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生物学,崛起的下一代计算平台
来源:搜狐科技   发布者:张小圈   日期:2018-05-11   今日/总浏览:10/3012

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Synhego公司距离Facebook总部仅五分钟车程,从外观来看,它和硅谷的其他创业公司并无差异,但是在它米色的办公园区里,一模一样的黑色服务器机架整齐地排列着,灯光闪烁,发出呼呼的排气声,然而这些金属架子里并没有零件在驱动网络的运行。这些机器正在利用分子改写生代码。

Crispr是一种功能强大的基因编辑器,它革新了科学家修改生物基因包括人类基因的速度和广度。因此,不论是学术研究人员、科技公司,还是生物制药公司都想使用这项技术,而这些新兴公司的出现就是为了满足这些需求。Synthego公司使用的是软件工程和硬件自动化相结合的技术,它意图成为基因工程领域的亚马逊,而Insacripta和Bioscience公司则分别希望成为这一领域的Apple和因特尔。

这些公司与计算机行业的类比不仅仅是在玩文字游戏,Crispr使得生物学变得可程序化了。生物技术公司的高管们声称他们在Crispr后端系统中阅读了这一系统在硅谷的发展历史,他们认为生物学将成为下一个伟大的计算平台,DNA是运行这一平台的代码,而Crispr将成为编程语言。

Synthego公司是由一对亲如兄弟的软件工程师共同创建的,他们曾供职于Elon Musk的SpaceX。虽然Paul和Michael Dabrowski不是生物学家,但是他们在Crispr中发现了一个特殊的机会——制造火箭所遵循的敏捷设计原理可以被应用于制作基因编辑器。他们的第一笔业务便是通过小型化和自动化来加快研究和产品开发速度。首先,他们将一个飞机机库(衣帽钩)放在这些摆着服务器的架子上,这相当于将一个智能仪器嵌入机械设备;这样,每一台服务器都成为一个生化芭蕾舞者,共同完成一连串计算机指令,最终生成公司的第一个产品——定制款Crispr设备。

想要定制一套产品,科学家们首先要登录Synthego公司的设计门户,从Synthego包括大约5000种生物的基因库中挑选出一种他们想要编辑的基因以及想要剔除的基因,这些基因都是从大肠杆菌中提取出来的。之后,Synthego公司的预测软件会为为合成的导向RNA提供一组优化选项,导向RNA 会将Crispr切割好的蛋白质输送到指定位置。指令完成后,软件会启动压缩机和泵将化学试剂推入仪器,混入流体后催化100000次反应,最终生产出一批试剂。一周之内,试剂将出现在实验室,实验人员开始对小白鼠、斑马鱼或者Hela细胞的基因进行操作,他们只需要加入Crispr蛋白质并进行注射。

Paul Dabrowski说:“能够同步做到这点正是Synthego的独到之处”,他估计Synthego公司能帮助科学家将基因编辑的时间从几个月减少到一个月。因此,这项技术的需求量很大。虽然很难确定具体的数量,但Dabrowski说Synthego公司每天要出售成百上千套产品,未来的成交数量将会更多,Synthego公司也会相应扩大规模。去年他们的空间扩大了一倍,今年将会再翻一番。

但是扩大规模不只是添加更多的机架式服务器,Synthego公司还会增加服务项目。本月后期,科学家将能够定制Crispr人类细胞系,这是人们制造潜在救命药物的重要工具。Dabrowski称他们拥有数十万名杰出的博士和研究员,这些人将付出一半的时间来培养这些细胞,Dabrowski希望他们在未来可以朝着点击几下鼠标便可进行实验的方向发展。

这将有利于科研人员利用Crispr进行基础研究,但是对于希望使用Synthego设备来加速产品开发的公司而言,他们仍然需要向拥有基础Crispr / Cas9 知识产权的Crispr公司支付巨额许可费,尽管这些公司的专利在打法律的擦边球。据Ina首席执行官Kevin Ness说,目前的技术瓶颈是支持创新的资金不足,这也是为什么他们公司首先发布的是一种名为MAD7的基因编辑酶,而不是合法的Crispr / Cas9,所幸MAD7被用于研发是合法的。 Ina将收取远低于市场标准的费用,以便MAD7可以被用于产品制造或医学治疗。

目前这是公司唯一的收入来源,或者讽刺的说是涓涓细流。但Ness自有他的道理,他说:“这不是一个密谋的诡计,我们希望更多人进入到游戏中,通过民主的方式获得一系列酶。”这是史蒂夫·乔布斯的策略,先让用户迷上MADzyme平台,然后再向他们销售硬件设备。Ina正在设计一台台式仪器,你可以通过该仪器设计基因编辑器,然后它会立即剔除你的构造。Ness还说:“我们正在尝试通过创新工具来实现标准化阅读、编写和测试活细胞中基因组的过程,这样一来,就不用人工驱动它工作,只要按下按钮即可。”

如果说Ina正在研究类似个人计算机的生物设备,那么Twist Bioscience则在更低的水平进行研究,他们的研究对象是处理器。为了制作生物基础材料As,Ts,Cs和Gs,这家位于旧金山的创业公司在半导体芯片上制作合成DNA的特定链条。在Crispr指导Twist制作单芯片的过程中,研究人员可进行多达一百万次的编辑。正如硅晶片指数式的微型化推动了计算机产业向前发展一样,基因编辑的大规模并行化也将推动生物学不断进步。

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