こちらのページでは、今後更なる技術革新が期待される、合成生物学 (Synthetic Biology) に焦点を当て、合成生物学について学びたい初心者から投資家まで、参考になるコンテンツをご紹介します。
合成生物学 (Synthetic Biology) とは？
合成生物学は、生物学、工学、遺伝学、化学、コンピューターサイエンスの原理を組み合わせて、新しい生物学的部品、装置、システムを設計・構築する学際的な分野である。また、既存の自然な生物学的システムを有用な目的のために再設計することも含まれる。
合成生物学は、AIが包括的な用語であるように、他の技術を表す包括的な用語です。新たな能力を持つように工学的に生物を再設計することで、有用な目的のために生物を再設計することを含む科学の新興分野である。
そしてこの分野は、工学とデザイン、コンピューターサイエンスと生物学を組み合わせたものです。研究者たちが試みているのは、生物を適応させ、変化や進化に影響を与え、基本的にさまざまな能力を持たせるために、分子レベルまで踏み込むことです。
そしてこれは、あらゆる異なる産業に及んでいる。ライフサイエンス、健康、医療、新素材がそのひとつであることは言うまでもない。これらの技術はすべて、生物学のエンジニアリングを容易にします。
合成生物学を学ぶ記事
以下でリンクしています記事は、合成生物学について非常に良くまとまっており、一読の価値があるものを随時アップデートして貼っていきます。
AIは、合成生物学を強化し、そのプロセスのあらゆる部分を加速するために使用することができる
👀 #SynBio fans! “AI can be used to enhance and accelerate synthetic biology in every part of its process…”
Special Issue on Artificial Intelligence for Synthetic Biology:https://t.co/sqdkh7TPqZ
— Twist Bioscience (@TwistBioscience) January 16, 2024
この記事は、合成生物学と人工知能（AI）・機械学習（ML）の結びつきに焦点を当てており、多くの研究がAI/MLを活用して生物学のさまざまな分野に貢献しています。
例えば、MLを使用して生産プロセスの最適化やタンパク質エンジニアリングを改善する研究が行われており、これにより生物学的システムの設計や最適化が向上しています。
また、新しいMLアーキテクチャも提案され、さまざまな生物学的タスクに活用されています。この特別号は、AI/MLが合成生物学に与える潜在的な影響を示しており、将来の研究と応用に期待が寄せられています。
NVIDIAのCEOジェンスン・ファン氏、次の驚くべき革命は生物学とテクノロジーの交差点で起こる
合成生物学: 次なるイノベーションのフロンティア / The Innovator
The Innovator の記事「合成生物学: 次なるイノベーションのフロンティア」では、2063年までに様々な分野に革命をもたらす可能性を秘めている。シンバイオは、プロセスや製品を創造・改善するために生物学的システムをエンジニアリングするもので、気候変動、疾病、食糧安全保障など、世界最大の課題のいくつかに解決策を提供する。
科学技術スポットライト： 合成生物学 / Government Accountability Office
こちらは、米国政府説明責任局 (GAO) による「科学技術スポットライト： 合成生物学」記事です。合成生物学は、ウイルス、バクテリア、酵母、植物、動物の遺伝物質を変化させ、有用な新しい特性を与えることができる。例えば、クモのDNAを組み込むことで、カイコは超強力で超軽量の絹を作り出すことができる。
この技術は、医療、農業、製造業、環境といった分野の課題解決に役立つ可能性がある。
この Science & Tech Spotlight では、合成生物学の利点と今後の課題について述べている。例えば、体内から病気を治療する生きた細胞を工学的に作ることができる一方で、生物兵器を作ることもできる。
AIと合成生物学の波がいかに世界を変貌させ、新たなリスクをもたらすのか？
合成生物学はあなたの業界を破壊しようとしている / BCG
BCG の記事「合成生物学はあなたの業界を破壊しようとしている」では、様々な業界における合成生物学 (シンセティック・バイオロジー) の変革の可能性について論じている。生物学的システムの設計とエンジニアリングを含むシンバイオは、持続可能かつ効率的な方法で、香料や繊維から食品や燃料に至るまで、幅広い製品の生産を可能にすることで、製造業に革命をもたらす態勢を整えている。
この記事では、シンバイオがいかに革新的な製品や斬新なプロセスを生み出し、既存のものを改良し、コストを削減し、希少な原材料の利用可能性を高めることができるかを強調している。また、企業が競争力を維持するために、この新興技術に適応することの重要性も強調している。
合成生物学の企業
以下では、合成生物学に焦点を当てたバイオテクノロジー企業をご紹介します。
Nvidia (エヌビディア)
AIをリードする半導体企業として知られる Nvidia も、大規模言語モデルを生物学に拡張しています。同社は2022年頃より、大手製薬会社、バイオテクノロジー新興企業、先駆的な生物学研究者は、生体分子データを生成、予測、理解するために、NVIDIA BioNeMo LLM サービスとフレームワークを使ってAIアプリケーションを開発しています。
NVIDIA BioNeMo は、スーパーコンピューティングのスケールで大規模な生体分子言語モデルをトレーニングし、展開するためのフレームワークであり、科学者が病気をより良く理解し、患者のための治療法を見つけることを支援します。大規模言語モデル（LLM）フレームワークは、化学、タンパク質、DNA および RNA データ形式をサポートします。
Ginkgo Bioworks (ギンコ・バイオワークス)
Twist Biosciences (ツイスト・バイオサイエンス)
ツイスト・バイオサイエンスは、生物学のエンジニアリングを産業化するための破壊的なDNA合成プラットフォームを開発した、合成生物学とゲノミクスのリーディングカンパニーであり、急成長を遂げている。このプラットフォームの中核は、シリコンチップ上にDNAを「書き込む」ことによって合成DNAを製造する新しい方法を開拓する独自技術である。
ツイストは独自の技術を活用し、合成遺伝子、次世代シーケンサー（NGS）準備用ツール、創薬開発用抗体ライブラリーなど、幅広い合成DNAベースの製品を製造している。ツイストはまた、DNAや生物製剤の創薬におけるデジタルデータ保存の長期的な機会も追求している。ツイストは、ヘルスケア、工業化学、農業、学術研究など多くの産業で使用される製品を製造している。
Moderna (モデルナ)
新型コロナウイルスのワクチンを開発した、今では誰もが知るモデルナも、合成生物学の企業として知られています。モデルナは現在、メルクと提携したメラノーマ患者向けがんワクチンの開発を進めています。
合成生物学を学ぶ参考図書
2024年1月8日現在、合成生物学について学ぶ本としては、フューチャー・トゥデイ研究所の創設者エイミー・ウエブ氏の著書『ジェネシス・マシン : 合成生物学が開く人類第2の創世記』がおすすめです。
Google DeepMind の共同創業者であるムスタファ・スレイマン話題の著書『The Coming Wave』では、AIと合成生物学の分野に警告を鳴らしている。