Ginkgo Bioworks wird von Hackern besetzt. Obwohl sie lieber sagen, dass sie "Organismen entwerfen", haben die Mitarbeiter in Boston ein Labor oder eine "Gießerei" gebaut, in der sie die Biologie hacken. Sie spleißen Gene und fügen dann Genmischungen in Hefeflaschen ein, um schnell synthetische Organismen zu züchten, die den Bedürfnissen des Menschen entsprechen .
Gingkos Kreativdirektorin Christina Agapakis sagt, sie befassen sich im Wesentlichen mit der Beschleunigung der Evolution. "Es ist wie in einer Rapid-Prototyping-Fabrik", sagt sie.
Die Biohacker arbeiten daran, Organismen aufzubauen, die Kohlenstoff binden, und andere, die Probiotika anbauen, die den Menschen helfen, Infektionen abzuwehren. Das Unternehmen erhielt von der DARPA eine Anschubfinanzierung für dessen Entwicklung. Aber im Moment erschafft Gingko Organismen, die bestimmte Gerüche abgeben. Das Ziel ist die Massenproduktion synthetischer Düfte und Aromen, die von Parfüm bis zu künstlichem Süßstoff verwendet werden können. Dies ist ein Schritt, um seltene, teure, langsam wachsende oder flüchtige organische Verbindungen zu ersetzen. Robertet, ein französisches Parfümunternehmen, beauftragte Gingko mit der Synthese eines Duftes aus einer speziellen Rose, die nur in der Türkei und in Bulgarien angebaut wird und mühsam von Hand gepflückt wird.
"Duft war ein Anhaltspunkt, weil Duft die Chemie von etwas verwendet, das als biologischer Extrakt begann", sagt sie. "Also schauen wir uns an, wo die Biologie in die chemische Technik zurückkehren und sie nachhaltig und erneuerbar machen kann."
Ich habe kürzlich mit Agapakis über das Unternehmen und seine Mission gesprochen:
Wie hat Ginkgo angefangen?
Ginkgo wurde 2008 von Tom Knight und vier Jungs (Reshma Shetty, Jason Kelly, Barry Canton, Austin Ch) gegründet, die gerade am MIT promoviert hatten. Tom war an der Entwicklung von ARPANET, einem Vorläufer des Internets, beteiligt. In den späten 90er Jahren fand er, dass Computer langweilig und die Programmierbiologie interessant waren. Er wollte sehen, wo sich Technik und Biologie kreuzen könnten. Das war der Punkt von Ginkgo. Die Gründer möchten das Ingenieurwesen in der Biologie vereinfachen und dann untersuchen, was dies für Industrie und Technologie bedeutet.
Warum passiert es gerade jetzt?
Als sie im Jahr 2008 begannen, war es gerade an der Zeit, als die Kosten für DNA-Sequenzen rapide sanken und die Leute begannen, alles zu sequenzieren. Das Wissen darüber, wie die Evolution Probleme gelöst hat, hat rasch zugenommen, und die Menschen haben alle Arten von Genomen und Enzymen sequenziert. Es ist zu einer Ressource oder Bibliothek geworden.
Die andere Seite der Dinge ist die Synthese. Früher mussten die Organismen gefunden werden, und jetzt können Sie Gene aus der Datenbank synthetisieren. Als ich Student war, kostete es 1 USD pro Basenpaar, also kostete ein Gen 1 USD bis 5.000 USD. Jetzt sind es nur noch ein paar Cent pro Basis. Wir haben gerade einen Auftrag über 100 Millionen Basenpaare von Twist [einer synthetischen DNA-Firma] erteilt, der ausreicht, um das Hefegenom zehnmal zu beschreiben. Es wird viel möglicher.
Christina Agapakis, Creative Director bei Ginkgo Bioworks (Foto von Thatcher Cook für PopTech) Was genau machst du im Labor?
Es ist wie in einer Rapid-Prototyping-Fabrik. Wir können viele Varianten verschiedener Pfade durchlaufen und sehen, was in der richtigen Kombination funktioniert.
Manchmal beginnen unsere Projekte bei unseren Kunden. Sie werden sagen: "Es ist schwer für uns, diese Zutat herzustellen", und wir werden nach einem Organismus suchen, der etwas für sie hervorbringt. Wir gehen von der Biochemie aus. Wir haben Techniker, die die Biologie der Zellen und alle Metaboliten verstehen, damit sie verstehen, wie sich die Prozesse auf die Zellen auswirken.
Andere Arten von Projekten befassen sich mit den Möglichkeiten der Biologie im chemischen Raum. [Hier ist Ginkgo Züchten von Mikroben, um den Geruch dieser schwer wachsenden Rose zu imitieren.] Für die Zutaten, die wir gerade betrachten, oder Blumen oder Pflanzen im Allgemeinen, gibt es verschiedene Klassen von Chemikalien, die verschiedene Zellen bilden können. Es gibt 1000 bis 5000 verschiedene Enzyme. Wir werden sagen, lassen Sie uns sie synthetisieren und in Hefe legen und sehen, was die Varianten tun.
Warum verwenden Sie Hefe als Basismaterial?
Hefe ist großartig, weil wir Menschen wirklich gut darin sind, Hefe zu fermentieren. Es gibt eine Menge Technologie um die Fähigkeit der Hefe, aufgrund von Bier Aromen und Gerüche zu erzeugen. Was wir tun, ist eine wirklich coole Mischung aus zeitgenössischer Wissenschaft und traditionellen Brauverfahren. Unser Gärungsleiter besitzt tatsächlich eine Brauerei - die Mystic Brewery in Chelsea (Massachusetts).
Der Vorteil der Gießerei ist, dass sie das Sequenzieren automatisieren kann. (Ginkgo Bioworks) An was arbeitest du jetzt?
Es gibt ein sich ständig weiterentwickelndes Venn-Diagramm darüber, wo die Fähigkeiten der Biologie liegen, wo das Engineering machbar ist und wo es eine Branche, einen Bedarf und eine Technologie gibt. Duft war ein Vorreiter, aber wir arbeiten auch an Technologien zur Kohlenstoffabscheidung. Wir erhielten ein ARPA-E-Stipendium (Advanced Research Projects Agency-Energy), um die Kohlenstoffbindung und die Umwandlung kurzkettiger Kohlenstoffe in komplexere Dinge zu untersuchen. Wir arbeiten auch mit Ajinomoto, einem japanischen Lebensmittel- und Chemieunternehmen, zusammen, um herauszufinden, wie wir den Abfallstrom verbessern können.
Was passiert als nächstes?
Bioworks 2, eine erweiterte Gießerei, wird im Frühjahr oder Frühsommer nächsten Jahres eröffnet und die Gießerei iteriert ständig. Wir denken immer über das Organismus-Design nach und wie man es effizienter laufen lässt. Wir bringen neue Projekte, Kunden und Märkte ein, arbeiten aber auch an Technologie.
Nach zehn Jahren beschäftigen wir uns mit dem Mikrobiom, den mikrobiellen Gemeinschaften und wie wir Mikroben konstruieren können. Ich freue mich auf eine Zeit, in der wir wissen, wie Mikroben zusammenarbeiten. Wir denken auch an all die Dinge, die riechen. Eines Tages wollen wir so etwas wie "die 100 Fläschchen" haben. Es wären 100 verschiedene Gerüche, die durch die Natur erzeugt werden.
