新しいバイオ材料のスタートアップの展開は想定以上に難しい (Spinning Out a New Biomaterials Startup Is Harder Than You Think)

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2024-10-01 アメリカ合衆国・カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

・ UCSD と Nucleate が、スパイダーシルクのバイオプロダクションに関する展望と課題に関するレポートを発表。Nucleate は、オープンアクセスのプログラム、イベントやリソースの提供を通じて全ての人によるバイオテクノロジー教育へのアクセスの実現を目指す世界的な非営利団体(NPO)。
・ その強さと弾力性で長い間珍重されているスパイダーシルクがバイオプロダクションの世界で大きな注目を集める中、各企業はシルクの生産を安価に拡大する方法を模索している。スパイダーシルクは、タクティカルギア(戦術的装備)から外科縫合糸や織物まで、あらゆるものに使用できる。
・ 本レポートでは、微生物学、遺伝学、材料科学分野の数百件もの学術論文をくまなく調査し、ケーススタディを纏めるための関連情報を特定し、同分野のスタートアップの実績を把握するために大量の市場データを調査した。また、膨大な量の科学情報を含む特許にも注視し、スパイダーシルクの製造に関連した2,400 件を超える特許を確認した。
・ 本研究の開始当時には、スパイダーシルクの製造が次の最重要技術となることが期待されていたが、確立された大規模な組織、スタートアップの従業員や、それらの企業に投資したベンチャーキャピタリスト等の業界の専門家との対話の結果、より険しそうな見通しが得られた。
・ 最大の課題の一つは、大量生産に向けた製造方法のスケールアップ。クモは非常に縄張り意識が強く、共食いの習性があるため、大規模なクモの養殖場が問題となる。対処方法として、スパイダーシルクを生産する遺伝子を他の生物に持たせる異種発現プロセスがある。例えば、ヤギに遺伝子を組み込んでヤギ乳でシルクを生産したり、アルファルファやバクテリアの利用も可能である。
・ 本研究の目的の 1 つは、潜在的な宿主生物の長所と短所を明らかにし、品質とコストの間の最も効果的な地点を特定すること。製薬産業が研究室や大型バイオリアクターで培養できる単細胞生物の利用に移行したように、最終的に多くの企業が微生物による製造に向かっていると考える。
・ 本レポート終盤では、潜在的なアプリケーションと特定の市場への参入時に考慮すべきトレードオフについて議論。ファッション市場ではポリエステル等の材料との価格競争が焦点となる。軽量で高耐久性の高性能材料や化粧品での利用の可能性もある。
URL: https://today.ucsd.edu/story/spinning-out-new-biomaterials-startup

<NEDO海外技術情報より>

関連情報

ACS Biomaterials Science & Engineering 掲載論文(フルテキスト)
Disentangling the Web: An Interdisciplinary Review on the Potential and Feasibility of Spider Silk
Bioproduction
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.4c00145#

Abstract

The remarkable material properties of spider silk, such as its high toughness and tensile strength combined with its low density, make it a highly sought-after material with myriad applications. In addition, the biological nature of spider silk makes it a promising, potentially sustainable alternative to many toxic or petrochemical-derived materials. Therefore, interest in the heterologous production of spider silk proteins has greatly increased over the past few decades, making recombinant spider silk an important frontier in biomanufacturing. This has resulted in a diversity of potential host organisms, a large space for sequence design, and a variety of downstream processing techniques and product applications for spider silk production. Here, we highlight advances in each of these technical aspects as well as white spaces therein, still ripe for further investigation and discovery. Additionally, industry landscaping, patent analyses, and interviews with Key Opinion Leaders help define both the research and industry landscapes. In particular, we found that though textiles dominated the early products proposed by companies, the versatile nature of spider silk has opened up possibilities in other industries, such as high-performance materials in automotive applications or biomedical therapies. While continuing enthusiasm has imbued scientists and investors alike, many technical and business considerations still remain unsolved before spider silk can be democratized as a high-performance product. We provide insights and strategies for overcoming these initial hurdles, and we highlight the importance of collaboration between academia, industry, and policy makers. Linking technical considerations to business and market entry strategies highlights the importance of a holistic approach for the effective scale-up and commercial viability of spider silk bioproduction.

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