「傻瓜式」编辑器抢占Zymergen市场?业内人士:并未解决行业痛点

近日,美国一家生命科学公司喜讯连连。

在推出首台台式基因编辑器 Onyx 的同时,Inscripta 也宣布完成了 1.5 亿美元的 E 轮融资,这使 Inscripta 的累计融资额高达 4.5 亿美元。

(来源:生辉根据公开资料整理)

根据 Inscripta 公布的消息,Onyx 大小近似于微波炉,售价 34.7 万美元,能够对数百万个细胞中的基因组进行数千种改变。该设备已被用于编辑酵母和大肠杆菌,未来将对哺乳动物细胞进行基因改变。

作为合成生物学爆发前夜的玩家,Inscripta 的愿景也和 Ginkgo、Zymergen 的愿景极为类似。不过通常情况下,Ginkgo、Zymergen 等平台型公司需要通过大型设备来进行,而 Inscripta 仅需要一台微波炉大小的台式设备就可以完成。

Inscripta 的前首席执行官 Kevin Ness 曾用 “基因编辑界的 Illumina” 来形容 Inscripta。有趣的是,Inscripta 的前任和现任首席执行官都在测序界头部玩家 10x Genomics 供职,前者是共同创始人之一,后者担任董事。

那么,Inscripta 小型、高通量基因编辑器会对合成生物学头部玩家带来什么样的冲击?

微波炉大小、可高通量编辑

在推出 Onyx 之际,Inscripta 的首席执行官 Sri Kosaraju 就指出了该平台的两个重要应用领域:首先是基因组发现,科学家们将通过创造更多的变异来了解基因组的未表征区域;其次是前向工程(forward engineering),将在农业、美容或治疗方面发挥特定的功能。

根据 Inscripta 的介绍,这台仪器将软件、试剂和核酸酶集成在一起,将 CRISPR 基因编辑、单细胞基因组学和合成生物学背后的原理,整合到一个技术平台中以前所未有的规模进行基因组编辑

拥有该平台的用户能够从 Inscripta 的计算机界面选择他们想要敲除的基因,然后,利用 Onyx 化学试剂来对整个基因组进行精确编辑,并对所编辑的细胞群进行追踪。

整个工作流程的关键是一种称为 MAD-7 的人造核酸酶,这种酶是 Cas9 的替代品,避开了 CRISPR 的专利壁垒,该公司也在设计其它核酸酶。

这意味着,在利用基因编辑工具让诸多研究走向产业化的道路上,Onyx 或将基因编辑更加大规模的应用推广。

图 | 基因编辑器 Onyx(来源:Inscripta)

Onyx 的出现或让 Ginkgo、Zymergen 等平台型合成生物学公司嗅到了一丝危机。

毫无疑问,合成生物学的出现满足了人们对生产和制造的诸多需求。它采用工程学 “设计 — 构建 — 测试 - 学习” 的研究方法,改造现有生物系统,得到新的代谢途径,从而产生新的代谢产物。

Onyx 则实现了 “构建” 这一部分,通常情况下,Ginkgo、Zymergen 等平台型公司需要通过大型设备来进行。而 Inscripta 仅需要一台大小近似于微波炉的设备就可以完成。

就在去年,该公司设计了一株大肠杆菌,其赖氨酸的产量与野生型相比增加了 10,000 倍,为了达到这个目标,该公司测试了 200,000 次,以找出从大肠杆菌中提取更多赖氨酸的方法。而赖氨酸的生产是一个价值 70 亿美元的市场。

为了更好的优化设备,Inscripta 招募了来自测序巨头 Illumina 以及 10X Genomics 的多名高管,其中首席执行官 Kosaraju 曾是 10x Genomics 的董事会成员,他曾在 JP Morgan 工作了 16 年,Illumina 的联合创始人兼第一任首席执行官 John Stuelpnagel,现在也是 Inscripta 的董事会成员。

业内人士:并未解决行业痛点

首台基因编辑器 Onyx 落地利物浦大学的创新型合成生物学服务中心后,利物浦大学的研究员 Douglas Kell 教授曾对其高度赞誉,“Inscripta 的 Onyx 是一个非常强大的平台,能够进行高通量的基因组编辑和分析,它将彻底改变我们在合成生物学中的能力。”

“Inscripta 的 Onyx 基因编辑器是一体化傻瓜式机器,可以帮助实验室零技能的初学者,完善菌株转化的全部上手操作,目前,这台仪器可以完成的是基因敲除和基因小片段插入,比较简单的基因编辑,其余更复杂的基因编辑功能有待开发”,Bota Bio 高通量筛选平台总监朱洁博士告诉生辉。

蓝晶微生物的首席增长官张益豪博士表示,这种基因编辑技术平台的出现,或可帮助 Zymergen 和 Ginkgo Bioworks 等平台型公司更好地专注于产品研发或为客户设计生物基解决方案。

目前,Inscripta 的平台仅能用于编辑大肠杆菌和酵母,在细菌等合成生物学领域还受限。

纵观合成生物学头部玩家,Zymergen 的技术结合了 AI 和机器学习,他们将微生物改造成 “合成工厂”,这些经过改造的微生物能够高效的代谢产生目标产物,如生物燃油、塑料、药物分子等。而 Ginkgo 主要为企业提供定制化的微生物,他们通过对酵母和细菌的改造来实现这一目的,其业务涉及食品、工业等领域。

朱洁说道,“在合成生物学领域,完成产品产业化的过程中,设计 — 构建 — 测试 - 学习缺一不可,而 Inscripta 的用户端,部分正是 Zymergen 和 Ginkgo 类似的平台公司,但是,Inscripta 目前解决的构建菌种库的问题并不是这个行业的痛点”。

朱洁补充道,“Onyx 就硬件设施拆分开来看,就是低通量自动化移液工作站、培养箱和电转仪。研究人员对这些设施的利用效率在 Onyx 是被大大降低的,一体化整合化会有这方面的问题,如果仪器的售价可以有效降低,就可以解决利用率低的问题。”

图 | Onyx 工作流程(来源:公司官网)

在两人看来,Onyx 的规模化应用存在着诸多挑战。

“首先是成本和经济性;其次,Onyx 要面对是充满差异化的客户需求,在其他微生物或底盘细胞里效果如何也尚不清晰;最后,尽管 Onyx 完成了上游环节的单细胞高通量基因编辑,但并未配套相应的高通量筛选”,张益豪表示。

朱洁说道,“Onyx 目前应用限于酵母和大肠杆菌等模式菌株,针对产品端工业菌株的开发还未完成,很多非模式菌株基于 CRISPR 的基因编辑方法也需要一定的时间和流程进行优化”,她也表示期待 Inscripta 可以借由目前已经商业化的模式菌株,开发出更多非模式菌株的流程化傻瓜式基因编辑机器。

目前,Zymergen 已经递交了 IPO 申请,而 Ginkgo 也计划上市,对此,Kosaraju 表示并不着急,“我们了解到的是,成立公司以及在上市之前具有成熟度和知名度会具有很多优势。”

参考资料:
  • https://endpts.com/inscripta-pushes-funding-to-260-million-as-they-launch-genome-editing-platform/
  • https://www.fastcompany.com/90613767/meet-the-crispr-pioneers-who-are-making-gene-editing-easy
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