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专访Twist首席执行官Emily Leproust博士:为中国市场开发DNA合成产品,打开基因市场新局面

合成生物学,尤其是DNA合成在越来越多的领域起到重要作用,包括药物研发、分子诊断、农业生产、化学研究等。2013年成立的Twist Bioscience(以下简称“Twist”)是一家创新型DNA合成公司,其硅基DNA合成平台突破了现有DNA合成工艺的瓶颈,并成功实现商业化。2018年,Twist成功在美国纳斯达克证券交易所挂牌上市。

近日,测序中国专访了Twist首席执行官Emily Leproust博士,并录制了采访视频。采访中,Leproust博士为我们简要介绍了硅基DNA合成平台及其重要应用,并分享了对DNA数据存储发展的独到见解。对于中国DNA合成市场, Leproust博士表示:“我们非常看好中国DNA合成市场的发展,这是一个极佳的商业机会。我们很期待开发中国市场。”

 打开DNA合成市场新局面

Twist至今已经成立了6年。在6年时间里,这家总部位于美国旧金山的DNA合成公司在世界各地设立了分公司,在DNA合成行业处于领先地位。目前Twist的主要业务以及所有产品都基于硅基DNA合成平台,通俗来讲就是将DNA写到硅片上。Leproust博士解释道:“Twist之所以选择硅片,是因为它可以极大地降低反应规模,使其非常适用于大规模合成DNA的生产。”

事实上,DNA合成技术在1982年就已经诞生。DNA的四个基本组成是A、C、G、T,科学家可以利用不同的化学试剂和试验技术将这些模块进行有效连接。Leproust博士介绍道:“与传统的DNA合成技术相比,Twist的新一代硅基DNA合成平台没有在技术上进行创新,而是应用了一种新的载体——硅片。硅片可以极大地降低反应规模,同时,大量DNA合成可以帮助寻找目标DNA序列。Twist的下一代测序技术优势在于可以大幅降低测序成本,提高测序通量,并开发新的DNA相关应用。”

硅基DNA合成平台能够更加有效、迅速、高质量、高通量地合成DNA,为DNA合成的发展开辟新方向。早在2013年,Twist就实现了硅基DNA合成平台的商业化,批量供应高保真度、高品质的合成DNA,为DNA合成市场打开了新局面。“我们已经将硅基DNA合成平台从美国推向了欧洲市场。现在我们很高兴能够拓展亚洲市场,尤其是中国这样广阔的新兴市场。”

 硅基DNA合成平台:解锁DNA力量

在过去的十年中,DNA合成领域取得了巨大的进步。在新能源、新材料、核酸疫苗、生物医药等领域,DNA合成的作用已初步体现。相信在可预计的未来,DNA合成将在生命科学领域发挥巨大的作用。Leproust博士表示:“DNA有着无穷的力量,Twist致力于帮助用户获得DNA力量的能力,解决各研究领域存在的问题和挑战。”对于DNA合成的具体应用,Leproust博士进行了详细的介绍。

第一,DNA合成技术能帮助解决可持续发展问题。Twist希望借助糖发酵等生物学技术,取代油和油中的化学物质,创造出更多的材料,例如香水、香料等等。这种可持续发展策略对自然环境和全球发展大有裨益,同时也降低了化学材料的成本,有助于经济发展。

第二,DNA合成技术能帮助解决粮食安全问题。通过改变植物本身的组织结构,利用更少的耕地生产更多的粮食。

第三,DNA合成有助于疾病控制。DNA合成可以帮助发现更多新的诊断方法、治疗方法,促进人类健康,并促进抗体、疫苗等以DNA为基础的生物医药的研发。

第四,DNA合成有助于更加精准的定制化疾病治疗。精准医疗可以通过对患者进行基因测序,读取肿瘤相关基因信息,包括突变类型和位置等,帮助医生制定更好的治疗方案。Twist希望能够通过DNA合成有效识别真正致病的基因突变,以此为依据治疗疾病。希望在不久的未来,人们可以实现非常精准的、完全定制化的药物治疗方案。

DNA合成技术是为整个人类服务,对于目前硅基DNA合成平台的具体应用情况,Leproust博士用实际案例进行了说明。她介绍道:“Twist正在与美国的一家医药中心进行合作,并获得了2800万美元的基金。该项目需要在60天内,将病毒感染从大流行爆发转变为治疗。最近,我们利用寨卡病毒完成了对这一过程的测试,并能在不到90天的时间内成功开发出一种治疗方法,比典型的开发时间要短得多。”该项目目前正处于研发阶段,在完成患者的DNA测序后,利用Twist的硅基DNA合成平台进行大量DNA合成,寻找抗体。

Leproust博士告诉我们:“在最短时间内快速合成数百个抗体是这项研究一大挑战。作为该项目的重要合作方,Twist不负众望,在9天内就初步合成了100多个抗体。为提高传播性疾病(例如寨卡病毒、埃博拉病毒、SARS)的诊断效率和治疗效率,研究团队计划在基本工作流程的基础上进行简化,以利于高效推广。”

此外,Twist也在不断进行检测技术的更新,以期在疾病大规模爆发之前找到解决方案,进行有效预防。例如,2018年上半年,Twist与合作伙伴通力合作,在尼日利亚实现了快速的病毒检测。

“从以上两个例子可以看出,无论是病发之后的检测还是病发之前的预防,DNA合成都能更好帮助人们应对疾病与健康问题。”

 DNA数据存储:成本即一切

在这个信息大爆炸时代,每天都会产生海量的数据。几十年来,我们的数据存储方式从磁带、软盘和CD等介质进化到了精密的芯片。但数据的持续增加仍会带来新的压力,在这种情况下,DNA数据存储应运而生。

除了DNA合成,Twist还在积极拓展DNA数据存储领域。Leproust博士认为:“将文件信息以代码的方式写进DNA分子,就可以实现数据稳定、永久地储存。DNA数据存储是未来DNA研究领域一个令人兴奋的新兴市场,为DNA技术的拓展提供了极大的机会。”Twist、微软和华盛顿大学一直在该领域进行深度合作,并实施了最佳实践。

那么Twist巩固已有DNA合成市场地位、抢占DNA数据存储新兴市场的关键是什么?

在Leproust博士看来,生产成本和新的硅基DNA合成技术是开辟这一新兴市场的关键。其中,她谈论最多的词汇就是“成本”。“成本即一切。目前DNA数据存储的成本较高,存储25Mb信息需花费2.5万美元。有效的降低成本更有利于DNA数据存储等技术的推广。Twist正在通过一切努力降低成本,使其成为常见的应用。”开辟这一新兴市场的另一个关键在于硅基DNA合成平台。“我们相信随着技术的不断发展,新的硅基DNA合成技术有可能进一步缩减成本,进一步优化检测结果。接下来Twist将继续拓展、增强DNA数据存储能力,同时削减成本。

此外,以上这些努力都离不开Twist不断研发、不断创新的企业精神。Twist没有因取得的成绩而止步不前。我们相信还有更多的可能,DNA会带来更多新的技术和应用。DNA数据存储就是未来一个很好的发展方向,它可长期存储不需要每天访问的信息,例如图片。

 为中国市场开发DNA合成产品

随着精准医疗市场需求的扩大,Twist迎来了诸多发展机会。基于硅的DNA合成等新兴技术的不断发展,为临床基因测序技术的应用提供了极大的助力。除了DNA合成,目前Twist也提供NGS测序产品和服务,并利用其“编写”DNA的能力为NGS测序产品设计探针。

Leproust博士认为:“精准医疗为Twist带来了更多的实践机会。NGS是一项颠覆性、创新性的技术,赋予了医生更多的理解能力,使医生有机会深入了解肿瘤、罕见病、复杂病等疾病的致病原因,尤其是基因信息。”

除了技术的提升,Twist在市场开发方面也下足了功夫。近两年,Twist着手于开辟中国的DNA合成市场。测序中国获悉,2019年Twist将在中国广州成立生产研发中心,开发适合中国市场的特色DNA合成产品。Emily Leproust博士表示:“目前,为推动基因检测技术及硅基DNA合成技术等相关领域的进步,中国很多公司都开展了DNA合成技术的研发和服务。Twist将通过在中国市场引入DNA合成产品,不遗余力地帮助中国用户和科研人员。”

据Leproust博士介绍,Twist将主要通过两种方式来开辟中国市场。第一高度的商务合作。通过市场营销、市场战略和市场开发人员,将Twist产品投放到中国市场。第二,Twist将在中国建立生产线和研发中心,针对中国市场生产和推广DNA合成产品,并迅速实现本地化。“通过这种方式,不仅可以提高中国用户使用Twist产品的效率,降低成本,还可以提供定制化产品。我们非常看好中国DNA合成市场的发展,这是一个极佳的商业机会。我们很期待开发中国市场。”

在采访最后,Leproust博士表示:“中国在医药、精准医疗和分子诊断等生物技术领域处于全球领先地位,但DNA合成技术发展还处于初期阶段。我们很期待将Twist产品在中国进行进一步拓展,同时为中国DNA合成市场开发NGS工具。”她举例道:“去年中国的药物审批达到51种,其中41种为进口药物,只有10种是本土研发药物。我们相信未来中国的本土药物审批数量会越来越多,并超过进口药物。Twist能够通过与中国制药企业合作,加快技术的产品转化,助力药物研发,也期待能够更多的参与中国市场的发展。”

   结 语

DNA合成的发展涉及生命科学领域的各行各业,无论是医药、工业还是农业的发展都能从中受益。为适应精准医疗持续增长的市场需求,DNA合成技术也在不断完善。正如Emily Leproust博士口中的“成本即一切”,成本决定了技术应用推广的深度。Twist新一代硅基DNA合成技术在提高通量的同时,大幅降低了成本。结合成熟的NGS技术,Twist的硅基DNA合成平台将有可能彻底改变这个行业,并为中国提供强劲的竞争力。希望DNA合成领域能够抓住精准医疗这一契机,继续完善升级,也期待Twist公司能够带给我们更多惊喜。

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本文由 测序中国 作者:戴胜 发表,转载请注明来源!

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