Ginkgo Bioworks wordt bemand door hackers. Hoewel ze liever zeggen dat ze 'organismen ontwerpen', hebben de werknemers een laboratorium of 'gieterij' gebouwd in Boston, waar ze de biologie hacken. Ze splitsen genen en voegen vervolgens mengsels van genen in flesjes gist toe om snel synthetische organismen te kweken die menselijke behoeften dienen .
Gingko's creatief directeur, Christina Agapakis, zegt dat ze in wezen bezig zijn met het versnellen van de evolutie. "Het is als een snelle prototypefabriek", zegt ze.
De biohackers werken aan het bouwen van organismen die koolstof vangen en anderen die probiotica kweken die mensen helpen infecties te bestrijden. Het bedrijf ontving initiële financiering van DARPA om dit laatste te ontwikkelen. Maar op dit moment creëert Gingko organismen die specifieke geuren afgeven. Het doel is om synthetische geuren en smaken in massa te produceren die kunnen worden gebruikt voor alles, van parfum tot kunstmatige zoetstof. Het is een stap om mogelijk zeldzame, dure, langzaam groeiende of vluchtige organische stoffen te vervangen. Robertet, een Frans geurbedrijf, gaf Gingko de opdracht om te helpen bij het synthetiseren van een geur van een specifieke roos, alleen geteeld in Turkije en Bulgarije, die moeizaam met de hand wordt geplukt.
"Geur is een voorloper geweest omdat geur de chemie gebruikt van iets dat begon als biologisch extract, " zegt ze. "Dus we kijken waar biologie terug kan komen in chemische technologie en het duurzaam en hernieuwbaar kan maken."
Ik sprak onlangs met Agapakis over het bedrijf en zijn missie:
Hoe is Ginkgo begonnen?
Ginkgo werd in 2008 opgericht door Tom Knight en vier jongens (Reshma Shetty, Jason Kelly, Barry Canton, Austin Ch) die net klaar waren met promoveren bij MIT. Tom had een handje bij het ontwikkelen van ARPANET, een voorloper van internet, maar eind jaren '90 besloot hij dat computers saai waren en de programmeerbiologie interessant was. Hij wilde zien waar engineering en biologie elkaar konden kruisen. Dat was het punt van Ginkgo. De oprichters willen biologie eenvoudiger maken om te engineeren en vervolgens kijken wat dat betekent voor de industrie en technologie.
Waarom gebeurt het nu?
Toen ze in 2008 begonnen, was het net de tijd dat de kosten van DNA-sequenties echt snel daalden en daarom begonnen mensen alles te sequencen. De kennis over hoe evolutie problemen heeft opgelost, is snel uitgebreid en mensen hebben alle soorten genomen en enzymen bepaald. Het is een bron of bibliotheek geworden.
De andere kant van de zaak is synthese. Vroeger moest je de organismen vinden en nu kun je genen uit de database synthetiseren. Toen ik student was, kostte het vroeger $ 1 per basenpaar, dus een gen kostte één tot $ 5.000 dollar. Nu is het gedaald tot centen per basis. We hebben zojuist een bestelling geplaatst voor 100 miljoen basenparen van Twist [een synthetisch DNA-bedrijf], wat voldoende is om het gistgenoom 10 keer te schrijven. Het wordt veel meer mogelijk.
Christina Agapakis, creatief directeur bij Ginkgo Bioworks (Foto door Thatcher Cook voor PopTech) Wat doe je precies in het lab?
Het is als een snelle prototypefabriek. We kunnen veel varianten van verschillende paden uitvoeren en kijken wat in de juiste combinatie werkt.
Soms beginnen onze projecten bij onze klanten. Ze zullen zeggen: "Het is moeilijk voor ons om dit ingrediënt te maken, " en we zullen op zoek gaan naar een organisme dat iets voor hen zal produceren. We starten vanuit de biochemie. We hebben technische ingenieurs die de biologie van de cellen en alle metabolieten die er zijn begrijpen, zodat ze begrijpen hoe de processen de cellen beïnvloeden.
Andere soorten projecten kijken naar wat biologie kan doen in de chemische ruimte. [Hier is waar Ginkgo is groeiende microben om de geur van die moeilijk te kweken roos na te bootsen.] Voor de ingrediënten waar we nu naar kijken, of bloemen of planten in het algemeen, zijn er verschillende klassen chemicaliën die verschillende cellen kunnen maken. Er zijn bijvoorbeeld 1.000 tot 5.000 verschillende enzymen. We zullen zeggen, laten we ze synthetiseren en in gist stoppen en kijken wat de varianten doen.
Waarom gebruik je gist als basismateriaal?
Gist is geweldig, omdat wij als mensen echt goed zijn in het vergisten van gist. Er is veel technologie rond het vermogen van gist om smaken en geuren te creëren, vanwege bier. Wat we doen is een echt coole mix van hedendaagse wetenschap en traditionele brouwmethoden. Ons hoofd van gisting bezit eigenlijk een brouwerij - Mystic Brewery in Chelsea [Massachusetts].
Het voordeel van de gieterij is dat het sequencing kan automatiseren. (Ginkgo Bioworks) Waar werk je nu aan?
Er is een constant evoluerend Venn-diagram van waar de mogelijkheden van de biologie liggen, waar de engineering haalbaar is en waar er een industrie, behoefte en technologie is. Geur is leidend geweest, maar we werken ook aan technologie voor koolstofafvang. We hebben een Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) -beurs gekregen om te kijken naar koolstofafvang en het omzetten van koolstofatomen met korte ketens in complexere zaken. We werken ook samen met Ajinomoto, een Japans voedings- en chemisch bedrijf, om te kijken of we manieren kunnen vinden om hun afvalstroom te verbeteren.
Wat gebeurt er nu?
Bioworks 2, een uitgebreide gieterij, opent volgend jaar in de lente of vroege zomer, en de gieterij is constant aan het itereren. We denken altijd aan het ontwerp van organismen en hoe we dit efficiënter kunnen uitvoeren. We brengen nieuwe projecten, klanten en markten binnen, maar we werken ook aan technologie.
Tien jaar later kijken we naar het microbioom, de microbiële gemeenschappen en hoe we microben kunnen ontwikkelen. Ik kijk uit naar een tijd dat we weten hoe microben samenwerken. We denken ook aan alle dingen die ruiken. Op een dag willen we iets hebben dat "de 100 flesjes" wordt genoemd. Het zouden 100 verschillende geuren zijn die door de natuur zijn gecreëerd.
