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新的“阿里巴巴”将诞生？孙正义再次重金剑指全新领域｜重磅

DeepTech深科技 · 公众号 · 科技媒体 · 2016-11-13 00:01

正文

此文需特别感谢清华大学教授谢震、麻省理工学院教授詹姆斯·柯林斯给予的支持和指导。

今年 10 月，日本软银（SoftBank）联合AME Cloud Ventures、Data Collective 、Draper Fisher 、Jurvetson （DFJ）、Iconiq Capital 、Innovation Endeavors 、Obvious Ventures 、Prelude Ventures LLC、Tao Capital Partners 、Two Sigma Investments九家顶尖投资公司，向一家名不见经转的初创公司 Zymergen 投资总计 1.3 亿美元，而这离软银以 310 亿美金完成收购芯片制造商 ARM 才过去仅仅 1 个多月。在此 B 轮融资完成后，美国前任能源部长、诺奖得主朱棣文也将加入 Zymergen 董事会。

Zymergen 创立于 2013 年，主要开发用于工业发酵的基因工程细菌，总部位于加州埃默里维尔。近日，这家硅谷生物工程领域的明星创业公司更是在积极扩张，并宣布将在美国主要科技中心之一的西雅图打造一个工程中心，计划承担公司的两主营业务——数据科学和软件工程。之前，超过75家科技巨头如Dropbox、Twitter、Salesforce、eBay、Facebook等都在西雅图建造工程中心，以发掘此地的技术人才。

该公司在2013年2月获得200万美元种子基金，并在去年获得4400万美元A轮投资。

简而言之，Zymergen公司目前有三大技术优势：合成生物学、机器学习和自动化。主要开发用于工业发酵的基因工程细菌，其工业发酵方法被描述为使用筛选过的基因工程细菌，并结合机器学习，进行自动化分析和生物信息学处理，而这一切都是围绕着合成生物学展开。

Josh Hoffman

Zymergen首席执行官Josh Hoffman更是扬言，Zymergen可以很轻易的将任何行业的公司的利润提高3-5倍。

举例而言：某生产特殊燃料添加剂的公司每年花费3亿美元采购微生物，而Zymergen则可以把微生物的生产率提高20%，这将节省 6000 万美元的采购成本。

关于合成生物学

那究竟合成生物学是什么？如果用最浅显的语言来描述，合成生物学所致力于的就是智慧细菌的研发和生产。

为此，DT君独家专访了清华大学的谢震教授。他一直致力于哺乳动物胞中的基因线路设计与调控。10月，谢震教授的研究组在自然通讯杂志上发表的文章《控制crisper/cas9蛋白的新策略》，为合成生物学的发展做出重要贡献。

他表示，合成生物学是一个汇聚科学，主要致力于工程化的生命或者是生物的体系。这些生命或者生物的体系能够帮助人们完成特定任务，比如说，制作研究工具让人们对生命的理解更加透彻，或者改造细菌、酵母生产高附加值的化学品或者药品。

总之，合成生物学虽然叫“生物学”，其实却与工程学理念更为接近。相比机械零件、电路元件等传统工程学科，合成生物学摆弄的生物零件更复杂、更多变。研究者通过调控相关基因通路对细胞进行“编程”，让它们像微型工厂或机器一样，生产特定产品或完成特殊任务。

当然，人类的野心不仅在于定向进化这些工程细胞，最终的目标是重新设计一个崭新的生命体。

2010年5月，克雷格·文特尔（Craig Venter，如上图）宣布世界首例人造生命——DNA完全人造的单细胞细菌，文特尔将“人造生命”命名为“辛西娅”（Synthia，意为“人造儿”）。他的团队去掉了支原体中的遗传物质，并植入自行设计、人工合成的简易基因组，让这些支原体以新的姿态重生，这其实就可以被理解为人造生命。当然，“辛西娅”的躯体源于世界上最简单的细胞，这还只是尝试的开始。

关于合成生物学的应用前景，转基因工程已经为其指明了方向。转基因工程细菌已经为我们提供大部分的蛋白质药物，而转基因通路的工程细菌已经可以做到分解塑料，生产新的材料与药物以及生产生物硬盘存储信息。

谢震教授表示，如果说转基因是给汽车换零件的话，那合成生物学就是改装或是造一辆汽车，因为转基因是对一个基因进行操作，而合成生物学是对多个基因的遗传通路进行系统性设计，具有更强的系统性与工程性。

根据BBC的报告，2015年，全球微生物相关市场已达到1547亿美元，而到2020年，这一规模预计将翻倍，其中最大的客户来自医疗保健业和能源制造业。

据美国联合市场研究报告指出，从 2014 年开始，合成生物学的全球市场在以 44.2% 的复合年均增长率直线上升；到 2020 年，合成生物学的全球市场将达到 387 亿美元。欧洲占最大的市场份额，而亚太地区市场增长最快，复合年均增长率达到 46.4%。

无疑，大规模市场需求的出现意味着颠覆性技术的应用即将成为可能，这也就是Zymergen出现的原因之一。

Zymergen到底是一家什么样的公司？

Zymergen公司正是立足于合成生物学的种种优势，利用“所有微生物中的所有分子”，专注于菌株的改善与工业化的转化，向农业、化学与材料、电子科技、香精、保健与药物、家居与工业清洁、个人护理与废物处理等几乎囊括人们生活各方面的诸多行业进军。

但让这家公司如此自信的，还不仅仅是这一新兴学科的耀眼光环。

Zymergen公司的实验室

在合成生物学中，一条代谢通路通常拥有十几或几十个基因表达产物——有些对生产率的改善微不足道，有些却举足轻重，而代谢通路之间也经常存在交流，互相调节。想要成功制造一个工程细菌，一般要经过成百上千次的实验试错，一步步逼近正确答案。

在分子生物学中所提到的代谢通路（metabolic pathway），通常是指某个或某几个基因表达所涉及的全部酶或信号分子。细胞内这些不同代谢通路组成了代谢网络，令生物保持其内环境稳定。

然而，Zymergen的模式却完全不同——他们专门开发了一套机器学习系统——让人工智能技术从浩如烟海的实验数据中进行分析，指出代谢通路的要害，并根据需求找出相应的、能实现特定功能的基因表达，把这个表达写入微生物中，最后生产出所需的微生物，从而避免了繁杂的试错过程。

迷宫——胞的代谢通路汇总

此外，Zymergen雇佣了一支强大的机器人团队，让实验从头到尾每一步实现全部自动化。更妙的是，Zymergen让机器人的输出直接进入机器学习架构的输入，完成无缝对接，极大提高了工作效率。

Zymergen公司的自动化设备

这样一来，Zymergen的工作思路就极为明朗了：从数据中学习，使用机器学习算法辅助设计，建立全自动的实验体系并检测，然后继续使用算法挖掘结果中的有价值数据。整合这个时代最强的三个学科，Zymergen的潜力自然引人关注。

Zymergen工作流程

麻省理工学院的詹姆斯·柯林斯（James Collins）教授接受了DT君的专访。他表示，合成生物学是一个“极其有前途”的学科，作为工具和技术平台可以推动生物学的发展，并促进科学成果的转化。

柯林斯教授认为，Zymergen的优势在于具有强大的工程学团队，可以推动合成生物学对材料科学与工程的贡献。

詹姆斯·柯林斯教授是合成生物学公认的先驱者之一。2000年，受到电子工程学的启发，他在大肠杆菌里构造了一个“触发开关回路”——该回路包含有两个基因，可以在不同状态下切换。不久之后，普林斯顿科学家宣布他们制造了一种可以闪光的荧光细菌。2000年，他与普林斯顿大学的Stanislas Leibler教授在同一期自然杂志上发文，阐述了在大肠杆细菌内构建的震荡系统，就此宣告了合成生物学的诞生。

麻省理工学院詹姆斯·柯林斯教授

谢震教授也表示，合成生物学是一个交叉学科，致力于工程化生物体系，具有极强的系统性和工程性——人工智能和生物信息学预测可以推动系统构建，而这正是Zymergen现在正在使用的方法。

据悉，Zymergen目前主要有两个竞争对手：Ginkgo Bioworks和Novozymes。Ginkgo Bioworks也是一家主打合成生物学的初创公司，今年6月刚刚获得1.54亿美元的融资。Novozymes看上去更加高不可攀。它创立于1921年，每年有超过10亿美元的盈利，在工业酶市场占48%的份额。而现在，这家业界巨头正在向合成生物学进军。

更重要的是，这两家公司同样与各领域世界500强大企业合作，定制工程细菌。这意味着三家公司面临的竞争将十分激烈。

寻找下一个“阿里巴巴”

此次软银集团的投资资金主要来自其联手沙特公共投资基金成立的软银愿景基金，资金规模高达1000亿美元，主投科技领域，其中软银投入至少250亿美元，而沙特方将成为最大的单一出资方。