Ginkgo Bioworks jest obsługiwany przez hakerów. Chociaż wolą mówić, że „projektują organizmy”, pracownicy zbudowali laboratorium lub „odlewnię” w Bostonie, gdzie hakują biologię. Łączą geny, a następnie wstawiają mieszaniny genów do fiolek drożdży, aby szybko wyhodować syntetyczne organizmy, które służą ludzkim potrzebom .
Christina Agapakis, dyrektor kreatywny Gingko, mówi, że w zasadzie chodzi o przyspieszenie ewolucji. „To jak fabryka szybkiego prototypowania” - mówi.
Biohakerzy pracują nad budowaniem organizmów wychwytujących węgiel i innych, które hodują probiotyki, które pomagają ludziom zwalczyć infekcje. Firma otrzymała początkowe finansowanie od DARPA na rozwój tego drugiego. Ale teraz Gingko tworzy organizmy, które wydzielają określone zapachy. Celem jest masowa produkcja syntetycznych zapachów i smaków, które można stosować do wszystkiego, od perfum po sztuczny słodzik. Jest to krok w kierunku potencjalnego zastąpienia rzadkich, drogich, wolno rosnących lub lotnych związków organicznych. Robertet, francuska firma perfumeryjna, zleciła Gingko syntezę zapachu z konkretnej róży uprawianej tylko w Turcji i Bułgarii, która jest pracochłonnie zbierana ręcznie.
„Zapach był głównym tematem, ponieważ zapach wykorzystuje chemię czegoś, co zaczęło się jako ekstrakt biologiczny”, mówi. „Dlatego zastanawiamy się, gdzie biologia może wrócić do inżynierii chemicznej i uczynić ją zrównoważoną i odnawialną”.
Niedawno rozmawiałem z Agapakis o firmie i jej misji:
Jak zaczął się Ginkgo?
Ginkgo zostało założone w 2008 roku przez Toma Knighta i czterech facetów (Reshma Shetty, Jason Kelly, Barry Canton, Austin Ch), którzy właśnie ukończyli studia doktoranckie na MIT. Tom miał rękę w tworzeniu ARPANET, prekursora Internetu, ale pod koniec lat 90. stwierdził, że komputery są nudne, a biologia programowania była interesująca. Chciał zobaczyć, gdzie krzyżują się inżynieria i biologia. O to właśnie chodziło w Ginkgo. Założyciele chcą ułatwić biologii inżynierię, a następnie przyjrzeć się, co to oznacza dla przemysłu i technologii.
Dlaczego to się teraz dzieje?
Kiedy zaczęli w 2008 r., Był to czas, gdy koszt sekwencji DNA naprawdę gwałtownie spadał i dlatego ludzie zaczęli sekwencjonować wszystko. Wiedza o tym, jak ewolucja rozwiązała problemy, szybko się poszerzyła, a ludzie zsekwencjonowali wszelkiego rodzaju genomy i enzymy. Stało się zasobem lub biblioteką.
Drugą stroną rzeczy jest synteza. Kiedyś trzeba było znaleźć organizmy, a teraz możesz zsyntetyzować geny z bazy danych. Kiedy byłem studentem, kosztowało to 1 USD za parę zasad, więc gen kosztował jeden do 5000 USD. Teraz sprowadza się do groszy na bazę. Właśnie złożyliśmy zamówienie na 100 milionów par zasad z Twist [firmy produkującej syntetyczne DNA], co wystarczy, aby napisać genom drożdży 10 razy. To staje się o wiele bardziej możliwe.
Christina Agapakis, dyrektor kreatywna w Ginkgo Bioworks (fot. Thatcher Cook dla PopTech) Co dokładnie robisz w laboratorium?
To jest jak fabryka szybkiego prototypowania. Możemy uruchomić wiele wariantów różnych ścieżek i zobaczyć, co działa we właściwej kombinacji.
Czasami nasze projekty zaczynają się od naszych klientów. Oni powiedzą: „Trudno jest nam zrobić ten składnik” i zaczniemy szukać organizmu, który coś dla nich wytworzy. Zaczynamy od biochemii. Mamy inżynierów technicznych, którzy rozumieją biologię komórek i wszystkie metabolity, które tam są, więc rozumieją, w jaki sposób procesy wpływają na komórki.
Inne rodzaje projektów sprawdzają, co biologia może zrobić w przestrzeni chemicznej. [Tutaj jest Ginkgo rosnące drobnoustroje naśladujące zapach tej trudnej do uprawy róży.] W przypadku składników, na które teraz patrzymy, lub ogólnie kwiatów lub roślin, istnieje kilka klas substancji chemicznych, które mogą wytwarzać różne komórki. Mówi się, że od 1000 do 5000 różnych enzymów. Powiemy, zsyntetyzujmy je i włóżmy do drożdży i zobaczmy, co robią warianty.
Dlaczego używasz drożdży jako materiału podstawowego?
Drożdże są niesamowite, ponieważ my, ludzie, jesteśmy naprawdę dobrzy w fermentowaniu drożdży. Istnieje wiele technologii wokół drożdży do tworzenia smaków i zapachów z powodu piwa. To, co robimy, to naprawdę fajne połączenie współczesnej nauki i tradycyjnych metod warzenia. Nasz szef fermentacji faktycznie ma browar - Mystic Brewery w Chelsea [Massachusetts].
Zaletą odlewni jest to, że może ona zautomatyzować sekwencjonowanie. (Ginkgo Bioworks) Nad czym teraz pracujesz?
Istnieje stale ewoluujący diagram Venna pokazujący, gdzie leżą możliwości biologii, gdzie inżynieria jest wykonalna, a gdzie jest przemysł, potrzeba i technologia. Zapachy stały się liderem, ale pracujemy również nad technologią wychwytywania dwutlenku węgla. Otrzymaliśmy grant Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych ds. Energii (ARPA-E), aby przyjrzeć się wychwytywaniu dwutlenku węgla i przekształcaniu krótkołańcuchowych węgli w bardziej złożone rzeczy. Współpracujemy również z Ajinomoto, japońską firmą z branży spożywczej i chemicznej, aby sprawdzić, czy możemy znaleźć sposoby na poprawę ich strumienia odpadów.
Co się potem dzieje?
Bioworks 2, rozbudowana odlewnia, otwiera się wiosną lub wczesnym latem przyszłego roku, a odlewnia stale się iteruje. Zawsze myślimy o projektowaniu organizmu i o tym, jak go wydajniej zarządzać. Wprowadzamy nowe projekty, klientów i rynki, ale pracujemy również nad technologią.
Po dziesięciu latach przyglądamy się mikrobiomowi, społecznościom mikrobiologicznym i sposobom inżynierii mikrobów. Nie mogę się doczekać czasu, kiedy wiemy, jak mikroby działają razem. Myślimy również o wszystkich zapachach. Pewnego dnia chcemy mieć coś o nazwie „100 fiolek”. Byłoby to 100 różnych zapachów tworzonych przez naturę.
