MPA關(guān)注：未來的成分——合成DNA的興起

Bolt的首席執(zhí)行官丹·維德邁爾（Dan Widmaier）說：“現(xiàn)在是材料的新時代。”今天的大多數(shù)紡織品以基于石油的化纖制成，處理時對環(huán)境有害。Bolt公司稱，相比之下，它的織物具有生物可降解性。維德邁爾說：“新材料有讓世界變得更加美好的巨大潛力。”

今年2月，Bolt面臨了一次不成功便成仁的挑戰(zhàn)：將實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的生產(chǎn)流程擴(kuò)展為一項(xiàng)具有商業(yè)規(guī)模的業(yè)務(wù)，供應(yīng)三位客戶，其中包括服裝公司巴塔哥尼亞（Patagonia）。Bolt最終希望生產(chǎn)自有品牌的服裝。如果公司獲得成功，這一進(jìn)步將成為新興領(lǐng)域合成生物學(xué)的重要標(biāo)志。

Bolt是唯一一家應(yīng)用此類科技的新創(chuàng)企業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)讓科學(xué)家運(yùn)用活著的有機(jī)體的遺傳機(jī)理，生產(chǎn)各種產(chǎn)品，從食物甜味劑、“皮革”，再到像木材一樣的合成物。投資者已經(jīng)注意到了。去年，合成生物學(xué)從投資者那里拿到了10億美元，其中不乏彼得·蒂爾（Peter Thiel）、埃里克·施密特（Eric Schmidt）、馬克·安德森（Marc Andreessen）、馬克斯·列夫欽（Max Levchin）、楊致遠(yuǎn)（Jerry Yang）這樣的名人。據(jù)跟蹤該行業(yè)的咨詢機(jī)構(gòu)SynBioBeta稱，這一數(shù)字比2014年翻了一番。

硅谷看上合成生物學(xué)自有原因。DNA是以四個核苷酸分子為一個序列構(gòu)成的，是一種可以編輯和撰寫的代碼，這跟軟件不無相像之處。自從2003年人類基因組完成測繪以來，DNA測序的商業(yè)化（解讀一個有機(jī)體的代碼）與合成（撰寫代碼）的工作就開始提速了。

過去數(shù)年，新的機(jī)器人技術(shù)、計算生物學(xué)、基因編輯與基因合成技術(shù)的出現(xiàn)，使合成生物學(xué)變得更有成效，成本也變得合理。例如，被大力宣傳的Crispr工具可以剪切DNA序列，插入人們想要的性能。來自于新創(chuàng)企業(yè)Twist Bioscience的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在硅上進(jìn)行小型化化學(xué)反應(yīng)，加快了基因合成。成本也在迅速下降。

為推動這一領(lǐng)域而大聲疾呼的OS Fund合伙人布萊恩·約翰遜（Bryan Johnson）說：“我們正在解碼生物學(xué)。生命本身正變得可編程。”像約翰遜這樣的持有相信態(tài)度的人喜歡大膽預(yù)言。他們宣稱，我們終有一天能夠利用DNA、能源和陽光培養(yǎng)組織、汽車和住宅，可能會用腦細(xì)胞來組裝計算機(jī)。

當(dāng)然，相關(guān)的警示已經(jīng)有不少了。幾年之前就有一個，提醒人們頭腦要冷靜。2008年，一些新創(chuàng)企業(yè)致力于利用合成生物學(xué)從池塘的浮垢中制作生物燃料。但事實(shí)證明，微生物在實(shí)驗(yàn)室里與在工廠環(huán)境里的活性不一樣。隨著石油價格的下滑，好幾家新創(chuàng)企業(yè)倒閉。

這一次，從事合成生物學(xué)的公司正在聚焦于材料（支持者稱，比起燃料，材料的利潤率更高，受市場波動較小）和特種化學(xué)品。如今，業(yè)內(nèi)人士稱，已經(jīng)有更好的工具，用于編輯、測量結(jié)果，并且實(shí)現(xiàn)化學(xué)品和微生物量產(chǎn)的自動化。

一連串的創(chuàng)新正在接踵而至。在波士頓，Ginkgo Bioworks正在使用難于種植的植株或者已經(jīng)滅絕花類的DNA代碼，批量生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)，用于制作新的香水味道和食品甜味劑。該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官杰森·凱利（Jason Kelly）說：“過去兩年，生產(chǎn)確實(shí)大幅提速了。”在投資者1.54億美元資金的推動下，Ginkgo最近開設(shè)了它的第二家“鑄造車間”。這是一家面積為18,000平方英尺（約1,672.25平方米）的工廠，配有用于設(shè)計、制作和測試DNA的發(fā)酵箱、大型分光儀、軟件、機(jī)器人和傳統(tǒng)生物學(xué)檢測工具。

凱利表示，Ginkgo能夠?qū)⑸a(chǎn)這些香味的成本削減50%到90%，同時在生產(chǎn)的過程中不損害環(huán)境。通過混搭和匹配DNA信息，公司可以讓客戶的產(chǎn)品擁有全新的香型。

比如用于香水的玫瑰油。這種植物很難種植，單株產(chǎn)出的玫瑰油非常少，供應(yīng)日益短缺。Ginkgo的經(jīng)理從外部提供商那里索取玫瑰油的基因代碼。他們在2至6周內(nèi)收到了郵寄來的裝有液態(tài)DNA樣本的小玻璃瓶，然后進(jìn)行測試，重組DNA編碼，并且索取更多的樣本，直到找出能夠以合成的方式復(fù)制、生產(chǎn)成本只有傳統(tǒng)方式的一半且香味獨(dú)特的油。Ginkgo表示，在過去9個月，它拉到了10余家新客戶，這些客戶訂購了數(shù)十種新的有機(jī)物質(zhì)。

在德國，Bolt的競爭對手AMSilk正在開發(fā)一種基于蜘蛛的纖維，名叫生物鋼鐵，用于生產(chǎn)高性能可生物降解的鞋子。在布魯克林，Modern Meadow公司借助投資者的5,300萬美元資金，生產(chǎn)用“工程化細(xì)胞”而不是動物皮制成的“皮革”。

位于紐約州格林島（Green Island）的一家名叫Ecovative的公司正在“培養(yǎng)”活著的桌子、吸音板或包裝箱。Ecovative從木材或植物那里提取纖維，將之切碎，加入菌絲體（蘑菇的根系），讓菌絲體穿過并圍繞纖維生長。公司再用標(biāo)準(zhǔn)壓力機(jī)將其壓成形，制作出像復(fù)合板一樣的堅硬板材。Ecovative的首席執(zhí)行官埃本·拜爾（Eben Bayer）說：“我想把它當(dāng)成一種新型的木材，這是全球最具可持續(xù)性的家具了。”美國國防部（Department of Defense）與Ecovative預(yù)訂了預(yù)研合同，開發(fā)“可編程材料”，為軍方培養(yǎng)具有可持續(xù)性并減少廢料的臨時生長結(jié)構(gòu)。

眼下，合成生物學(xué)生產(chǎn)商需要實(shí)現(xiàn)很多生物燃料新創(chuàng)企業(yè)不能實(shí)現(xiàn)的事情：將實(shí)驗(yàn)室里的成果轉(zhuǎn)化為大規(guī)模商業(yè)運(yùn)營。在Lux Research研究該行業(yè)的馬克·賓格爾（Mark Bünger）說：“在一個公交車那么大的容器里，生產(chǎn)會變得不穩(wěn)定，難于控制。”

維德邁爾表示，對他的公司來說，向商業(yè)化邁進(jìn)要比確定從用DNA制造蜘蛛絲的復(fù)雜技術(shù)困難得多。今年2月，Bolt的11,000平方英尺（約1,021.93平方米）的工廠開工，它需要20多位博士科學(xué)家的專業(yè)知識，其中很多人汲取過生物燃料行業(yè)崩盤時的教訓(xùn)。維德邁爾說：“現(xiàn)在，真正的挑戰(zhàn)開始了。”