グーグルの親会社であるアルファベット傘下のバイオサイエンス企業、ヴェリリー・ライフ・サイエンシズ（Verily Life Sciences、旧グーグル・ライフ・サイエンシズ）の研究施設。とあるビルの3階で、白いマシン10台が低い稼働音を響かせていた。

マシンのてっぺんには、チューブやセンサーでいっぱいのプラスチック容器が置かれている。まるで生命維持装置につながれたプロテインシェイクのようだ。

マシンの中では、薄茶色の培養液がぶくぶくと泡を立てていた。その様子が高解像度の小型カメラで撮影され、クラウド上でストリーミング中継されている。

培養液に酵母を4日間ほど浸したあと、バイオリアクターがずらりと並んだ台を、密閉された無菌室に運ぶ。それぞれからサンプルを抽出して、どの成分の培養液が酵母の働きに最も合っていたかを検証する。

「1990年代に戻って、当時流行していた『たまごっち』を育てているようなものです」。バイオサイエンス関連のスタートアップであるCulture Biosciencesの共同創業者で最高経営責任者（CEO）のウィル・パトリックは話す。

「微生物がハッピーで健康でいられる条件は何なのか？ それを大規模な並行テストでわたしたちは調べているのです」

合成生物学関連のスタートアップが数十種類の微生物を使って実験を実施できるよう、Culture Biosciencesは支援している。PHOTOGRAPH COURTESY OF CULTURE BIOSCIENCES

受注型の“発酵ラボ”

Culture Biosciencesを的確に表す言葉があるとすれば、それは事実上の“発酵ラボ”だろう。ほかのバイオサイエンス企業は、瞬間冷凍した酵母や細菌の入った試験管を同社に送って、培養と試験を代行してもらうことができる。

社員12人のスタートアップである同社は、合成生物学ブームの影に潜むボトルネックの解決を目指し、資本金550万ドル（約6億490万円）で静かに操業を開始した。

人間は微生物を容器に詰め込んで何世紀も前から働かせてきた。最初の目的はたいてい酔っ払うためか、牛乳を腐らせずに保存するためだった。

やがて、遺伝子編集ツールを手にした研究者たちは、ビールやヨーグルト以外のものを酵母やバクテリアに吐き出させるようになった。バイオ燃料や食品添加物、インスリンが発酵を通じてつくられ、商品化されたのだ。

いまでは「CRISPR」のような遺伝子編集技術と強力なコンピューターアルゴリズムのおかげで、思いついた製品が何であれ、それをつくる細菌をデザインできるようになった。ヴィーガン用の人工肉や卵、レザー、化石燃料フリーの肥料、新たな抗毒素やさまざまな薬剤など、ありとあらゆるものを微生物を使ってバイオ企業は製造し始めている。

追いつかないインフラ整備

だが、ひとつ問題があった。

微生物が生み出す“奇跡の製品”を市場に出せるようになるまでには、目標を達成してくれる細菌株はどれなのか、数百とはいわずとも数十種類のテストを実施する必要がある。しかし、テストに必要な発酵装置などのインフラ整備は、微生物の実用化に向けて需要が急激に高まっているエンジニアリングに追いついていない。

テストすべき細菌が多い一方で、実験設備が足りていないのだ。

そこに目をつけた企業がCultureである。CEOのパトリックは、グーグルの次世代技術開発プロジェクト「Google X」で同僚として働いていたマット・ボールとともに、同社を立ち上げた。

ロボット工学者であるふたりはデューク大学のキャンパスで出会った。その後、アルファベットのムーンショット研究を担うGoogle Xで、配送用のドローン「Project Wing」のプロトタイプ機を開発していた。

始まりはアート作品

初めてパトリックが手がけたバイオリアクターは、実はアートプロジェクトの一環として誕生した。

緑色の蛍光を発するシリンダーの中で、遺伝子操作によって生まれた藻がありふれた薬剤を生成する。この作品「Farma」は、彼がCADソフトウェアで知られるオートデスクの招聘アーティストだった15年に制作したものだ。

そのときはまだ、自分専用の薬剤を自宅で簡単につくれるようになる未来を表現したプロトタイプにすぎなかった。

ほどなくして、合成生物学の分野でやがて現れるスタートアップの興隆を見据え、受注型の培養に取り組む企業に関するブレインストーミングをパトリックとボールは始めることになる。

サンフランシスコのベイエリアでの仕事の合間に、マサチューセッツ工科大学（MIT）のメディアラボにパトリックは滞在していた。そして、この分野の先駆者たちから彼は刺激を受けたのだった。

それぞれのバイオリアクターに付属するセンサーやプローブからリアルタイムで配信されるデータを見ることで、実験の経過を顧客企業は確認できる。PHOTOGRAPH COURTESY OF CULTURE BIOSCIENCES

急成長のバイオサイエンス業界

あまり時間を置くことなく、ヴェリリーから資金提供をふたりは受けた。ヴェリリーのキャンパスにあるビルのフロアを提供され、新型バイオリアクターの開発に着手することになったのだ。

Cultureは現在、同じくヴェリリーから出資を受けるスタートアップ各社とフロアを共有している。そのひとつがフリーノーム（Freenome）だ。腫瘍が血流中に出すDNAの小さな断片を検出するリキッドバイオプシーという手法を研究開発する新興企業である。

しかし、拠点を置いた2017年初めは、ヘルメット姿の建設作業員しかふたりのほかにいなかった。当時稼働させたリアクターは4台だったが、いまでは54台に増えている。19年の終わりまでには、生産能力を3倍に向上させる計画だ。

「培養タンクを自社で設置し、その維持管理のために人を雇うとなれば多額の投資資金が必要です」と、Cultureにとって最初の顧客となったGeltorの共同創業者で最高技術責任者のニック・ウズノフは語る。Geltorは遺伝子組み換え酵母を利用して、動物性の材料を使用しないコラーゲンを美容業界向けに製造している。

遺伝子操作技術の進展は、ここ数年で加速してきた。このため、実験装置を従来の培養業者に外注するのは、Geltorのような企業にとっては難しくなっている。

「いまでは何カ月も前から予約済みです。インフラ整備が需要に追いついていないのです」

ひらめきは大量のリアクター

最初の商品を開発する段階から、GeltorのウズノフはCultureを利用していた。Geltorのほかにも、肥料のPivot Bio、素材のModern Meadow、製薬のSynlogicなど、さまざまな合成生物学に関するスタートアップの微生物を、Cultureは培養している。

バイオリアクターに付属するセンサーやプローブ（探針）からリアルタイムで配信されるデータを見ることで、実験の経過を顧客企業はチェックできる。こうして、各種の異なる遺伝子操作を施された細菌株が、製品をどのくらい効率的に生産しているかを確かめるのだ。この列は薬剤、隣の列は植物性のプロバイオティクスといった具合である。

実験ステーションの準備には人の手を要するが、その後はリアクターが自動運転する。自律的に稼働する冷却システムのおかげで、微生物たちが活発に活動して熱を生み出したとしても、フラスコ内は最適な温度に保たれるのだ。

ステーションの設置はCultureの社員が担当するが、その後はバイオリアクターが自動運転する。PHOTOGRAPH COURTESY OF CULTURE BIOSCIENCES

「こうしたスタートアップ企業が使える従来のハードウェアは、膨大な手間と時間を要するものばかりでした」と、Cultureのパトリックは語る。

この課題を彼が実感したのは、合成生物学関連のある大企業が所有する約70台のバイオリアクターを視察したときだった。「ずいぶんたくさんあるんですね。たいていのスタートアップは1台か2台を用意するのがやっとでしょう」と、そのときパトリックは言った。案内役は笑ってこう答えたという。できるものなら、この100倍の実験をやりたいのですが──。

「それがひらめきの瞬間でした」

ニッチ戦略は続くのか

同じことを思いついたのは、パトリックだけではない。ボストンを拠点とするGinkgo Bioworksなどの企業も、合成生物学分野におけるボトルネックを解消すべく、自動化技術に注目している。

ただしGinkgoのビジネスは、むしろ微生物に関するフルサービスのカスタマイズショップと呼ぶのがふさわしいだろう。数日間の培養さえできればいいのであれば、従来の業者に外注することも可能だ。しかし、従来の業者がもつ装置は、スタートアップが必要とするものより規模がたいてい大きい。

Cultureはいまのところ、唯一無二のニッチなスタートアップのようだ。とはいえ、微生物を使った製造技術の急速な発展を考えれば、その独占も長くは続かないのだろう。