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生物学将是下一个伟大的计算平台,硅谷初创公司已经闻风而动!

 stingray928 2018-05-08

与计算行业的公司类比不仅仅是文字游戏。

生物学将是下一个伟大的计算平台,硅谷初创公司已经闻风而动!

在某些方面,Synthego看起来跟硅谷其他初创公司并无不同。在距离Facebook总部5分钟车程的一处米黄色商业园区设施内,一排排不起眼的黑色机柜呼呼作响,指示灯闪个不停。但在这些金属机柜里面,Synthego不是在摆弄支撑着互联网运行的0和1,而是在构建能够重新编写生命代码的分子。

强大的基因编辑工具CRISPR正在彻底改变科学家修改生物体DNA的速度和幅度,这当中也包括人类细胞。从学术研究人员到农业技术公司,再到生物制药公司,很多人都希望对CRISPR加以利用,新的公司如雨后春笋般涌现出来以满足这种需求。Synthego这样的公司将软件工程和硬件自动化技术相结合,致力于成为基因工程领域的亚马逊(Amazon),Inscripta以苹果(Apple)为目标,Twist Bioscience则有志成为英特尔(Intel)。

生物学将是下一个伟大的计算平台,硅谷初创公司已经闻风而动!

与计算行业的公司类比不仅仅是文字游戏。CRISPR让生物的可编程性超越了以往任何时候,而那些在CRISPR后端系统跑马圈地的生物技术公司高管更是对硅谷的历史熟稔于心。他们正在押注生物将成为下一个伟大的计算平台,其中DNA将成为运行其上的代码,而CRISPR则是编程语言。

Synthego由软件工程师保罗·达布罗夫斯基(Paul Dabrowski)和迈克尔·达布罗夫斯基(Michael Dabrowski)兄弟共同创立,他们此前效力于伊隆·马斯克(Elon Musk)旗下的SpaceX公司,两人并非生物学家。不过,他们在CRISPR中看到了独一无二的机会,即利用他们在打造火箭时学会的敏捷设计原理,将之应用于创建基因编辑工具。Synthego的第一笔业务是使用小型化和自动化技术来大幅加快研究和产品开发的速度。他们首先把可以塞满一间飞机机库的智能仪器装入了机器当中,然后堆放在成排的机柜里。每个机柜都在编排一场生物化学的“芭蕾舞”,把一连串硅芯片中的电脑指令转换成该公司的第一款产品:定制的CRISPR试剂盒。

要订购这样的试剂盒,科学家只要登录Synthego的设计门户,然后从Synthego拥有5,000种生物体样本(从大肠杆菌到智人,应有尽有)的基因组库中挑选他们想要编辑的那一种以及他们想要敲除的基因。然后,该公司的预测软件会为合成向导RNA提供一些优化选项——向导RNA能够把CRISPR切割DNA的蛋白质引导到它们需要去的地方。在订单经过处理后,Synthego的软件会指导压缩机和泵把化学试剂输送到那一排排的仪器当中,对液体进行混合,并催化制作一批试剂盒所需的100,000次反应。在一周之内,试剂盒便会被送到下单的实验室,其中包含了研究人员对小鼠或斑马鱼或海拉细胞基因组进行编辑所需的一切。他们只需要添加CRISPR蛋白质,然后开始注入。

生物学将是下一个伟大的计算平台,硅谷初创公司已经闻风而动!

“能够以并行的方式做到这一点是新颖的部分,”保罗·达布罗夫斯基说道,他估计Synthego将科学家进行基因编辑所需的时间从数月缩减至一个月。这些服务的需求量很大,尽管不愿意透露确切的数字,但保罗表示,Synthego每天售出数百至数千套试剂盒。这个销量很快会更高,Synthego也在相应地增加产能。去年他们将场地面积扩大了一倍,今年还将再扩大一倍。

不过,Synthego并非仅仅是增加安装在成排机架上的机器,他们还在增加服务选项。从本月晚些时候开始,科学家将能从Synthego订购经过CRISPR处理的定制人类细胞系,这是人们用来开发潜在救命药物的重要工具。“之前,成千上万杰出的博士和研究人员不得不把自己一半的时间花在照料这些细胞上,”保罗如是说。他不愿如此,而是希望研究人员只需要进行几次点击操作便能完成从设计实验到动手做实验的步骤。

对使用CRISPR进行基础科学研究的学术界人士来说,这一切都很好。但对想要使用Synthego工具来加速产品开发的公司来说,他们仍然需要向拥有基础CRISPR/Cas9知识产权的公司支付昂贵的许可费用——CRISPR/Cas9的专利归属在法律上尚未有定论。据Inscripta首席执行官凯文·内斯(Kevin Ness)称,这一技术瓶颈正在给创新制造财务障碍。这就是为什么Inscripta迈出的第一步乃是发布一款不同的基因编辑酶MAD7——你可以把它看成是CRISPR/Cas9的合法仿制品——并免费开放给研发用途。如果是把MAD7用于制造产品或疗法,那么Inscripta将收取远低于市场标准的专利费(在价格中的占比小于10%)。

目前,这是Inscripta唯一的收入流——虽然还只是涓涓细流。但内斯这样做有他的理由,“这不是什么阴谋诡计,我们是在尝试让更多的人现在加入到这场游戏中来,办法就是向大家普及对这个酶家族的使用权。”他说道。这一招是从史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)那里学到的:让人们迷上MAD7酶的平台,然后向他们销售个人硬件。Inscripta正在开发一款桌面仪器,你可以用来设计自己的基因编辑器,它会当场把你的构想做出来。“我们正在尝试打造这样的工具,让人们在活细胞中读取、编写和测试基因组的过程实现标准化,这样你不用成为无所不能的奇才也能把事情做成,”内斯说,“毕竟每个人都会揿按钮。”

按照之前的类比,如果说Inscripta的产品对应计算行业的个人电脑,那么Twist Biosciences还要再深入一层,他们正在开发生物领域的“处理器”。这家位于旧金山的初创公司在半导体芯片上制造定制的合成DNA链,其生成的A、T、C和G正是生物的构建模块。通过Twist在单块芯片上制造的CRISPR向导,研究人员可以进行多达一百万次的编辑。正如硅晶圆的指数式微型化推动了计算行业向前发展,基因编辑的大规模并行化也将把生物学的边界推向未来。

翻译:何无鱼

校对:其奇

编辑:漫倩

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