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Questa azienda può codificare la tua canzone preferita nel DNA, per $ 100.000
Non è economico. Ma Twist Bioscience pensa che l'archiviazione dei dati nei geni potrebbe essere la prossima grande cosa. 6 aprile 2018
Twist Bioscienza
Nel suo ufficio che si affaccia sul quartiere Mission Bay di San Francisco, Emily Leproust si è chinata per mostrarmi una pastiglia d'argento grande appena una pillola.
Questa capsula di DNA memorizza tanti dati quanto un intero data center di Facebook, ha detto.
Leproust è cofondatore e CEO di Twist Bioscience, una startup di cinque anni che è, secondo alcune stime, il più grande fornitore mondiale di filamenti di DNA fabbricati, o geni sintetici.
I geni ordinati su misura sono la materia prima della biologia sintetica e il punto di partenza di ogni farmaco, alimento o fragranza biotecnologica. Il DNA nella capsula rappresenta un nuovo mercato, potenzialmente enorme, per le unità di archiviazione fatte di DNA.
Siamo i leader nella scrittura del DNA, ha detto Leproust, con una voce imponente che porta l'accento della sua nativa Francia. E intendiamo rimanere il leader.
Mentre Leproust mi guidava attraverso una tenda in una sala di produzione, passammo davanti a un sintetizzatore di DNA modello 394 di Applied Biosystems (stato dell'arte nel 1991). Potrebbe produrre quattro brevi filamenti di DNA in un giorno, mi disse. Oggi Twist produce tre milioni di fili al giorno.
Emily Leproust, cofondatrice e CEO di Twist Bioscience. Twist Bioscienza
Dietro l'angolo, abbiamo incontrato la tecnologia di Twist. Racchiusa nel vetro, assomiglia a una stampante a getto d'inchiostro hackerata insieme, con circuiti stampati a vista e ugelli puntati su wafer di silicio nero delle dimensioni di una cartolina. Quando la macchina ha preso vita, piccoli serbatoi hanno spremuto goccioline di adenina, citosina, guanina, timina - l'A, C, G e T del DNA - in 9.600 nano-pozzetti, ciascuno della larghezza di una ciocca di capelli.
Grazie a questo dispositivo, Twist è un attore chiave nella corsa per rendere più economico il DNA di produzione, vendendolo per sette-nove centesimi per lettera di DNA.
È stata in grado di fare ciò che tutti [hanno] sognato per 10 anni: ridurre i costi di un ordine di grandezza, afferma John Cumbers, fondatore della rete industriale SynBioBeta.
Fare parti
Leproust ha conseguito il dottorato di ricerca in chimica organica in Texas e poi è approdata alla Agilent Technologies. Quella compagnia in seguito l'ha accusata di aver rubato la tecnologia dietro Twist. I suoi avvocati affermano che la causa è infondata e un tentativo di soffocare e diminuire il suo successo, che include la raccolta di 259 milioni di dollari dagli investitori.
Il CEO paragona la sua azienda a Intel, dicendo che vende l'equivalente genetico dei transistor ad altri che li usano per applicazioni nuove e redditizie. Chiedo ai miei clienti: 'Avete più idee o più soldi?', dice. Quando abbassiamo il nostro prezzo, non risparmiano la differenza. Comprano più DNA.
DNA più economico significa esperimenti più ambiziosi. Lo scorso ottobre, Twist ha firmato un accordo per fornire alla bio-fonderia di Boston Ginkgo Bioworks un miliardo di paia di basi di DNA prodotto, il più grande accordo di fornitura nella storia del settore.
Ginkgo aggiunge i geni di Twist a lieviti o batteri in uno sforzo simile a quello di una fabbrica per identificare nuovi enzimi. Altri scienziati sperano che il DNA diventi così a buon mercato da potersi permettere di costruire interi genomi, anche umani.
Le innovazioni di Twist hanno contribuito a creare un mercato stimolante in cui, affermano gli esperti del settore, i prezzi del DNA stanno scendendo più velocemente di quanto la domanda stia aumentando. Nel gennaio 2017, la dura economia ha rivendicato un concorrente quando la società di DNA sintetico Gen9 con sede a Cambridge è stata venduta per parti solo sei mesi dopo aver firmato il proprio importante accordo di fornitura.
C'è ancora una mancanza di comprensione di ciò che questi strumenti possono fare, afferma David Berry, partner di Flagship Pioneering a Cambridge. Nel frattempo, è una corsa al ribasso delle merci.
Memorizzazione dei dati nel DNA
È qui che entra in gioco il mercato dell'archiviazione dei dati da 30 miliardi di dollari all'anno. Il gruppo di ricerca IDC prevede che il mondo creerà 163 zettabyte di dati digitali entro il 2025, sufficienti per causare avvisi di memoria piena su 1,2 trilioni di iPhone.
Invece di archiviare quei dati su nastri magnetici, potrebbe essere possibile codificarli nel DNA, ogni bit tradotto in geni, da sequenziare quando i dati devono essere recuperati.
Come supporto di memorizzazione dei dati, il DNA è incredibilmente denso. Teoricamente, tutti i dati esistenti potrebbero stare nella blanda sala conferenze dove Leproust mi stava mostrando la pillola d'argento. Per i dati d'archivio che desideri conservare a lungo, non c'è niente di meglio, afferma Luis Ceze, uno scienziato informatico dell'Università di Washington.
Dal 2016, Twist ha fornito 20 milioni di filamenti di DNA con codice personalizzato a Microsoft Research, che ora collabora con Ceze per trasformare l'archiviazione del DNA in un business. Il team ha già codificato video musicali, canzoni del Montreux Jazz Festival e la Dichiarazione universale dei diritti umani, tra gli altri file.
Questo febbraio, il gruppo ha raggiunto un altro traguardo, dimostrando in un documento pubblicato in Biotecnologie della natura che potrebbero recuperare singoli file di dati, senza errori, da oltre 200 megabyte di dati archiviati nel DNA. Tale accesso casuale è necessario se il DNA deve fungere da supporto di memorizzazione commerciale.
Ma il DNA dovrà anche diventare molto, molto più economico. Leproust sottolinea questo fatto quando mi dice che Twist ha offerto ai clienti l'opportunità di archiviare 12 megabyte di dati nel DNA, per soli $ 100.000.
Leproust dice che non sarà sempre così, non se i suoi piani per migliorare la tecnologia funzioneranno. In pochi anni non saranno 100.000 dollari per archiviare quei dati, dice. Saranno 10 centesimi.