未來的成分——合成DNA的興起

《財富》（中文版）--直到不久前，製造絲線還是蠶、某些蜘蛛以及某位超級英雄的專利。但是，如今在加利福尼亞州埃默里維爾（Emeryville）的Bolt Threads公司實驗室里，酵母、糖和蜘蛛的一些DNA在發酵罐里生成了一種可以就像傳統絲線、人造絲和化纖那樣紡成織物的材料。該公司說，這種織物的強度超過鋼鐵，彈性超過氨綸，比絲綢更加柔軟。

Bolt的首席執行官丹·維德邁爾（Dan Widmaier）說：「現在是材料的新時代。」今天的大多數紡織品以基於石油的化纖製成，處理時對環境有害。Bolt公司稱，相比之下，它的織物具有生物可降解性。維德邁爾說：「新材料有讓世界變得更加美好的巨大潛力。」

今年2月，Bolt面臨了一次不成功便成仁的挑戰：將實驗室規模的生產流程擴展為一項具有商業規模的業務，供應三位客戶，其中包括服裝公司巴塔哥尼亞（Patagonia）。Bolt最終希望生產自有品牌的服裝。如果公司獲得成功，這一進步將成為新興領域合成生物學的重要標誌。

Bolt是唯一一家應用此類科技的新創企業。這項技術讓科學家運用活著的有機體的遺傳機理，生產各種產品，從食物甜味劑、「皮革」，再到像木材一樣的合成物。投資者已經注意到了。去年，合成生物學從投資者那裡拿到了10億美元，其中不乏彼得·蒂爾（Peter Thiel）、埃里克·施密特（Eric Schmidt）、馬克·安德森（Marc Andreessen）、馬克斯·列夫欽（Max Levchin）、楊致遠（Jerry Yang）這樣的名人。據跟蹤該行業的諮詢機構SynBioBeta稱，這一數字比2014年翻了一番。

矽谷看上合成生物學自有原因。DNA是以四個核苷酸分子為一個序列構成的，是一種可以編輯和撰寫的代碼，這跟軟體不無相像之處。自從2003年人類基因組完成測繪以來，DNA測序的商業化（解讀一個有機體的代碼）與合成（撰寫代碼）的工作就開始提速了。

過去數年，新的機器人技術、計算生物學、基因編輯與基因合成技術的出現，使合成生物學變得更有成效，成本也變得合理。例如，被大力宣傳的Crispr工具可以剪切DNA序列，插入人們想要的性能。來自於新創企業Twist Bioscience的技術實現了在硅上進行小型化化學反應，加快了基因合成。成本也在迅速下降。

為推動這一領域而大聲疾呼的OS Fund合伙人布萊恩·約翰遜（Bryan Johnson）說：「

我們正在解碼生物學。生命本身正變得可編程。」像約翰遜這樣的持有相信態度的人喜歡大膽預言。他們宣稱，我們終有一天能夠利用DNA、能源和陽光培養組織、汽車和住宅，可能會用腦細胞來組裝計算機。

當然，相關的警示已經有不少了。幾年之前就有一個，提醒人們頭腦要冷靜。2008年，一些新創企業致力於利用合成生物學從池塘的浮垢中製作生物燃料。但事實證明，微生物在實驗室里與在工廠環境里的活性不一樣。隨著石油價格的下滑，好幾家新創企業倒閉。

這一次，從事合成生物學的公司正在聚焦於材料（支持者稱，比起燃料，材料的利潤率更高，受市場波動較小）和特種化學品。如今，業內人士稱，已經有更好的工具，用於編輯、測量結果，並且實現化學品和微生物量產的自動化。

一連串的創新正在接踵而至。在波士頓，Ginkgo Bioworks正在使用難於種植的植株或者已經滅絕花類的DNA代碼，批量生產有機物質，用於製作新的香水味道和食品甜味劑。該公司的聯合創始人和首席執行官傑森·凱利（Jason Kelly）說：「過去兩年，生產確實大幅提速了。」在投資者1.54億美元資金的推動下，Ginkgo最近開設了它的第二家「鑄造車間」。這是一家面積為18,000平方英尺（約1,672.25平方米）的工廠，配有用於設計、製作和測試DNA的發酵箱、大型分光儀、軟體、機器人和傳統生物學檢測工具。

凱利表示，Ginkgo能夠將生產這些香味的成本削減50%到90%，同時在生產的過程中不損害環境。通過混搭和匹配DNA信息，公司可以讓客戶的產品擁有全新的香型。

比如用於香水的玫瑰油。這種植物很難種植，單株產出的玫瑰油非常少，供應日益短缺。Ginkgo的經理從外部提供商那裡索取玫瑰油的基因代碼。他們在2至6周內收到了郵寄來的裝有液態DNA樣本的小玻璃瓶，然後進行測試，重組DNA編碼，並且索取更多的樣本，直到找出能夠以合成的方式複製、生產成本只有傳統方式的一半且香味獨特的油。Ginkgo表示，在過去9個月，它拉到了10餘家新客戶，這些客戶訂購了數十種新的有機物質。

在德國，Bolt的競爭對手AMSilk正在開發一種基於蜘蛛的纖維，名叫生物鋼鐵，用於生產高性能可生物降解的鞋子。在布魯克林，Modern Meadow公司藉助投資者的5,300萬美元資金，生產用「工程化細胞」而不是動物皮製成的「皮革」。

位於紐約州格林島（Green Island）的一家名叫Ecovative的公司正在「培養」活著的桌子、吸音板或包裝箱。Ecovative從木材或植物那裡提取纖維，將之切碎，加入菌絲體（蘑菇的根系），讓菌絲體穿過並圍繞纖維生長。公司再用標準壓力機將其壓成形，製作出像複合板一樣的堅硬板材。Ecovative的首席執行官埃本·拜爾（Eben Bayer）說：「我想把它當成一種新型的木材，這是全球最具可持續性的傢具了。」美國國防部（Department of Defense）與Ecovative預訂了預研合同，開發「可編程材料」，為軍方培養具有可持續性並減少廢料的臨時生長結構。

眼下，合成生物學生產商需要實現很多生物燃料新創企業不能實現的事情：將實驗室里的成果轉化為大規模商業運營。在Lux Research研究該行業的馬克·賓格爾（Mark Bünger）說：「在一個公交車那麼大的容器里，生產會變得不穩定，難於控制。」

維德邁爾表示，對他的公司來說，向商業化邁進要比確定從用DNA製造蜘蛛絲的複雜技術困難得多。今年2月，Bolt的11,000平方英尺（約1,021.93平方米）的工廠開工，它需要20多位博士科學家的專業知識，其中很多人汲取過生物燃料行業崩盤時的教訓。維德邁爾說：「現在，真正的挑戰開始了。」（財富中文網）

譯者：天逸

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