合成生物學(xué)是近年來熱門的投資賽道，前景巨大。曾在MGI發(fā)布的《生物革命：創(chuàng)新改變經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和我們的生活》報(bào)告中就指出，未來60%的工業(yè)產(chǎn)品都可以通過生物技術(shù)進(jìn)行制造。

合成生物通過對(duì)現(xiàn)有生物系統(tǒng)的改造，或者人工合成基因組重構(gòu)生命體的方式，得到新的代謝途徑以生產(chǎn)特定代謝產(chǎn)物，從而替代傳統(tǒng)化工生產(chǎn)工藝。這種生產(chǎn)方式突破了生物自然進(jìn)化的局限，能夠定向生產(chǎn)出新抗生素、新維生素，甚至自然界不存在的新化合物。

從工程生物產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)分析可以看到，合成生物學(xué)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大行業(yè)，包括但不限于醫(yī)療健康行業(yè)、工業(yè)化學(xué)品制造、食品材料行業(yè)以及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等。

合成生物技術(shù)在各大行業(yè)應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模

正如Zymergen在其官網(wǎng)宣稱的那樣：“Biology is the most powerful technology on the planet......We are fundamentally changing how things are made and what they are made of......proving that biology can provide solutions not just in traditional industries like agriculture and medicine, but in any industry.（生物學(xué)是地球上最強(qiáng)大的技術(shù)......我們從根本上改變了事物的制造方式和構(gòu)成......證明了生物學(xué)不僅可以為農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等傳統(tǒng)行業(yè)提供解決方案，而且可以為任何行業(yè)提供解決方案）”

Zymergen是合成生物學(xué)領(lǐng)域的獨(dú)角獸，從2013年成立至今已經(jīng)累計(jì)募資8.741億美元，其中在2020年合成生物學(xué)浪潮之下直接獲得了3億美元重金投資，這輪融資后，股票交易網(wǎng)站SharesPost數(shù)據(jù)披露該公司估值達(dá)到了10.5億美元，但是Zymergen首席執(zhí)行官Josh hoffman拒絕提供目前的具體估值。

Zymergen是位于美國加利福尼亞州埃默里維爾的一家生物技術(shù)公司，公司作為合成生物學(xué)領(lǐng)域的先行者，結(jié)合AI和機(jī)器學(xué)習(xí)，將微生物定向改造成“合成工廠”，這些經(jīng)過改造的基因工程細(xì)菌能夠高效代謝產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物，如生物燃油、塑料、藥物分子等。

根據(jù)crunchbase數(shù)據(jù)顯示，Zymergen從2013年成立至今，總共完成了5輪融資，從天使輪進(jìn)展到D輪，累計(jì)獲得了27家投資機(jī)構(gòu)的投資認(rèn)可，其中6位主要投資人常年持續(xù)跟投。

 Zymergen歷年融資情況

這6位核心投資人分別是Baillie Gifford（巴美列捷福）、SoftBank（軟銀）、DCVC、True Ventures、AME Cloud Ventures和Innovation Endeavors。

在最新的一輪融資里，2020年9月，Zymergen從領(lǐng)投方Baillie Gifford，跟投方即現(xiàn)有投資者DCVC、True Ventures和軟銀集團(tuán)旗下的愿景基金（Vision Fund），以及一家未透露姓名的主權(quán)財(cái)富基金處獲得了3億美元（折合約20億人民幣）融資，融資所得將主要用于加快公司旗下Hyaline薄膜的生產(chǎn)速度，最快在2021年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地。這次融資是愿景基金三年前對(duì)Zymergen進(jìn)行4億美元投資后，資本市場(chǎng)對(duì)該公司的又一筆重大投資。

Hyaline是Zymergen自主開發(fā)的一種生物基聚酰亞胺薄膜，這是公司利用合成生物學(xué)技術(shù)在電子領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，為電子設(shè)備制造商帶來了一種全新的薄膜產(chǎn)品。當(dāng)然，Zymergen的合成生物學(xué)應(yīng)用并不局限于此，公司應(yīng)用合成生物學(xué)技術(shù)早已跨越到農(nóng)業(yè)、消費(fèi)品、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域上。

同時(shí)，Zymergen也與日本住友化學(xué)株式會(huì)社、美國農(nóng)藥及農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)商FMC（富美實(shí)）等展開合作，積極推進(jìn)公司的新型生物基化學(xué)品進(jìn)入市場(chǎng)。

Zymergen在官網(wǎng)定位為“生物制造商（Biofacturers）”，毫不言過，Zymergen的確有能力制造出全新的生物產(chǎn)品。而支持該公司有如此底氣的，便是該公司在合成生物學(xué)領(lǐng)域建筑的絕對(duì)技術(shù)壁壘。

Zymergen搭建了先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)，創(chuàng)造了革命性的生產(chǎn)方式，旗下?lián)碛械氖澜缱畲蟮氖躀P保護(hù)的基因組數(shù)據(jù)庫，大約2.4 TB大小，是公共基因組數(shù)據(jù)庫大小的5倍，而這個(gè)數(shù)字還在不增增加；這個(gè)數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)250M長度的測(cè)序基因以及1M測(cè)序天然產(chǎn)物簇的計(jì)數(shù)，基因組裝長度比傳統(tǒng)長度長15倍。

這些技術(shù)的啟發(fā)源自大自然與生物學(xué)——大自然的生物多樣性為Zymergen提供了更好的構(gòu)建模塊，而生物學(xué)則幫助他們找到了構(gòu)建模塊更好更快的方法。

大自然的潛力是無限的，Zymergen基于大自然分子的多樣性，已經(jīng)建立了一個(gè)龐大的生物分子數(shù)據(jù)庫，通過對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)庫的研究與分析，找到具備特定功能的新生物構(gòu)件（building blocks），然后通過計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè)這些構(gòu)件的性質(zhì)，并快速還原出這些生物構(gòu)件的候選分子原型，然后對(duì)候選分子進(jìn)行性能評(píng)估，從而研發(fā)出了最適合解決特定問題的目標(biāo)分子。

一旦獲得了目標(biāo)分子，Zymergen便著手設(shè)計(jì)能夠產(chǎn)生這種分子的候選微生物，憑借同類最佳的基因組庫生成了數(shù)千種微生物原型，再在這些微生物中篩選出公司最想要的分子。

Zymergen依靠科學(xué)直覺（scientific intuition）與機(jī)器學(xué)習(xí)算法測(cè)試數(shù)十億種微生物設(shè)計(jì)，對(duì)微生物進(jìn)行基因微調(diào)，旨在實(shí)現(xiàn)最終“微生物工廠”的大規(guī)模運(yùn)作。當(dāng)然，這整個(gè)調(diào)控過程無法手動(dòng)進(jìn)行，只能通過細(xì)胞內(nèi)生物傳感器，以機(jī)器人與軟件對(duì)其進(jìn)行基因編輯操作，從而實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建出多達(dá)數(shù)十億種微生物的方法。

通過使用定制設(shè)計(jì)的分析軟件和算法，實(shí)現(xiàn)近乎實(shí)時(shí)地測(cè)量結(jié)果，Zymergen就可以快速將結(jié)果從小規(guī)模轉(zhuǎn)換為大規(guī)模。然后，公司應(yīng)用該結(jié)果提出新的遺傳設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)造和評(píng)估，直到找到能夠成功商業(yè)化的完美遺傳解決方案。

目前，Zymergen的技術(shù)平臺(tái)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)快速評(píng)估基因設(shè)計(jì)的性能。公司利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)工具可以從噪聲中提取出細(xì)微的信號(hào)，這些來自基因微小變化的信號(hào)讓公司大獲裨益。這使人類能夠?qū)σ阎臀粗纳锒鄻有灶I(lǐng)域進(jìn)行開創(chuàng)性探索，并尋求突破性解決方案。

利用這套技術(shù)，僅在2019年，Zymergen就精準(zhǔn)設(shè)計(jì)了12種與工業(yè)相關(guān)的10萬多種微生物菌株，其中大多數(shù)是以前從未有過的能夠高吞吐量的微生物產(chǎn)品。這種高通量的分析能力，可以支持Zymergen每月處理超過50萬個(gè)樣品。

據(jù)悉，Zymergen已經(jīng)搭建了北美最大實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的生物反應(yīng)器，約1萬平方英尺，跨度范圍為μL到L，全天24小時(shí)運(yùn)作。

人發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)使用數(shù)萬年，利用微生物人類將糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄酒、酸奶、面包等產(chǎn)品。發(fā)酵技術(shù)改變了人類祖先的飲食方式，現(xiàn)在Zymergen正嘗試使用這種技術(shù)來改變?nèi)祟惖纳罘绞?，從?chuàng)造農(nóng)作物保護(hù)劑到挽救生命的藥物創(chuàng)新，甚至到手機(jī)屏幕和塑料替代品。

從歷史上看，成功地發(fā)酵分子以滿足商業(yè)需求是困難且昂貴的。Zymergen正在開發(fā)一種更加經(jīng)濟(jì)效益的方法——迭代方法進(jìn)行發(fā)酵過程開發(fā)，將生物技術(shù)專長、數(shù)據(jù)科學(xué)算法，以及世界一流的發(fā)酵生物反應(yīng)器相結(jié)合，使得公司具備在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上開發(fā)后可轉(zhuǎn)化為商業(yè)規(guī)模開發(fā)的能力。

Zymergen的化學(xué)家和材料科學(xué)家在擴(kuò)大生物分子生產(chǎn)的同時(shí)，還優(yōu)化了純化和化學(xué)修飾步驟，加速將這些分子構(gòu)件轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品。借助已建立的制造合作伙伴關(guān)系和全球供應(yīng)鏈管理團(tuán)隊(duì)，Zymergen有能力將公司的分子推向終點(diǎn)，并傳遞到客戶手中。

據(jù)悉，Zymergen通過微生物設(shè)計(jì)創(chuàng)造開發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)超過10億鎊，用合成生物的方法以前所未有的低成本、高速度解決了各行業(yè)面臨的問題，包括在電子產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)境保護(hù)（塑料降解）、殺蟲劑等領(lǐng)域都相應(yīng)開發(fā)了生物制品。

這些生物制品可能是你從未想象過的“新物種”，它們是“即用型”的解決方案可以實(shí)現(xiàn)任何產(chǎn)品的下一代創(chuàng)新，不僅是農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等傳統(tǒng)行業(yè)，更可以是為任何行業(yè)賦能。這種以生物技術(shù)驅(qū)動(dòng)的解決方案更能開發(fā)出滿足市場(chǎng)需求的突破性產(chǎn)品，這些新產(chǎn)品更好、更便宜、更綠色，更方便制造商可持續(xù)地推向市場(chǎng)。

1、電子產(chǎn)品領(lǐng)域的合成生物學(xué)：生物基聚酰亞胺薄膜

隨著電子產(chǎn)品越來越相似，客戶正在尋求真正的差異化。更好的屏幕、更長的電池壽命，或更環(huán)保的解決方案可能會(huì)使消費(fèi)者偏愛。在這種競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中，提供卓越性能的新電影可以在贏得更多的市場(chǎng)份額。

Zymergen應(yīng)用專有的合成生物學(xué)技術(shù)構(gòu)建了一種復(fù)雜的新生物構(gòu)件（building blocks），這種構(gòu)件可以釋放一種新的聚合物，公司利用這種聚合物材料研發(fā)出了Hyaline家族產(chǎn)品。

Hyaline薄膜

Hyaline是一種革命性的生物基聚酰亞胺薄膜，具備更高的透明性、耐高溫性，以及出色的機(jī)械性能，非常適合觸摸屏、相機(jī)鏡頭的濾光片和可穿戴式傳感器等，出色的機(jī)械性能可以實(shí)現(xiàn)更薄的屏幕和更快的制造時(shí)間，全面改善電子屏幕的性能，并在成本控制與系統(tǒng)穩(wěn)定之間達(dá)成平衡，并可制造再生。

幾十年來，薄膜聚合物制造商一直致力于開發(fā)相同的分子構(gòu)建基塊，因?yàn)槭褂眯聠误w的巨大成本和復(fù)雜性一直是一大障礙。但這樣的瓶頸，沒想到最終由生物技術(shù)得以攻克，Zymergen設(shè)計(jì)的首支Hyaline電影現(xiàn)已上映。

在Hyaline系列種，Zymergen開發(fā)的收款產(chǎn)品便是透明玻璃ZT-0200-X1，這是公司Hyaline系列中的第一款以更薄、更靈活的外形提供卓越的光學(xué)質(zhì)量和耐熱性。

ZT-0200-X1在制造中實(shí)現(xiàn)更高的ITO退火溫度，更大的設(shè)計(jì)自由度，并使PCB的厚度減少30%，更具柔性。ZT-0200-X1的出現(xiàn)，這完全透明的高溫印刷電子產(chǎn)品成為現(xiàn)實(shí)。

2、農(nóng)業(yè)食品領(lǐng)域的合成生物學(xué)：無毒副作用的多樣性蛋白質(zhì)

隨著氣候變化，昆蟲對(duì)農(nóng)藥抵抗力的提高，農(nóng)作物面臨著越來越多的威脅，而傳統(tǒng)農(nóng)藥可能對(duì)新生蟲害無效，反而會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生有害影響。同時(shí)，隨著全世界人口激增到100億，現(xiàn)有的耕地減少，糧食需求不斷增加，人類也將面臨更多的糧食問題。 

環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的影響

Zymergen旨在使用合成生物學(xué)的技術(shù)使農(nóng)民提高產(chǎn)量并減少傳統(tǒng)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的破壞。公司利用高通量平臺(tái)和行業(yè)領(lǐng)先的基因組庫，開發(fā)出那些必須從自然界才能獲取的大量的多樣性的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)保證了無毒副作用，以有效確保養(yǎng)活不斷增長的人口。

未來的綠色農(nóng)業(yè)便是以生物驅(qū)動(dòng)解決方案，減少環(huán)境影響和減少對(duì)石油基農(nóng)藥的依賴。

3、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的合成生物學(xué)：吃PE塑料的微生物

聚乙烯是世界上使用最廣泛的塑料，這種塑料想要將其大規(guī)模分解是不可能的。Zymergen就嘗試開發(fā)一種可以大量食用聚乙烯（PE）塑料的微生物，并將其塑料廢料變成全新的基礎(chǔ)材料。

全世界垃圾情況

這是Zymergen與日本住友化學(xué)株式會(huì)社正在合作開發(fā)的一個(gè)項(xiàng)目。雙方已經(jīng)開始開發(fā)和測(cè)試可降解PE的酶和微生物，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)的新材料的基礎(chǔ)，從而讓未來無塑料浪費(fèi)的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

有效、可持續(xù)地分解一種世界上最堅(jiān)韌的塑料是邁向無塑料廢料世界的第一步。無論規(guī)模大小，Zymergen的努力都是將聚乙烯升級(jí)為具有更大實(shí)用性和可持續(xù)性的新型塑料的開始。

4、蟲害疾病領(lǐng)域的合成生物學(xué)：新一代驅(qū)蚊劑

每年，蟲媒疾病折磨著數(shù)億人，昆蟲傳播的疾病也正在上升，人類想要避免蚊子與壁虱幾乎是不可能的。

 全世界蟲媒疾病情況

合成生物學(xué)的出現(xiàn)可以讓這種糟糕的情況得以改善。Zymergen利用專有的技術(shù)平臺(tái)開發(fā)了一種新型的驅(qū)蟲劑，可以在功效和安全性上找到一種完美的平衡，防止蟲子入侵的同時(shí)，也不會(huì)讓人產(chǎn)生不適感。

Zymergen正在積極開發(fā)這種新型驅(qū)蚊劑，以解決威脅數(shù)十億人健康的全球問題。

當(dāng)然，除了前文提及的四大應(yīng)用領(lǐng)域，Zymergen從傳染病到腫瘤學(xué)，也積極布局了多個(gè)項(xiàng)目，旨在以新穎的方式開發(fā)出新的療法。公司的最終目標(biāo)是使發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體能夠控制自己的藥品供應(yīng)，并大大增加患者挽救生命的機(jī)會(huì)。

Zymergen的部分合作伙伴

截至2019年底，Zymergen通過合作伙伴已經(jīng)銷售了10億美元的基因工程微生物，公司將在未來一年半至兩年的時(shí)間內(nèi)陸續(xù)推出3款新產(chǎn)品。

“石油基材料創(chuàng)新的步伐已經(jīng)停滯，我們看到了生物學(xué)的未來。”這或許就是Zymergen創(chuàng)建的初心，公司創(chuàng)始人喬夫·霍夫曼（Josh Hoffman）說道：“大自然是最好的制造系統(tǒng)，因此我們與它合作，發(fā)現(xiàn)并設(shè)計(jì)、創(chuàng)造出更好的產(chǎn)品?！?/span>

Zymergen創(chuàng)始人Josh Hoffman（喬夫·霍夫曼）

2013年，喬夫·霍夫曼（Josh Hoffman）聯(lián)合扎克·塞伯（Zach Serber）、杰德·迪恩（Jed Dean）成立了合成生物學(xué)公司Zymergen，喬夫·霍夫曼是Norcob Capital的合伙人，以及羅斯柴爾德（Rothschild）的商業(yè)銀行董事總經(jīng)理，他擁有耶魯大學(xué)國際關(guān)系學(xué)碩士和MPPM。

Zymergen另外兩位創(chuàng)始人也是看到了合成生物發(fā)展的未來。扎克·塞伯說道：“我們的未來需要解決可持續(xù)發(fā)展的問題，數(shù)十億年來，生物學(xué)一直都是最終的答案，只是需要人類去重新認(rèn)識(shí)它?！?/span>

扎克·塞伯是美國加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的生物物理學(xué)博士學(xué)位，以及英國愛丁堡大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位，在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)表過17篇經(jīng)過同行評(píng)審的出版物，以及涉及生物分子發(fā)現(xiàn)和微生物工程的多項(xiàng)專利。曾任Amyris的生物學(xué)總監(jiān)，現(xiàn)為Zymergen首席科學(xué)家。

“通過將嚴(yán)格的工程技術(shù)應(yīng)用于生物科學(xué)，我們可以實(shí)現(xiàn)業(yè)內(nèi)前所未有的精度和通量。”Zymergen的第三位聯(lián)合創(chuàng)始人杰德·迪恩說道。杰德·迪恩是斯坦福大學(xué)生物化學(xué)博士，曾在Amyris和斯坦福大學(xué)基因組技術(shù)中心開發(fā)了生命科學(xué)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，是微生物工程自動(dòng)化的眾多專利的發(fā)明者，現(xiàn)為Zymergen運(yùn)營與工程副總裁。

*封面圖片來源：123rf