原標題:生物學將是下一代計算平臺:DNA是代碼,CRISPR是編程語言

編者按:每一個行業都在向Crispr投入大量的資金——製藥、農業、能源、材料製造。甚至連那些大麻販子都想砸錢進去。日前,《連線》雜誌發表了一篇文章,詳細地報道了在這樣的趨勢下誕生的創業公司。生物技術公司的高管們宣稱,生物學將是下一個偉大的計算平臺,DNA是代碼,Crispr是編程語言。文章由36氪編譯,希望能夠爲你帶來啓發。

在某些方面,Synthego 看起來和硅谷的其他創業公司沒什麼兩樣。在其距Facebook總部五分鐘車程的商務園區內,有一排排毫無特色的機器,在黑色的服務器機架上呼呼作響,不停地閃爍着燈光。但是,在機器裏面,運行的並不是由0和1組成的互聯網編碼,而是能重寫生命密碼的分子。

Crispr 是一種強大的基因編輯工具,它正在徹底改變科學家修改包括人類細胞在內的有機體DNA的速度和範圍。從學術研究人員到農業科技公司,再到生物製藥公司,很多領域的公司都想使用這種技術,以至於湧現除了很多新的公司,來滿足這種需求。像Synthego這樣的公司,將軟件工程和硬件自動化結合起來,想要成爲基因組工程的亞馬遜。還有想成爲蘋果的Ina。以及更像英特爾的Bioscience。

這些與計算機行業的類比,並不僅僅是文字遊戲。Crispr使生物學比以往任何時候都更具有可編程性。生物技術公司的高管們宣稱,生物學將是下一個偉大的計算平臺,DNA是代碼,Crispr是編程語言。

Synthego是兩個軟件工程師創立的,他們是親兄弟,之前在埃隆·馬斯克的SpaceX公司工作。保羅(Paul)和邁克爾·達布羅斯基(Michael Dabrowski)兄弟不是生物學家。但在Crispr中,他們發現了一個獨特的機會。他們學會了利用敏捷設計的原理來製造火箭,並將它應用到了基因編輯工具中。 他們的第一項任務,是使用微型化和自動化來大幅度加速研究和產品開發。他們首先把一個智能儀器裝進服務器裏,將一連串的硅指令轉化爲公司的第一個產品:定製的 Crispr 套件。

想要訂購一個套件,科學家需要登錄到Synthego的設計門戶網站,從Synthego基因圖譜庫中挑選出大約5000個他們可能想要編輯的生物——從大腸桿菌到智人——以及他們想要敲除的基因。該公司的預測軟件隨後推出了幾個優化的合成指南RNA選項,可以在需要的地方獲得Crispr的DNA切割蛋白。訂單完成後,軟件將指導壓縮機和泵將化學試劑推入一排排儀器中,混合液體,並催化創建一批化學試劑所需的10萬個反應。一週之內,送貨員出現在實驗室門口:然後,實驗室技術人員開始操縱實驗室老鼠、斑馬魚或HeLa細胞培養皿的基因組所需的一切。他們只需添加 Crispr 蛋白,然後開始注射就行了。

“能夠以並行的方式完成這一任務是新穎的部分,”保羅·達布羅斯基說。他估計,Synthego可以將科學家進行基因編輯的時間從幾個月縮短到一個月。這些服務需求量很大。雖然對具體數字諱莫如深,但他說,Synthego 每天要發出成百上千個套件。但它們很快就會有更多,Synthego 也會相應地加速發展。去年,他們將空間擴大了一倍,今年又擴大了一倍。

但它們不僅僅只是添加更多的放在服務器架上的機器。他們也在增加服務。從本月晚些時候開始,科學家將能夠訂購定製的 Crispr 人類細胞系,這是人們生產潛在救命藥物的重要工具。“我們有成千上萬傑出的博士和實驗研究人員,他們不得不花費50 %的時間來照顧這些細胞,”達布羅斯基說。他希望他們能夠從設計一個只需點擊幾下就能完成的實驗。

對於使用Crispr進行基礎科學研究的學術研究者來說,這些都是好事。但是,對於那些希望使用Synthego 的工具加快產品開發的公司來說,他們仍然需要向擁有Crispr / Cas9基本知識產權的Crispr公司支付高昂的授權費用。根據Ina首席執行官凱文·內斯( Kevin Ness )的說法,技術瓶頸正在爲創新制造財務障礙。這就是爲什麼他的公司的第一步是發佈一種叫做MAD7的基因編輯酶——你可以把它想象成Crispr / Cas9仿製品,但它是合法的——能免費用於研發。MAD7可以用於製造產品或治療劑,而且Ina將收取遠遠低於市場標準的專利費。

現在,這是這家公司唯一的收入來源。但是內斯有他的想法。“這不是一個詭計,也不是一種策略。我們現在正試圖讓更多的人蔘與到這個遊戲中來,推動酶家族的使用民主化,”他說。這是史蒂夫·喬布斯的做法;讓他們使用 MADzyme 的平臺,然後賣給他們個人硬件。Ina正在研究一種基準儀器,在那裏你可以設計你的基因編輯器。“我們正在努力構建工具來規範活細胞中讀取、寫入和測試基因組的過程,這樣你就不需要成爲一個‘巫師’就能讓它發揮作用,”內斯說。“每個人都能按下按鈕。”

如果說 Ina 正在研究一種在生物學領域等同於個人電腦的計算機,那麼Twist Bioscience就在處理器層次上。爲了製作生物基礎材料As,Ts,Cs和Gs,這家位於舊金山的創業公司在“半導體芯片”上製作合成DNA的特定鏈條。Twist利用Crispr導航生產的單一“芯片”,研究人員可以進行多達一百萬次編輯。正如硅晶片的指數級微型化推動了計算產業的發展一樣,基因編輯的大規模並行化也將推動生物學不斷進步。

原文鏈接:https://www.wired.com/story/biology-will-be-the-next-great-computing-platform/

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