(chuàng)業(yè)公司引發(fā)了針對以“有機體生產(chǎn)線”為基礎(chǔ)的合成生物行業(yè)的熱烈討論。但DNA批量生產(chǎn)的前景并沒有打動羅布?卡爾森（Rob Carlson），這位BioEconomy Capital風(fēng)險基金的生物技術(shù)咨詢顧問兼常務(wù)理事。“我并不理解這種商業(yè)模式。”他說。
卡爾森懷疑，低廉的DNA組裝會導(dǎo)致大量以微生物營利為經(jīng)營理念的創(chuàng)業(yè)公司涌現(xiàn)。“所以，你可以制作、測試更多的DNA——但那并不是困難的部分。”他說，“從試管到實驗室規(guī)模再到商業(yè)規(guī)模，那才是90%的成本所在。”比如，對于一家圍繞可制藥的酵母而開展業(yè)務(wù)的創(chuàng)業(yè)公司來說，它必須能夠管理大量盛有微生物的容器罐。降低DNA制造這一初始步驟的成本只能給該公司省點零用錢，卡爾森這樣說道：“多棒啊，周五他們有零花錢買啤酒或多買點披薩了。”
作者：Eliza Strickland