タグ: 遺伝子工学

私たち自身の遺伝機構を計算機やストレージの形で利用するとき、それを私たちが未来を生きている兆候だと捉える見方は、もはや新しいものではない – しかし、誤解してはならない。この分野はまだ始まったばかりで、沢山の驚異がこの先に待ち構えているのだ。例えば、今日紹介する驚異は、DNAを利用した完全にアナログで正確な算術計算だ。

DNAによって行われる計算なら、定義によって、なんでもアナログなのではと思う人もいるかもしれない、しかしそうではない。実際には、DNAは既にある意味デジタルであるため、こうした目的のためには有用なのだ。DNAが情報をエンコードする方法である塩基対をコドンとして配置するプロセスは、私たちがバイト列を構成するためにバイナリシンボルのシーケンスを利用する方法に驚くほど似ている。

こうした予め備わったデジタルアナログ性を使えば、お望みなら、DNAを私たちが既に開発したプログラミング様式に自然に当てはめることができる。しかしそれが唯一の方法ではない。

John Reif教授と大学院生Tianqi Songが率いる、デューク大学のコンピュータ科学者たちは、DNAがスイッチや論理ゲートで構成されるコンピューターを模倣することなく、数学的関数を実行することができることを示した。

DNA鎖はもちろん、二重に構成されていて、対応する塩基 – アラニンとチミン、グアニンとシトシン – が互いに自然に結合している。そして、マッチング塩基対が多いほど、より良いフィットが得られる。これにより、お互いに予測可能な方法で組み合わさる様々なDNA鎖を作ることが可能になる ‐ こちらの方があちらよりよくフィットするので置き換わり、3番目はこれと置き換わるが他のものとは置き換わらない、など。

こうした部品を十分に手に入れれば、それらがどのように組み合わさるかのロジックの構築を始めることができる。これがチームのやったことだ。入力鎖を制御して最終濃度を観測することによって、加算、減算、そして乗算を行うプロセスを構築した ‐ より複雑な演算もこれから追加される。

さて、これはデジタルコンピューティングを置き換えるものではないし、DNAを利用したデジタルコンピューティングを置き換えるものでもない。単純な計算にも何時間もかかるし、ロジックの調整は容易ではない。

「現代のPCや従来の計算デバイスと競うことは、考えることすらできません」と、デューク大学のReif教授はニュースリリースの中で注意を促した。しかし、彼は続けて「とはいえ非常に単純なDNAコンピューティングだとしても、医学や科学へ巨大な影響を与える可能性があります」と語った。

演算は遅いかもしれないが、これらの操作は、簡単に複製されたほんの一握りの鎖を使って行われている。一方デジタルコンピューターの模倣にははるかに多くの分子機構が必要であり ‐ また非常に脆弱なものである。鎖が通常の遺伝的プロセスによって妨害されないように、注意深くコード化することができるので、アナログDNAコンピューティングは体内の自然環境内で行うことができる。

血流中を泳ぐDNA計算機が恒常的に薬剤のレベルを計算しつつ、あるレベルを下回った際にタンパク質シグナルを活性化することができる。また特定の（たとえば癌細胞）を検出するために作られた特別な分子に結合された鎖が、医師に警告を発したり、自分の体の免疫反応にトリガーをだしたりするプロセスを始めることもできる。

国立科学財団（NSF）のファンドを受けたこの研究は、Synthetic Biologyジャーナルに掲載されている。

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（翻訳：Sako）

IlluminaはDNAシークエンシングの分野でトップを走る会社の内の一つだ。本日、同社は取締役会にアップルのワールドワイドマーケティング副社長であるPhil Schillerを迎えると発表した。

そのいまいちなウェブサイトのデザインとは裏腹に、同社はDNA塩基配列決定にかかるコストを劇的に低下させることに成功した。2007年時点で100万ドルかかっていたものが2013年時点でたったの4000ドルにまで下がった。

「ワールドクラスの製品を市場に送り込むことに関して、Philのこれまでの経歴と世界を股にかけた経験は、我々が今後顧客に対して革新的なソリューションを開発する際に大きな指針を与えることになると思います」と、Illumina社長兼CEOのFrancis deSouzaは声明中で述べた。「彼のビジョン、誠実さと熱意はIlluminaの中核を成す価値観と完全に一致します」

そして、この市場のスケールを物語る数字を1つ挙げるならば、Illuminaの株式市場における現在の時価総額は約240億ドルほどである。実のところ、DNAシークエンシングというのは大変実入りの良い産業なのだ。
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（翻訳：Tsubouchi）

Ginkgo Bioworksはポストンに拠点を置くバイオテックのスタートアップで、微生物からありとあらゆる種類の香料や調味料を作り出している。この度Ginko Bioworksは6億ベースの製造されたDNAを入手するため1億ドルの資金をシリーズCのファンディングで獲得した。Ginkgoによるとこれは「これまで購入された合成DNAとして最大の規模」だという。

同社はその何百万ベースもの遺伝コードを使って新しい領域に乗り出そうと計画している。例えば、「汎用の化学薬品、工業用酵素、保健医療」などの市場だ。

新たな資金は全て現金で、これでGinkgoがY Combinatorでローンチしてから2年足らずで得た資金の合計は1億5千4百万ドルにもなる。これはY Combinator発のスタートアップの中でもトップ10に入る額だ。

この新しい形態のバイオテック、つまり薬品製造がらみではないバイオテックは、2014年になって、DNA合成コストの劇的な低下に伴い俄然ヒートアップしてきた。GinkgoはY Combinatorが投資した最初のバイオテックスタートアップの内の一つで、今なお競合相手がほとんどいない。数少ない競合相手の中には、西海岸で似たような業務を行うZymergenがあり、微生物のDNAを操作し消費者向け材料を大量生産することを目標に、今日までに4500万ドルの資金を調達した。

このラウンドの資金はYCのContinuity Fund、Senator Investment Group、Cascade Investment、Baillie Gifford、 Viking Global Investors、Allen & Company LLCより調達した。Viking GlobalはシリーズBのリードインベスターでもあった。

Ginkgoは現在調味料、香水、食品産業のための商品を製造しているが、DARPAとも共同でプロバイオティックを製造しており、それはアメリカ兵が海外でお腹の調子を崩した時、整腸するためのものだ。しかし同社は昨年から他の産業分野への事業拡張を視野に入れ始めた。

Ginkgoは2015年の春に、1億ベースのDNAを購入し新しい製造分野に進出すると発表したが、それ以来その量を6億ベースに引き上げ、Twist BiosciencとGen9と業務提携し合成DNAの供給を受ける。Twistは少なくともその内の4億ベースを2017年の内に納入すると誓約している。

Ginkgoはさらに資金の一部をBioworks2を建てるのに使う予定だ。Bioworks2は7万平方フィートの広さを持つ新しい自動化された設備で、GinkgoでデザインされたDNAのプロトタイプをテストし新しい製品を創出する場所だ。その製品とは共同設立者のJason Kellyが言うところの「テックが見捨てたバーティカル製品」、例えば栄養や製薬業など。

「これらの産業はソフトウェアのように根本的に破壊的ではないのでとてつもなく大きなチャンスがあります」とKellyは言う。「生物をデザインすることがもっと上手く行き出せば、なんでも作れるようになります。そうすれば、これまでのテック産業が近づくことのできなかったセクターを崩せるのです」

Ginkgoは既にこれらの産業分野で多くの新しい製品を作っており、Kellyによれば、今回の資金は、Bioworks2が完成するのに伴い、Ginkgoがこれまでしてきたのと同様のことを今後も継続して行ってゆく上での助けとなるということだ。

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（翻訳：Tsubouchi）