Synbio Startups 進化をタップし、バイオ製​​造フローを準備

新たに設立された企業は、研究室の適応的な進化を自動化し、バイオ産業のボトルネックを解消する技術を開発しています。

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ほとんどの細菌はすぐに複製します。 たとえば、大腸菌はわずか 20 分でその数を 2 倍にします。 細菌がヒトへの感染性病原体の場合、このような急速な複製は問題となる可能性があります。 しかし、微生物の急速な増殖は、急速な進化、つまり、一部の合成生物学研究者が有利に利用している自然選択による、よく適応した突然変異体の迅速かつ効率的な増加を意味します。

合成生物学の基礎は、ゲノム編集によって作成された新しい形質を持つ微生物株 (細菌および酵母) の構築です。 しかし、特定の条件で生育する能力や特定の原料を利用する能力など、一部の複雑な特性は、合理的な工学にとって複雑すぎる場合があります。 一部の企業は、目的の形質を導入するために標的を絞ったゲノム工学的アプローチを取るのではなく、それを実現するために進化に注目しています。

適応実験室進化 (ALE) は、望ましい形質を持つ微生物を選択するのに効果的であることが示されています。 しかし、このプロセスには時間がかかり、面倒な場合があります。 現在、進化を続ける新興企業が ALE の自動化に取り組んでいます。 これらの企業は、機械学習を適用することで、微生物を進化させるためのより実用的な方法として ALE を開発しています。

合成生物学のアキレス腱の 1 つはスケールです。 課題は多要素ですが、その理由の 1 つは、100 mL 三角フラスコで増殖する場合と 1,000 L バイオリアクターで増殖する場合では、微生物株の要件が異なる可能性があることです。 そして、研究者の側からすると、細菌がより大きな環境で繁栄するために何が必要なのかが不明瞭になる可能性があります。 現在、進化系スタートアップの研究者らは細菌に自分たちでそれを理解するよう求めている。 微生物が大規模な環境に適応するよう促し、成功する菌株を選択することで、両社は合成生物学製品の商業化の速度とコストの削減につながるパラダイムを確立したいと考えている。

イングランド北部の都市シェフィールドは、合成生物学の新興企業が見つかる可能性が低い場所です。 Evolutor の CEO である Joe Price 氏によると、この都市は主にビールで知られています。 そしてかつては鉄鋼で知られていました。 将来については、プライス氏の希望は、市がその産業遺産に合成生物学をテーマにした新しい章を追加することである。 そして彼は、合成生物学の生物製造のボトルネックの一部を解消しながら、それを実現するのに貢献したいと考えています。

Evolutor はその役割を果たしています。 同社は、ALE プロセスを自動化および加速するために、Accelerated Evolution Platform を開発しました。 具体的には、このプラットフォームはバイオリアクター内の微生物に選択圧を与え、微生物の進化を促します。

プライス氏は、エボリューターによって引き起こされたプロセスは合理的なゲノム工学と競合しないと述べている。 実際、典型的なプロセスは遺伝子編集された菌株から始まります。 その後、Evolutor のプラットフォームは、遺伝子操作された系統を進化させて、追加の望ましい形質を獲得します。 たとえば、菌株は新しい原料で成長するように進化する場合があります。 これは重要です。なぜなら、細菌や酵母の一部の菌株は、小規模では特定の糖中でよく増殖できますが、同じ糖を大規模に使用するのは経済的に実行可能ではないからです。 Evolutor は、食品廃棄物やその他の物質を新しい原料として使用するために、これらの株を進化させることができます。

おそらく、Evolutor がおいしいビールに近いのは偶然ですが、ブルックリンに本拠を置く 2 番目の合成生物学会社である Melonfrost にも同じ偶然が見られます。 シェフィールドと同様、ブルックリンにもビールの伝統があります。 また、Evolutor と同様に、Melonfrost にも ALE プラットフォームがあります。 これは、独自のハードウェア「Evolution Reactor」と、同社の人工知能（AI）を活用したソフトウェア「Maia」で構成されている。 メロンフロスト氏は、マイアは「生物が選択圧力に応じてどのように進化するかを学習し、新しい圧力を適用することで進化反応器を導き、遺伝学について何も知らなくても生物の進化をリアルタイムで操縦する」と述べています。