Om biologin kan bygga det, kommer de att komma: Ginkgo Bioworks lägger grunden för en bioekonomi på 4 biljoner dollar

Föreställ dig att det finns en enda metod för att tillverka nästan vilken produkt som helst i världen – plast, mat, mediciner, datalagringsenheter och till och med hjärnan-datorgränssnitt. Föreställ dig nu att denna metod var snabbare, billigare och mer hållbar än konventionell tillverkning. Låter som science fiction, eller hur?

Det är inte science fiction: det är syntetisk biologi, ett område som använder biologi som en tillverkningsplattform. Med hjälp av den senaste tekniken för genredigering kan syntetisk biologi programmera jäst och bakterier till små cellfabriker som kan tillverka ett oändligt antal produkter. Det är också den drivande kraften bakom bioekonomin på 4 biljoner dollar, med stora utsikter att bygga en mer hållbar och riklig värld.

Vid jämförelse med sektorer som läkemedel och industrikemikalier är den syntetiska biologin relativt ung. Ungefär 150 företag på Crunchbase beskriver sig själva med termen ”syntetisk biologi”, även om SynBioBeta spårar mer än 700 företag inom området. Dessa tidiga användare tillverkar antingen sina egna produkter med hjälp av syntetisk biologi eller tillhandahåller synbioverktyg och teknik för att hjälpa andra företag att förändra sättet att tillverka saker.

De tidiga innovatörerna inom syntetisk biologi har varit tvungna att vara kreativa för att växa inte bara sina egna företag utan även branschen som helhet – och kanske är det få företag som har bidragit mer till branschens tillväxt än Ginkgo Bioworks.

Lägga grunden för framtidens biomanufacturing

Ginkgo Bioworks tillhör en klass av företag som Genomatica, Arzeda, Conagen, Zymergen och Amyris AMRS som tillhandahåller bioteknisk infrastruktur och biotekniska tjänster – den ”bakre delen” av branschen för syntetisk biologi. I stället för att själv producera slutprodukter utformar och konstruerar Ginkgo mikrober för ett brett spektrum av kundbehov, från cannabinoidproducerande bakterier till jäst som fermenterar nästa generations livsmedelsproteiner.

Insidan av Ginkgo Bioworks.

Och även om Ginkgo tror att dess mikrober en dag skulle kunna producera praktiskt taget vilken fysisk vara som helst, har de flesta av Ginkgos tänkbara kunder i årtionden förlitat sig på traditionella petrokemiska eller agrikulturella produktionsmetoder. Men Ginkgo väntar inte på att den syntetiska biologin långsamt och successivt ska införas av aktörer från den gamla världen. Istället tar företaget sin biologibaserade metod till marknaden genom att skapa sin egen efterfrågan.

Bygga upp marknaden för syntetisk biologi

Ginkgo har redan tillkännagivit tre avknoppningar och strategiska investeringar:

• Motif Foodworks, ett internt spin-out som utvecklar livsmedelsprodukter
• Joyn Bio, ett samriskföretag med Bayer med fokus på jordbruksprodukter
• Synlogic, där Ginkgo har gjort en strategisk investering inom läkemedelsområdet

I februari 2019 lanserade Ginkgo Motif Foodworks med ett serie A-investeringssparande på 90 miljoner dollar, det största i livsmedelsteknikens historia. Denna spin-out använder mikrober för att tillhandahålla nästa generations alternativa proteiner och andra ingredienser till livsmedelsföretag, vilket visar den holistiska syn som Ginkgo har på marknaden för syntetisk biologi. Ginkgo har knoppat av Motif för att utveckla och tillverka djurfria livsmedelsingredienser och har satsat på att växtbaserat kött och alternativa mejeriprodukter skulle växa till en lukrativ marknad. Som en del av denna avknoppning placerade ett ”serviceavtal” Ginkgo som leverantör av de mikrober som Motif skulle använda för att tillverka sina produkter.

Avhängigt av projektet kan ett dotterbolag som Motif få tillgång till Ginkgos plattform och teknik utan kostnad. Alternativt kan investeringen ha dollar som är särskilt öronmärkta för Ginggos tjänster, vilket resulterar i en omedelbar, ny intäktsbetalande kund. Oavsett det inledande finansiella arrangemanget skapade Ginkgo framgångsrikt både en lovande investering och en pålitlig framtida kund i ett enda ambitiöst drag.

Joyn Bio är ett samriskföretag som tillkännagavs i mars 2018 och finansierades med 100 miljoner dollar av jordbruksjätten Bayer, Ginkgo och Viking Global Investors. Joyn Bio-satsningen medför även tekniska fördelar, där 100 000 av Bayers egenutvecklade mikrobiella stammar delas med Gingko. Dessa stammar kan nu införlivas i Gingkos interna metagenomiska databas. Även utan uttrycklig överföring av immateriella rättigheter får Ginkgo möjlighet att visa sina tekniska och kommersiella muskler inom ramen för en ny industri.

I läkemedelsindustrin har Ginkgo investerat 80 miljoner dollar i sin partner Synlogic, som kommer att använda Ginggos plattform för cellprogrammering för att påskynda Synlogics pipeline av levande läkemedel. Båda företagen anser att förmågan att programmera levande celler så att de känner av och reagerar för att behandla komplexa sjukdomar har stor potential och kan eventuellt förändra nästa generations läkemedel.

”Vi har samarbetat med Ginkgo i över två år nu”, säger Aoife Brennan, Synlogics vd. ”Vi började först med ett pilotprojekt som gick så bra att vi utökade vårt samarbete.”

Brennan säger att Synlogic verkligen har gynnats som företag av att arbeta med Ginkgo. ”Att ha tillgång till Ginkgos expertis och gjuteritjänster har gjort det möjligt för oss att inleda fler projekt och se till att vi förflyttar de bästa syntetiska biotikorna till vidare utveckling.”

Brennan säger att Ginkgo inte bara är en bra samarbetspartner, utan också delar hennes företags värderingar. ”Båda våra företag delar en passion för syntetisk biologi och för att göra en positiv inverkan på världen.”

När Ginkgo försöker locka till sig kunder på nya marknader visar spin-outs och investeringar som Motif, Joyn Bio och Synlogic för andra stora aktörer hur syntetisk biologi kommer att rubba branscher som livsmedel, jordbruk och läkemedel – och hur syntetisk biologi kan användas för att förändra deras egna verksamheter.

Formning av nystartade bioteknikföretag till framtida kunder

Med denna affärsmodell som framgångsrikt har testats har Ginkgo börjat bygga upp en pipeline av lovande nystartade bioteknikföretag som är redo att bli användare av sin plattform för mikrobiell design. I samarbete med de nystartade inkubatorerna Y Combinator och Petri erbjuder Ginkgo utvalda nystartade företag tillgång till sina tjänster i utbyte mot eget kapital. De nystartade företagen får tillgång till en teknik som kan spara dem stora mängder kapital och tid som annars skulle ha gått åt till att bygga upp en egen infrastruktur för mikrobiell design.

”Ginkgo Bioworks var det första biovetenskapliga företaget som YC finansierade, 2014”, berättade Jared Friedman, partner i Y Combinator, för mig. ”Vi trodde tidigt att det de byggde skulle bidra till att driva nästa generations synbio-startups, och det har varit imponerande att se dem genomföra det uppdraget.”

Friedman säger att Ginkgo gör det billigare och enklare för nya företag att komma igång genom att förse dem med en plattform som underlättar ingenjörsbiologi.

”Vad Amazons AWS gjorde för mjukvaruföretag gör Ginkgo för bioföretag”, säger han.

”Vi har en gemensam vision för framtiden, en vision där det är lika lätt att starta bioföretag som mjukvaruföretag, där grundare inte behöver spendera åratal och miljontals dollar på att starta upp ett gentekniskt laboratorium”, säger Friedman. ”Vi är stolta över att vara en del av Ginkgos fortsatta arbete för att göra detta till standard.”

För att ytterligare förstärka denna tidiga pipeline av nystartade företag som förlitar sig på Ginkgos plattform meddelade företaget nyligen att man skapat en Ferment Fund på 350 miljoner dollar. Ferment Fund kommer att starta ytterligare företag på lovande marknader som identifierats av Ginkgo-teamet. Dessa investeringar ger inte bara Ginkgo en andel i lovande bioteknikföretag, utan gör det också möjligt för Ginkgo att stödja tillväxten av ett synbio-ekosystem som är beroende av dess plattform.

Svar på pandemin

I ett bevis på flexibiliteten hos företagets teknikplattform, liksom dess engagemang för att hjälpa till i kampen mot coronaviruset, vidtog Ginkgo nyligen flera åtgärder för att hjälpa till att skala upp forskarsamhällets svar på pandemin.

Ginkgo tillkännagav Concentric, ett program för att erbjuda COVID-19-testning i stor skala för att stödja skolor och företag i deras strategier för att öppna igen. Concentric kan tillhandahålla end-to-end-testtjänster på plats för organisationer som vill göra testning tillgänglig för sina samhällen.

”Testning är avgörande för att förstå och stoppa spridningen av viruset”, sade Ginkgo i en op/ed. Genom att återanvända sin kapacitet för nästa generations sekvensering för att snabbt skala upp testningen hoppas Ginkgo kunna vända utvecklingen.

I mars lovade Ginkgo 25 miljoner dollar av sina forsknings- och utvecklingsresurser för att hjälpa forskare som kämpar mot coronaviruset. Ginkgo har använt sin kapacitet för DNA-syntes för att göra virusets sekvenser fritt tillgängliga för användning i FoU för diagnostik, terapi och vaccin. Ginkgo ingår också i ett konsortium från Berkeley Lights för upptäckt och testning av antikroppar och hjälper till att skala upp infrastrukturen för optimering av ledtrådar för antikroppar.

En virtuös cykel för syntetisk biologi

När nystartade företag inom syntetisk biologi växer kommer de att fortsätta att luta sig mot Ginkgos plattform för mikrobiell design, eftersom utveckling av egen kapacitet kommer att framstå som alltmer överflödig för varje lyckat Ginkgosamarbete. På detta sätt kommer Ginkgo att ha skapat ett robust ekosystem av företag som är modellerat efter sitt eget Motif Foodworks, fullt av nystartade företag som utmärker sig för att utveckla och biomekaniskt tillverka slutprodukter medan de lägger ut sin mikrobiella design på Ginkgo Bioworks moderskepp.

Följ mig på Twitter på @johncumbers och @synbiobeta. Prenumerera på mina veckovisa nyhetsbrev inom syntetisk biologi. Tack till Matthew Kirshner för ytterligare forskning och rapportering i den här artikeln. Jag är grundare av SynBioBeta, och några av de företag som jag skriver om – däribland Ginkgo Bioworks – är sponsorer av SynBioBetas konferens och veckobrev. Här finns en fullständig lista över SynBioBeta-sponsorer.