If Biology Can Build It, They Will Come: Ginkgo Bioworks Is Laying The Foundation For The $4 Trillion Bioeconomy

Stellen Sie sich vor, es gäbe ein einziges Verfahren, mit dem man so ziemlich jedes Produkt auf der Welt herstellen könnte – Kunststoffe, Lebensmittel, Medizin, Datenspeicher, sogar eine Gehirn-Computer-Schnittstelle. Stellen Sie sich nun vor, diese Methode wäre schneller, billiger und nachhaltiger als die herkömmliche Herstellung. Klingt nach Science-Fiction, nicht wahr?

Das ist keine Science-Fiction: Es handelt sich um synthetische Biologie, ein Gebiet, das die Biologie als Produktionsplattform nutzt. Mit Hilfe modernster Gen-Editierungstechniken kann die synthetische Biologie Hefe und Bakterien in winzige Zellfabriken programmieren, die in der Lage sind, eine endlose Reihe von Produkten herzustellen. Sie ist auch die treibende Kraft hinter der 4 Billionen Dollar schweren Bioökonomie, die vielversprechend für den Aufbau einer nachhaltigeren und reichhaltigeren Welt ist.

Im Vergleich zu Sektoren wie Pharmazeutika und Industriechemikalien ist die synthetische Biologie relativ jung. Etwa 150 Unternehmen auf Crunchbase beschreiben sich selbst mit dem Begriff „synthetische Biologie“, obwohl SynBioBeta mehr als 700 Unternehmen in diesem Bereich erfasst. Diese Early Adopters stellen entweder ihre eigenen Produkte mit Hilfe der synthetischen Biologie her oder bieten Synbio-Tools und -Technologien an, um anderen Unternehmen bei der Umstellung ihrer Produktionsverfahren zu helfen.

Die frühen Innovatoren der synthetischen Biologie mussten kreativ werden, um nicht nur ihre eigenen Unternehmen, sondern die Branche als Ganzes wachsen zu lassen – und vielleicht haben nur wenige Unternehmen mehr zum Wachstum der Branche beigetragen als Ginkgo Bioworks.

Das Unternehmen legt den Grundstein für die Zukunft der Bioproduktion

Ginkgo Bioworks gehört zu einer Gruppe von Unternehmen wie Genomatica, Arzeda, Conagen, Zymergen und Amyris AMRS, die biotechnologische Infrastruktur und Dienstleistungen anbieten – das „Back-End“ der synthetischen Biologie. Anstatt selbst Endprodukte herzustellen, entwirft und entwickelt Ginkgo Mikroben für eine breite Palette von Kundenbedürfnissen, von Cannabinoid-produzierenden Bakterien bis hin zu Hefen, die Lebensmittelproteine der nächsten Generation fermentieren.

Inside von Ginkgo Bioworks.

Während Ginkgo glaubt, dass seine Mikroben eines Tages praktisch jedes physische Gut produzieren könnten, sind die meisten der potenziellen Kunden von Ginkgo seit Jahrzehnten auf traditionelle petrochemische oder landwirtschaftliche Produktionsmittel angewiesen. Aber Ginkgo wartet nicht auf die langsame, schrittweise Übernahme der synthetischen Biologie durch die Akteure der alten Welt. Stattdessen bringt das Unternehmen sein biologisches Konzept auf den Markt, indem es selbst eine Nachfrage schafft.

Aufbau des Marktes für synthetische Biologie

Bereits hat Ginkgo drei Ausgründungen und strategische Investitionen angekündigt:

• Motif Foodworks, eine interne Ausgründung, die Lebensmittelprodukte entwickelt
• Joyn Bio, ein Joint Venture mit Bayer, das sich auf landwirtschaftliche Produkte konzentriert
• Synlogic, wo das Unternehmen eine strategische Investition im pharmazeutischen Bereich getätigt hat

Im Februar 2019 hat Ginkgo Motif Foodworks mit einer 90-Millionen-Dollar-Serie A gegründet, der größten in der Geschichte der Lebensmitteltechnologie. Diese Ausgründung nutzt Mikroben, um Lebensmittelunternehmen alternative Proteine und andere Inhaltsstoffe der nächsten Generation zu liefern, was die ganzheitliche Sichtweise von Ginkgo auf den Markt der synthetischen Biologie zeigt. Ginkgo hat das Unternehmen Motif ausgegründet, um tierfreie Lebensmittelzutaten zu entwickeln und herzustellen, da es davon ausgeht, dass sich pflanzliche Fleischsorten und alternative Milchprodukte zu einem lukrativen Markt entwickeln werden. Im Rahmen dieser Ausgliederung wurde Ginkgo durch eine „Servicevereinbarung“ als Lieferant der Mikroben positioniert, die Motif zur Herstellung seiner Produkte verwenden würde.

Je nach Projekt kann eine Tochtergesellschaft wie Motif kostenlosen Zugang zu Ginkgos Plattform und Technologie haben. Alternativ kann die Investition speziell für die Dienstleistungen von Ginkgo vorgesehen sein, was zu einem sofortigen, neuen, Einnahmen bringenden Kunden führt. Unabhängig von der anfänglichen finanziellen Vereinbarung hat Ginkgo mit einem einzigen ehrgeizigen Schritt sowohl eine vielversprechende Investition als auch einen zuverlässigen zukünftigen Kunden geschaffen.

Joyn Bio ist ein im März 2018 angekündigtes Joint Venture, das mit 100 Millionen US-Dollar vom Agrarriesen Bayer, Ginkgo und Viking Global Investors finanziert wird. Das Joyn Bio-Venture bringt auch technologische Vorteile mit sich: 100.000 geschützte mikrobielle Stämme von Bayer werden mit Gingko geteilt. Diese Stämme können nun in die interne Metagenomik-Datenbank von Ginkgo aufgenommen werden. Auch ohne explizite Übertragung von geistigem Eigentum kann Ginkgo seine technologischen und kommerziellen Muskeln im Kontext einer neuen Industrie spielen lassen.

In der pharmazeutischen Industrie hat Ginkgo 80 Millionen Dollar in seinen Partner Synlogic investiert, der Ginkgos Zellprogrammierungsplattform nutzen wird, um Synlogics Pipeline für lebende Medikamente zu beschleunigen. Beide Unternehmen sind davon überzeugt, dass die Fähigkeit, lebende Zellen so zu programmieren, dass sie komplexe Krankheiten erkennen und darauf reagieren, ein großes Potenzial hat und möglicherweise die nächste Generation von Arzneimitteln verändern wird.

„Wir arbeiten jetzt seit über zwei Jahren mit Ginkgo zusammen“, sagte Aoife Brennan, Synlogic CEO. „Wir haben zunächst mit einem Pilotprojekt begonnen, das so gut lief, dass wir unsere Zusammenarbeit ausgeweitet haben.“

Brennan sagt, dass Synlogic als Unternehmen von der Zusammenarbeit mit Ginkgo wirklich profitiert hat. „Der Zugang zu Ginkgos Fachwissen und Gießereidienstleistungen hat es uns ermöglicht, mehr Projekte zu initiieren und sicherzustellen, dass wir die besten synthetischen Biotika in die weitere Entwicklung bringen.“

Brennan sagt, dass Ginkgo nicht nur ein guter Partner ist, sondern auch die Werte ihres Unternehmens teilt. „

Während Ginkgo versucht, Kunden in neuen Märkten zu gewinnen, demonstrieren Ausgründungen und Investitionen wie Motif, Joyn Bio und Synlogic anderen großen Unternehmen, wie die synthetische Biologie Branchen wie die Lebensmittel-, Landwirtschafts- und Pharmabranche verändern wird – und wie die synthetische Biologie genutzt werden kann, um ihr eigenes Geschäft zu verändern.

Biotech-Start-ups zu künftigen Kunden machen

Nachdem dieses Geschäftsmodell erfolgreich getestet wurde, hat Ginkgo damit begonnen, eine Pipeline vielversprechender Biotech-Start-ups aufzubauen, die als Nutzer seiner mikrobiellen Design-Plattform in Frage kommen. In Zusammenarbeit mit den Start-up-Inkubatoren Y Combinator und Petri bietet Ginkgo ausgewählten Start-ups im Tausch gegen Eigenkapital Zugang zu seinen Dienstleistungen. Die Start-ups profitieren vom Zugang zu einem Technologiepaket, das ihnen viel Kapital und Zeit ersparen kann, die sie sonst in den Aufbau einer eigenen Infrastruktur für mikrobielles Design stecken müssten.

„Ginkgo Bioworks war das erste Life-Science-Unternehmen, das YC 2014 finanziert hat“, sagte mir Y Combinator-Partner Jared Friedman. „Wir waren von Anfang an davon überzeugt, dass das, was sie aufgebaut haben, die nächste Generation von Synbio-Startups vorantreiben würde, und es war beeindruckend zu sehen, wie sie diese Mission erfüllt haben.“

Friedman sagt, dass Ginkgo den Start neuer Unternehmen billiger und einfacher macht, indem es ihnen eine Plattform zur Verfügung stellt, die das Engineering der Biologie erleichtert.

„Was Amazons AWS für Software-Unternehmen war, ist Ginkgo für Bio-Unternehmen“, sagte er.

„Wir haben eine gemeinsame Vision für die Zukunft, in der Bio-Startups so einfach zu gründen sind wie Software-Startups, in der Gründer nicht Jahre und Millionen von Dollar aufwenden müssen, um ein gentechnisches Labor aufzubauen“, sagte Friedman. „Wir sind stolz darauf, Teil der kontinuierlichen Arbeit von Ginkgo zu sein, die darauf abzielt, dies zum Standard zu machen.“

Um diese frühe Pipeline von Start-ups, die sich auf die Plattform von Ginkgo stützen, weiter auszubauen, hat das Unternehmen kürzlich die Einrichtung eines 350 Millionen Dollar schweren Ferment-Fonds bekannt gegeben. Der Ferment Fund wird weitere Unternehmen in vielversprechende Märkte ausgliedern, die vom Ginkgo-Team identifiziert wurden. Diese Investitionen verschaffen Ginkgo nicht nur eine Beteiligung an vielversprechenden Biotech-Firmen, sondern ermöglichen es Ginkgo auch, das Wachstum eines Synbio-Ökosystems zu unterstützen, das auf seiner Plattform beruht.

Reaktion auf die Pandemie

In einer Demonstration der Flexibilität der Technologieplattform des Unternehmens sowie seines Engagements im Kampf gegen das Coronavirus hat Ginkgo kürzlich mehrere Maßnahmen ergriffen, um die Reaktion der Forschungsgemeinschaft auf die Pandemie zu unterstützen.

Ginkgo kündigte Concentric an, ein Programm, das COVID-19-Tests in großem Maßstab anbietet, um Schulen und Unternehmen bei ihren Wiedereröffnungsstrategien zu unterstützen. Concentric kann Organisationen, die ihren Gemeinden Tests zur Verfügung stellen wollen, durchgängige Vor-Ort-Tests anbieten.

„Tests sind unerlässlich, um die Ausbreitung des Virus zu verstehen und zu stoppen“, so Ginkgo in einer Stellungnahme. Ginkgo hofft, durch die Umwidmung seiner Sequenzierungskapazitäten der nächsten Generation für eine rasche Ausweitung der Tests das Blatt wenden zu können.

Im März hat Ginkgo 25 Millionen Dollar seiner Forschungs- und Entwicklungsressourcen zugesagt, um Forscher im Kampf gegen das Coronavirus zu unterstützen. Ginkgo hat seine DNA-Synthesekapazitäten genutzt, um die Sequenzen des Virus zur Verwendung in der Forschung und Entwicklung für Diagnostika, Therapeutika und Impfstoffe frei verfügbar zu machen. Ginkgo ist auch Teil eines Berkeley Lights-Konsortiums für die Entdeckung und Prüfung von Antikörpern und trägt dazu bei, die Infrastruktur für die Optimierung von Antikörperleitstrukturen auszubauen.

Ein positiver Kreislauf der synthetischen Biologie

Wenn Start-ups im Bereich der synthetischen Biologie wachsen, werden sie sich weiterhin auf Ginkgos Plattform für mikrobielles Design stützen, da die Entwicklung eigener Fähigkeiten mit jeder erfolgreichen Zusammenarbeit mit Ginkgo zunehmend überflüssig wird. Auf diese Weise wird Ginkgo ein robustes Ökosystem von Unternehmen nach dem Vorbild seiner eigenen Motif Foodworks geschaffen haben, voller Start-ups, die sich durch die Entwicklung und biologische Herstellung von Endprodukten auszeichnen, während sie ihr mikrobielles Design an das Mutterschiff Ginkgo Bioworks auslagern.

Folgen Sie mir auf Twitter unter @johncumbers und @synbiobeta. Abonnieren Sie meinen wöchentlichen Newsletter zur synthetischen Biologie. Vielen Dank an Matthew Kirshner für zusätzliche Recherchen und Berichte in diesem Artikel. Ich bin der Gründer von SynBioBeta, und einige der Unternehmen, über die ich schreibe – darunter Ginkgo Biowork – sind Sponsoren der SynBioBeta-Konferenz und der wöchentlichen Zusammenfassung. Hier ist die vollständige Liste der SynBioBeta-Sponsoren.