Diese Biotech Startup will Hefe zu brauen, das Parfüm riecht

Hefe-Labs haben einen charakteristischen Geruch – ein brotig Duft vertraut, Bäcker und Brauer. Aber gefrorene Reagenzglas der Hefe, die ich bei Ginkgo Bioworks gehalten hatte einen Duft knackig und Birne-Like. Es war auf jeden Fall Hefe, aber es hatte gentechnisch um zu riechen wie keine Hefe je gerochen hat.

Hauptsitz – oder Gießerei, wie die Gesellschaft es nennt – liegt eingebettet in einer industriellen Streifen der Hafen von Boston, nur wenige Gehminuten von einer Brauerei und einer Design-Center. In gewisser Weise macht diesen Standort durchaus Sinn. Ginkgo Bioworks ist Hefe, Neugestaltung, die wir seit Tausenden von Jahren verwendet haben, um das neue industrielle "Arbeitspferd" zu werden.

Im vergangenen Jahr hat das Unternehmen eine Hefe ersetzen das Rosenöl für die französischen Parfümeur Robertet geschaffen. Es ist mit mehreren anderen Unternehmen, Aromen und Düfte zu ersetzen oder erstellen eine Partnerschaft natürlich gewonnen oder künstlich synthetisiert. Bier, Brot und Wein sind die traditionellen Produkte der Gärung mit Hefe. Aber mit der rechts molekulare Werkzeuge ist es möglich, Hefe locken zu machen, gut, fast alles, ob das Rosenöl oder Vanille oder Morphin.

Das Versprechen der synthetischen Biologie

Fläschchen mit Hefe für ihre Düfte entwickelt

Ginkgo Bioworks ist nicht die einzige Firma, die Hefe auf diese Weise überarbeiten will. Es gibt auch Amyris, die Hefe benutzt, um eine Feuchtigkeitscreme, die in der Regel abgeleitet von Hai-Leber oder Oliven machen, und Evolva, die das Vanillin unternimmt in Vanille. Aber Ginkgo Bioworks fünf Co-Gründer, die alle MIT für das Unternehmen verlassen, sind ein Team, mit der gerechnet werden. Unter ihnen ist Tom Knight, MIT Computer Wissenschaft Pionier der Biologie spät in seiner Karriere Forschung nahm. Knight ist jetzt bekannt als der Pate der synthetischen Biologie, eine Disziplin, die das Design der neuen biologischen Systemen im Mittelpunkt. Was Ginkgo Bioworks tut so viel klingen? Na, ja.

Synthetischer Biologie hat in den letzten zehn Jahren viel Hoffnung (und Hype) inspiriert, aber es gibt noch etwas auf dem Markt zu zeigen. Ginkgo Bioworks will das ändern – aber das bedeutet es synthetischen Biologie aus der Arbeit der Grad Studenten mühsam Pipettieren winzige Stücke der Flüssigkeit zu einer schlanken Fabrik ändern muss.

Auf meiner Tour der Gießerei, die voll von großen, teuren Maschinen war, steuerte mich Mitgründer Barry Canton zunächst eher bescheiden aussehenden Steckplatz. Aber dieser Computer konnte Zugriff auf eine Datenbank von mehr als 1.000 einzigartige Enzyme – Chemikalien, die das Herzstück des Produktionsprozesses des Unternehmens sind. Die Synthese von einem Molekül eine duftende Rose sagen, erfordert eine Kette von Enzymen, jeweils eine Rolle spielen, die so klein wie ein bestimmtes Wasserstoffatom abknicken. Entwerfen von Hefe, die Rose riecht, dann wird eine Sache von einer Auswahl der richtigen Kette von Enzymen und Spleißen der Gene für jede in eine Hefezelle. Verschiedene Enzyme funktionieren besser unter verschiedenen Bedingungen – bei unterschiedlichen Temperaturen oder pH-so es einige Trial And Error dauert. Kanton sagt Ginkgo 1.000 Enzyme charakterisiert letztes Jahr, und sie eine weitere 2.500 im Jahr hinzufügen möchten.

Die Enzym-Bibliothek ist unsichtbar, aber notwendigen Infrastruktur für synthetischen Biologen. Sie denken es als analog Code-Bibliotheken, die Start-Entwickler schnell verwenden können, um gemeinsam eine app in diesen Tagen schlagen. Code und Zellen sind in der Tat einen gemeinsamen Vergleich unter synthetischen Biologen. "Wir haben die Philosophie der Biologie als Engineering, Behandlung angenommen", sagt Kanton.

Nachdem eine Enzym Weg entworfen wurde, ist es Zeit, es in echten live Hefe zu testen. Die Gene für die gewählten Enzyme sind zusammengefügt Hefe, in der Regel durch Roboter wenig Barcode Fläschchen zu manipulieren – weit entfernt von sorgfältiger Hand beschriften Sie in vielen akademischen Labors sehen würde. Im letzten Schritt werden die Geruch oder Geschmack Moleküle des Interesses durch eine Chromatographiesäule übergeben – ein Gerät zur Reinigung von Chemikalien – und für Feedback an den Client gesendet. Wenn etwas nicht richtig funktioniert, ist es zurück ans Reißbrett mit neuen Enzymen.

Eine Chromatographiesäule

"Das größte Problem in der Biologie ist heute, dass wir gute Modelle nicht", sagt Reshma Shetty, ein weiterer Co-Founder bei Ginkgo Bioworks. Um das Endergebnis einer bestimmten Kette von Enzymen zu erhalten, haben wir noch alle chaotisch Arbeit des Anbaus der Hefe und riechen zu tun. Wir können nicht noch ein Computermodell was mit den gehackten Hefe geschieht erstellt. Ginkgo ist durch Berge von Daten für jede Hefe-Probe, die er die Chromatographiesäule durchläuft Sichten, und sammelt es langsam, dass die Daten, dass vielleicht eines Tages diese Modelle macht. Synthetischer Biologie ist für Shetty, und viele ihrer Kollegen, die Hintergründe in Informatik und Biologie haben, die Ehe zwischen den beiden Disziplinen.

Aus dem Labor auf den Markt

Shetty räumt ein, dass in den frühen Tagen, Ginkgo vor allem ein Prozess auf der Suche nach Produkt war. Sie versucht, eine Menge verschiedener Möglichkeiten, überarbeitete Hefe in ein Geschäft zu machen und sogar an einer Stelle erhielt ein DARPA und ARPA-e, Probiotika und CO2-Minderung zu arbeiten. Aber für jetzt, haben sie meist auf Braut sich Zutaten für Parfums und Lebensmittel abgerechnet.

Noch in diesem Jahr sind sie ihre ersten beiden Hefe hergestellte Produkte an Kunden Lizenzierung: ein Duft und Aroma. Mehr als ein Dutzend andere sind in der Pipeline.

Aber warum wollen Unternehmen Hefe verwenden, um Moleküle, die bereits in der Natur gefunden zu wachsen? Oft deshalb, weil die Zutaten sind teuer, anfällig für Schocks wie schlechtes Wetter zu liefern, oder haben Fragen der ökologischen Nachhaltigkeit. Es gibt auch die wachsende Vorliebe für "natürliche" versus "künstliche" Zutaten in Lebensmitteln. Da ein Aroma aus Hefe hergestellt noch von lebenden Organismen gebildet wird, ist es technisch "natürlich" unter FDA-Richtlinien. Zu unterscheiden ist ehrlich gesagt ein wenig albern könnte, aber es noch eine intelligente geschäftliche Entscheidung.

Dann gibt es auch weitere spannenden Möglichkeiten, die aus der reinen Wissenschaft in Kunst zu überqueren. Aufgeregt erzählt Christina Agapakis, creative Director bei Ginkgo Bioworks, neue Düfte für Parfums, die nicht existieren in der Natur zu schaffen. [Vollständige Offenlegung: Agapakis ist ein ehemaliger Kollege von mir.] Sie erwähnt, z. B. engineering einen Duft, basierend auf lang-verlorenen Blumen im Gletscher erhalten.

Es gibt viele romantische Möglichkeiten mit synthetischer Biologie. Aber im Moment ist es noch ein junges Feld und niemand ist wirklich sicher, ob es ein tragfähiges Geschäftsmodell werden kann. Wenn Ginkgo Bioworks gegen die Widrigkeiten eines typischen Start-up erfolgreich ist, könnte es nur eine neue Ära im Bereich der Biotechnologie einläuten.

Bild oben: Ginkgo Bioworks