Qual é a sua estratégia de biologia sintética?

pode ter levado mais de um século para que a nova ciência se transforme em uma tecnologia disruptiva, mas tendo feito isso, Biologia sintética (Syn-Bio) está evoluindo mais rápido que a própria vida. Assim como a computação alterada do design de chips no século passado, o syn-bio está transformando a biologia no Fabricação paradigma do futuro. Consequentemente, os negócios estão tendo que rastejar e correr ao mesmo tempo, tentando entender a tecnologia, mesmo que descobre como desenvolver aplicativos Syn-Bio e criar as estratégias certas para competir em uma indústria de mudança rápida. (Veja a barra lateral, “Os motoristas da idade da biologia sintética.”)

A Swift Evolution da Syn-Bio pode ser um bom presságio para a ciência, mas apresenta cada vez mais um desafio para os CEOs das empresas em exercício, muitas das indústrias provavelmente serão interrompidas e estão lentamente acordando os desafios que enfrentam. Até 2030, Aplicações Syn-Bio estão prontos para transformar as indústrias que contribuem hoje como um terço do PIB global. No entanto, sem entender a estrutura do setor e o cenário competitivo, é difícil para eles saber se estão tomando as decisões certas. Para enfrentar esse desafio, é útil usar o dispositivo conceitual de uma pilha do setor-ou seja, pensar na indústria da Syn-Bio como um conjunto de tecnologias que podem ser combinadas e dimensionadas para criar aplicativos.

Excited by the possibilities but anxious about the competition, several incumbents have been trying to invest in syn-bio. However, without understanding the industry’s structure and the competitive landscape, it’s tough for them to know if they’re making the right decisions. To tackle this challenge, it’s useful to use the conceptual device of an industry stack—that is, to think of the syn-bio industry as a set of technologies that can be combined and scaled to build applications.

Uma pilha da indústria Syn-Bio fornece uma compreensão mais profunda do contexto em que os titulares precisam enquadrar estratégias. Também permite que os líderes empresariais entendam melhor os tipos de empresas da Syn-Bio que surgiram como rivais ou parceiros em potencial e antecipar os que o farão no futuro. Isso ajudará os líderes empresariais a criar estratégias que lhes permitirão colher mais benefícios e evitar muitos riscos. Ao usar uma árvore de decisão que criamos, os titulares também poderão identificar como desenvolver os recursos de que precisarão e desenvolverá estratégias dinâmicas que se alinham às mudanças emergentes no setor. Considere, por exemplo, o fato de que, em abril de 2022, a gigante alemã dos produtos farmacêuticos e produtos químicos Bayer AG havia vendido seu centro de pesquisa biológico de West Sacramento (Califórnia) para a empresa de Syn-Bio, com sede em Boston, Ginkgo Bioworks. Apenas cinco anos antes, o titular e a startup haviam entrado em uma joint venture para desenvolver micróbios que repelem nitrogênio que substituiriam os fertilizantes nitrogenados. No entanto, à medida que a Bayer enfrentou as mudanças na indústria da Syn-Bio, decidiu mudar estratégias em vez de persistir com uma que havia sobrevivido à sua utilidade. Inscreva -se

Doing so is more important than many assume. Consider, for example, the fact that by April 2022, the German pharmaceuticals and chemicals giant Bayer AG had sold its West Sacramento (California) biologics research facility to the Boston-based syn-bio firm Ginkgo Bioworks. Just five years earlier, the incumbent and the startup had entered into a joint venture to develop nitrogen-replenishing microbes that would substitute nitrogenous fertilizers. However, as Bayer grappled with the changes in the syn-bio industry, it decided to shift strategies instead of persisting with one that had outlived its usefulness.

Em vez de manter o parceiro de P&D da Gingko Bioworks, a Bayer optou por se tornar o cliente âncora que levará para comercializar todas as aplicações Syn-Bio relacionadas à agricultura que o GinkGo Bioworks desenvolve amanhã em áreas como proteção de culturas, fixação de nitrogênio e sequência de carbono. Esse novo relacionamento permitirá que a Bayer, que opera em uma variedade de indústrias, reduza o risco e se envolva com outras empresas da Syn-Bio sem se preocupar com bioworks de Gingko. Tais estratégias de visão de futuro e flexíveis são críticas para que os titulares não sejam deixados para trás no setor, o que provavelmente mudará repetidamente no futuro. Somente decifrar a pilha da indústria Syn-Bio e descriptografar sua dinâmica pode comercializar o futuro do Syn-Bio. Assim como as tecnologias digitais usam uma linguagem comum de zeros e outros para capturar e comunicar dados, o código genético pode ser considerado como uma linguagem composta pelos quatro nucleotídeos que formam DNA: adenina, timina, citosina e guanina. Alterar o código digital altera o tipo de conteúdo; A modificação do código genético altera a própria natureza da matéria.

Building a Synthetic-Biology Technology Stack 

Syn-bio technology will have an impact on business that could be equally disruptive than that of digital technology. Just as digital technologies use a common language of zeros and ones to capture and communicate data, genetic code can be regarded as a language made up of the four nucleotides that form DNA: adenine, thymine, cytosine, and guanine. Changing the digital code alters the type of content; modifying the genetic code changes the very nature of matter.

Nesta perspectiva, todas as indústrias que funcionam com matéria orgânica compartilham um idioma comum. Devido aos avanços na Syn-Bio, as empresas de todos esses setores em breve se encontrarão em negócios relacionados, e todas as corporações se transformarão no rival de todos os outros. Antecipando isso, a indústria da Syn-Bio está se desenvolvendo ao longo de linhas semelhantes às do setor de tecnologia da informação. Como resultado, sua estrutura é melhor retratada como uma pilha de tecnologias que podem ser combinadas e dimensionadas para criar uma variedade de aplicações. (Consulte o Anexo 1.)

útil como a analogia a uma pilha de tecnologia, é importante manter suas limitações em mente. Não apenas a natureza analógica e física da indústria da Syn-Bio apresenta desafios diferentes dos do mundo digital puramente virtual, o entendimento dos negócios da Syn-Bio hoje está em um estágio diferente do seu conhecimento de tecnologia da informação. Consequentemente, a maneira pela qual a pilha de tecnologia Syn-Bio muda com o tempo; os papéis que as empresas podem desempenhar na pilha; E, acima de tudo, como os titulares ganharão vantagem competitiva serão diferentes da maneira pela qual os negócios responderam à interrupção digital. Subjacentes a eles estão convenções, protocolos e leis de nível meta que governam o desenvolvimento de pesquisas científicas e aplicações na Syn-Bio em todo o mundo. (Veja a barra lateral, “A governança global da biologia sintética.”)

The syn-bio industry stack is currently constituted of two operational levels, according to our research: the back end (or the technology level) and the front end (or the product and process level). Underlying them are meta-level conventions, protocols, and laws that govern scientific research and applications development in syn-bio the world over. (See the sidebar, “The Global Governance of Synthetic Biology.”)

Dominando o back-end da pilha da indústria de biologia sintética

O back-end da pilha da indústria Syn-Bio está em um estado de evolução rápida. Em julho de 2022, por exemplo, o DeepMind, com sede em Londres, anunciou previsões baseadas em IA das estruturas de cerca de 200 milhões de proteínas. Em novembro de 2022, os pesquisadores da Meta revelaram as prováveis ​​estruturas de cerca de 600 milhões de proteínas de bactérias, vírus e muitos micróbios não classificados. Todos esses dados serão disponibilizados gratuitamente, para que os pesquisadores possam digitar o nome de qualquer proteína em um mecanismo de pesquisa e saber qual poderia ser sua estrutura. Isso economizará anos de trabalho de laboratório e reduzirá os custos de P&D em toda a indústria. A operar na vanguarda exigirá experiência especializada e as organizações poderão criar novos recursos apenas investindo muito tempo e capital. Eles devem começar analisando a natureza em mudança dos três blocos de construção da pilha de back-end: componentes, software e hardware. Esses tijolos biológicos - os equivalentes dos transistores na indústria de TI - consistem de vários componentes padrão que podem ser produzidos em grandes volumes. Entre eles estão os comprimentos do DNA, como oligos e genes; Enzimas de RNA utilizadas na biossíntese e modificação de proteínas; hospedeiros de expressão, como microrganismos modelo; e enzimas de restrição e ligação-como o popular CRISPR/CAS-9-que ajuda os cientistas a ler, escrever e editar DNA.

More paradigm-shifting changes of this kind are likely in the syn-bio industry, so it’s important for incumbents to stay abreast of the latest technologies. Operating at the cutting edge will demand specialized expertise, and organizations will be able to create new capabilities only by investing a great deal of time and capital. They must start by analyzing the changing nature of the three building blocks of the back-end stack: components, software, and hardware.

Components. These are the physical sections of biological materials that syn-bio firms create and supply to other firms to make manufacture and testing easier. These biological bricks—the equivalents of transistors in the IT industry—consist of several standard components that can be produced in large volumes. Among them are DNA lengths such as oligos and genes; RNA enzymes used in biosynthesis and protein modification; expression hosts such as model micro-organisms; and restriction and ligation enzymes—such as the popular CRISPR/Cas-9—which help scientists read, write, and edit DNA.

Os primeiros motores que fazem componentes syn-bio a granel, como a Twist Bioscience, estão tentando dominar o mercado de componentes. Sua estratégia é se tornar as maiores fontes de fornecimento das principais peças do Syn-Bio usando economias de escala para fornecer componentes a preços inferiores aos custos pelos quais os titulares poderão produzi-los internamente. Muitos componentes da Syn-Bio, como oligos e genes de DNA, já estão próximos de se tornar commodities, embora apenas alguns empreendimentos os estejam fabricando em escala. Por exemplo, a plataforma Onyx da Inscripts, com sede no Colorado, fornece ferramentas de edição de genes que permitem que os clientes acadêmicos e comerciais criem componentes Syn-Bio. Ao empurrar um botão, as empresas podem projetar bibliotecas celulares complexas e editadas com CRISPR em dois a quatro dias, gerando até 10.000 projetos de tensão microbiana por execução e fazendo milhares de edições para elas. Até agora, nenhuma empresa desenvolveu um software pronto para uso que possa atender aos requisitos de ponta a ponta de todos os clientes. Alguns empreendimentos desenvolveram software para atender às suas próprias necessidades, mas é improvável que essa tendência persista. o compartilhamento de peças padrão aumenta; E mais startups entram no mercado, as empresas da Syn-Bio confiarão cada vez mais em software terceirizado, como o software de triagem de DNA de biossegurança da ThreatSeq. E, devido aos efeitos da rede que as plataformas de software geram, soluções integradas que se conectam de maneira fácil e eficaz aos dispositivos de laboratório equipados com IoT provavelmente dominarão o setor. (Veja a barra lateral, “Software para a indústria de biologia sintética.”)

Other ventures have created syn-bio platforms that incumbents can use to develop, and even customize, components themselves. For instance, the Colorado-based Inscripta’s Onyx platform provides gene-editing tools that allow academic and commercial customers to create syn-bio components. At the push of a button, companies can design complex, CRISPR-edited cell libraries in two to four days’ time, generating up to 10,000 microbial strain designs per run and making thousands of edits to them.

Software. There’s a pressing need for different types of software solutions in the industry, from in-silico design and simulation to biosecurity tracking. So far, no company has developed off-the-shelf software that can satisfy every customer’s end-to-end requirements. Some ventures have developed software to meet their own needs, but that trend is unlikely to persist.

As the number of software tools needed increases; the sharing of standard parts rises; and more startups enter the market, syn-bio firms will increasingly rely on outsourced software such as ThreatSEQ’s biosecurity DNA screening software. And because of the network effects that software platforms generate, integrated solutions that connect easily and effectively with IoT-equipped laboratory devices will, probably, dominate the industry. (See the sidebar, “Software for the Synthetic Biology Industry.”)

Hardware. Companies will need many kinds of hardware depending on the syn-bio technique and process they use to automate processes in laboratories as well as bio-industrial facilities. They will include micro-fluidic growth kits and fluid-moving robotics, for instance. Much of this hardware can be controlled through digital interfaces and integrated into automatized workflows.

As empresas exigirão que o equipamento fabricasse produtos em escala. Eles podem usar o mesmo hardware para mais de um processo no futuro, mas isso hoje requer personalização e modernização, o que aumentará os custos. Enquanto isso, o aumento da biologia livre de células-que implica usar os processos de uma célula, em vez de toda a célula, para minimizar a complexidade e aumentar a precisão-catalisará a criação de ferramentas para a miniaturização celular, a integração e o rastreamento. No entanto, alguns líderes, como Thermo Fisher Scientific e Beckman Coulter em sistemas de laboratório robótico automatizados, provavelmente surgirão em nichos especializados. Essas empresas permitem a otimização, programação e teste de laboratório e tornam a experimentação mais fácil, mais barata e reproduzível. O software do Synthace, com sede em Londres, por exemplo, permite que os cientistas se comuniquem com seu hardware de laboratório, para que possam projetar, executar, analisar e repetir experimentos de maneira eficaz e eficiente. Da mesma forma, os Strateos, com sede em São Francisco, desenvolveram laboratórios em nuvem-laboratórios remotamente acessíveis com software de controle de laboratório-onde as empresas podem realizar experimentos nas instalações que nunca podem ver. Isso tornará a integração vertical entre diferentes jogadores de back-end e titulares, possível e inevitável. Todos os dados mostram que o capital necessário para estabelecer uma biomissão moderna é uma barreira de entrada e aumentos de velocidade, escala, escopo e precisão exigirão apenas mais investimentos. Um indicador revelador: em 2022, a Schmidt Futures estimou que as instalações de biotecnologia exigiriam um investimento de capital entre US $ 150 milhões e US $ 200 milhões, enquanto anterior, em 2014, o Berkeley Lab projetou que as despesas de manutenção da Berkeley seriam necessárias para o BioFounds que as grandes e as grandes empresas de manutenção seriam em torno de 15% do investimento de capital. Bio-fundies e desenvolva os recursos para operá-los 24x7. Os titulares que já empregam algum talento da Syn-Bio e vêem as aplicações da Syn-Bio interrompendo seus futuros, provavelmente investirão em biocomuntes. Outros encontrarão diferentes maneiras de se envolver com empresas que já investiram na criação de bio-fundies. Ao implantar o back-end da pilha, as empresas podem criar aplicativos Syn-Bio, que constituem o final voltado para o consumidor. Esses podem ser produtos Syn-Bio, como carnes baseadas em células; processos syn-bio, como aqueles que podem lixiviar minerais ou fabricar produtos químicos; e materiais totalmente novos, como couro à base de micélio.

The hardware market is likely to be extremely competitive, the extent of which will depend on the technology, the degree of precision customers need, and the capital costs of manufacturing hardware. However, a few leaders, such as Thermo Fisher Scientific and Beckman Coulter in automatized robotic laboratory systems, are likely to emerge in specialized niches. These firms enable lab optimization, scheduling, and testing, and make experimentation easier, less expensive, and reproducible.

Some back-end pioneers offer innovation-as-a-service to help incumbents create syn-bio applications and processes. The London-based Synthace’s software, for instance, allows scientists to communicate with its lab hardware, so they can design, run, analyze, and repeat experiments effectively and efficiently. Similarly, the San Francisco-based Strateos has developed cloud labs— remotely accessible labs with lab control software—where companies can conduct experiments in facilities they may never see.

Because they need to provide turnkey solutions, the innovation-as-a-service companies are being compelled to enter into alliances, licensing arrangements, and collaborations with each other and with incumbents. That will make vertical integration between different back-end players, and incumbents, possible and inevitable.

Having said that, bringing together cutting-edge hardware and software tools to build an integrated bio-foundry—a facility which designs, builds, and tests genetic constructs for syn-bio strains as well as discovery pathways for applications—will be quite expensive. All the data shows that the capital required to set up a modern bio-foundry is an entry barrier, and increases in speed, scale, scope, and precision will only demand more investment. One telling indicator: in 2022, Schmidt Futures estimated that biotechnology facilities would require a capital investment of between $150 million and $200 million while earlier, in 2014, Berkeley Lab projected that Berkeley Open BioFoundry’s maintenance expenses would be around 15% of the capital investment.

Only a few large corporations and startups therefore possess the ability to raise the resources needed to build integrated bio-foundries and develop the capabilities to operate them 24x7. Incumbents that already employ some syn-bio talent and see syn-bio applications disrupting their futures will, most likely, invest in bio-foundries. Others will find different ways of engaging with firms that have already invested in setting up bio-foundries.

Distinguishing Between the Front-End Players of the Synthetic-Biology Industry Stack

That shifts the spotlight to the front end of the syn-bio industry stack. By deploying the stack’s back end, companies can create syn-bio applications, which constitute the consumer-facing end. Those may be syn-bio products such as cell-based meats; syn-bio processes such as those that can leach minerals or manufacture chemicals; and all-new materials such as mycelium-based leather.

Curiosamente, uma empresa pode usar as mesmas matérias-primas e tecnologia para fabricar diferentes produtos da Syn-Bio, embora com algumas modificações; portanto, com o tempo, o front-end da pilha Syn-bio provavelmente se tornará mais fragmentado que o back-end. Nossos estudos mostram que dois tipos diferentes de empresas de aplicativos da Syn-Bio surgiram e provavelmente desempenharão um papel fundamental amanhã: desenvolvedores especializados verticalmente e plataformas estruturadas horizontalmente.

Vertically specialized syn-bio application developers focus on making syn-bio products or processes and bringing them to market. Eles incluem, por exemplo, empresas de alimentos Syn-Bio, como alimentos impossíveis e além da carne; Os fabricantes de couro, como o Meadow Modern e o Myco Works; fabricantes de corantes como Pili; e fabricantes de colágeno e elastina como Geltor.

A maioria dos fabricantes de produtos Syn-Bio é focada verticalmente e orientada ao produto, apesar de usar matérias-primas e tecnologias diferentes. Essas empresas construíram biodos-fundos relativamente pequenos cujo escopo é limitado e, com o tempo, provavelmente escalam. Essa abordagem foi pioneira na indústria de produtos farmacêuticos, com um dos exemplos mais proeminentes sendo a Biontech, uma startup que está usando o RNA mensageiro para desenvolver uma variedade de terapias. Por exemplo, a MOSA Meat é especializada em fabricar carne a partir de células de vaca, mas também se diversificou para fazer o couro biológico porque os processos baseados em células de mamíferos para carne e couro são bastante semelhantes. Da mesma forma, empresas como Amyris e Geltor começaram a produzir produtos químicos especializados, bem como outras matérias-primas industriais, devido às economias de escopo que eles perceberam estudando chassis microbianos e suas vias metabólicas. Em 2000, por exemplo, a DuPont trabalhou com uma startup da Syn-Bio, Genencor, para desenvolver um processo para criar 1,3-propanodiol (um composto orgânico usado principalmente como um bloco de construção na produção de polímeros industriais, como adesivos, laminados, revestimentos e molduras) de um grau de planta, em vez de petróleo, petrolimente. No entanto, levou seis anos para que a Dupont e a Tate & Lyle Bio Products pudessem iniciar a produção comercial do propanodiol bio-engenhado em uma instalação recém-construída de US $ 100 milhões. Os titulares devem estar preparados para gerenciar muitas surpresas ao escalar tecnologias Syn-Bio. refinando fundições; e treinamento de modelos de IA/ML em dados, teoria e pesquisa de diferentes indústrias. Ao investir capital humano e financeiro, as plataformas de bio-fundamento esperam ficar à frente, especialmente no ambiente sem células de amanhã. Eles acreditam que os titulares em muitos setores terão que usar seus serviços. Eles planejam mapear um grande número de processos metabólicos; Torne-se as maiores fontes de descoberta do Syn-Bio; e emergem como a camada de inovação que preenche as extremidades traseiras e frontais da pilha Syn-Bio. Seus modelos de negócios incluem entrar em acordos de compartilhamento de receita, cobrar taxas de P&D e até mesmo adotar participações nos empreendimentos que farão os produtos e processos que eles desenvolvem-tudo sem ter que fabricá-los ou comercializá-los. Como Jason Kelly, o CEO da Ginkgo Bioworks, disse à Bloomberg Businessweek Debrief em uma entrevista recente: "... você precisa construir um laboratório. . ”

Learning from pharmaceutical startups, several syn-bio startups are experimenting with using related processes to make different products. For instance, Mosa Meat specializes in manufacturing meat from cow cells, but it has also diversified into making bio-leather because the mammalian cell-based processes for meat and leather are quite similar. Likewise, companies such as Amyris and Geltor have started producing specialty chemicals as well as other industrial raw materials because of the economies of scope they’ve realized by studying microbial chasses and their metabolic pathways.

The trouble is that the development of syn-bio products is expensive and time-consuming. In 2000, for instance, DuPont worked with a syn-bio startup, Genencor, to develop a process to create 1,3-propanediol (an organic compound used mainly as a building block in the production of industrial polymers such as adhesives, laminates, coatings, and moldings) from a plant-derived starch instead of a petroleum-based derivative. However, it took six years before DuPont and Tate & Lyle Bio Products were able to kick off the commercial production of the bio-engineered propanediol at a newly built $100-million facility. Incumbents must be prepared to manage many surprises when scaling syn-bio technologies.

Horizontally structured application platforms use continuous process technology stacks to develop syn-bio applications but don’t market the applications themselves. Bio-foundry platforms such as Ginkgo Bioworks and Arzeda keep development costs attractive for partners in different industries by continuously finetuning research processes; refining foundries; and training AI/ML models on data, theory, and research from different industries. By investing human and financial capital up front, the bio-foundry platforms hope to stay ahead, especially in tomorrow’s cell-free environment.

The syn-bio platforms have ambitious visions; they believe that incumbents in many industries will have to use their services. They plan to map a large number of metabolic processes; become the biggest sources of syn-bio discovery; and emerge as the innovation layer that bridges the back and front ends of the syn-bio stack. Their business models include entering into revenue-sharing agreements, charging R&D fees, and even taking equity stakes in the ventures that will make the products and processes they develop—all without their having to manufacture or market them. As Jason Kelly, Ginkgo Bioworks’ CEO, told Bloomberg Businessweek Debrief in a recent interview, “. . . You’ve got to build a lab. [. . .] (That’s) an enormous upfront expense [. . .] So, what we’re saying is: Just use our platform. We’ve already built all that. We have those huge, fixed costs and you get a low marginal cost. And I will program that cell for you . . .”

Apesar do potencial que as plataformas de desenvolvimento de aplicativos Syn-Bio exibiram, a estratégia permanece relativamente não testada. Não é apenas difícil para as plataformas de bio-fundamento manter os custos competitivos, como os grandes clientes geralmente relutam em parceria com eles. Isso ocorre em parte porque a escalabilidade da saída não é um dado e porque as plataformas insistem em manter os direitos à propriedade intelectual que eles criam. Até que as plataformas Syn-Bio descubram como se tornar comercialmente viável, elas continuarão em um estado de fluxo.

Alguns estão procurando por novas abordagens. Por exemplo, o Zymergen, com sede na Califórnia, girou de sua estratégia original de criar uma plataforma geral de inovação da Syn-Bio para se tornar um criador de aplicações apenas para as indústrias de produtos químicos e plásticos (antes que a Ginkgo Bioworks o adquirisse). Muitas de suas receitas vieram de ajudar as empresas a engenharia os micróbios que já estavam usando para aumentar a produção, reduzir custos ou ambos. Da mesma forma, o DICHERSPOT, uma plataforma de inovação de materiais da Syn-Bio baseada em algas, também está mostrando sinais de estratégias de mudança. Ele está integrando suas operações verticalmente, fabricando poliuretano biológico e gerou empresas como o WNDR Alpine, que comercializa pranchas de snowboards feitas de plástico verde, para fabricar os novos produtos que desenvolveu.

Paradoxalmente, os titulares, que possuem muitos ativos tangíveis e intangíveis, além de capacidades técnicas e talentos bem afiadas, podem estar melhor posicionadas para ajudar as startups syn-bio a persistir com suas estratégias. Estes últimos enfrentam muitos desafios, além da descoberta e desenvolvimento, como requisitos de capital, experiência em fabricação, acesso ao mercado e especialmente conhecimento regulatório, que podem ser um grande obstáculo. Por exemplo, startups como alimentos impossíveis, carne de mosa e meati usam técnicas syn-bio para cultivar substitutos da carne, mas seus processos são baseados, respectivamente, micróbios, células e fungos. Os governos os regulam de maneira diferente, dependendo de seus métodos de processamento e matérias -primas, para que essas empresas precisem de diferentes aprovações regulatórias para passar por cada estágio de seus processos. É por isso que as parcerias impressionantes com titulares experientes ajudarão.

Ir sozinho na Syn-Bio também é um desafio para os titulares, mesmo aqueles que possuem experiência tecnológica, como fabricantes farmacêuticos. As barreiras do conhecimento são altas demais para os titulares orquestrarem o desenvolvimento de novas cepas genéticas, por isso é provável que elas prefiram parceria com outras empresas para desenvolver novos produtos e processos. Muitos se unirão ou adquirem startups que desenvolveram aplicativos que se encaixam em seus pipelines de produtos existentes. Isso permitirá que os titulares subam a curva de aprendizado do Syn-Bio e o lucro com as novas oportunidades que a Syn-Bio traz para suas indústrias-uma estratégia que os cursos farmacêuticos aprimoraram há duas décadas. Além disso, as tecnologias e empresas da Syn-Bio nas extremidades da frente e de trás estão mudando rapidamente, portanto, o envolvimento com uma pilha emergente exige uma mudança na abordagem dos titulares. Em outras palavras, eles devem aprender a criar ecossistemas Syn-Bio (ou participar ativamente dos emergentes), que são ideais para enfrentar novas oportunidades que se estendem entre os limites setoriais tradicionais, bem como os negócios de mudança rápida que exigem que a aquisição possa perseguir novos recursos. (Consulte o Anexo 2.)

Synthetic Biology Strategies for Success   

Few incumbents will be able to execute a successful syn-bio strategy unless they engage with the right players and use the right partnership approach. Moreover, syn-bio technologies and firms at both the front and back ends are changing rapidly, so engaging with an emergent stack demands a shift in the incumbents’ approach.

Instead of instinctively entering into transactional (buyer-seller) relationships, as they are prone to, established companies would do well to fashion a strategy of codevelopment and partnering with several companies. In other words, they must learn to create syn-bio ecosystems (or actively participate in emerging ones), which are ideal to tackle new opportunities that extend across traditional sectoral boundaries as well as fast-changing businesses that require the acquisition of novel capabilities.

Depending on the context, incumbents can pursue one, or more, of three strategies, asking themselves key questions that will help them make the most effective choices. (See Exhibit 2.)

Criar consórcios. Pergunte: Em quais áreas nossa empresa precisa complementar seus recursos internos para vencer no Syn-Bio? As pré-condições são que o titular deveria ter identificado os desafios e restrições críticas nos negócios que a Syn-Bio ajudará a enfrentar, bem como os objetivos iniciais que espera alcançar, implantando a tecnologia. É por isso que a parceria no contexto da indústria da Syn-Bio não implica em um acordo com apenas uma empresa focada na Syn-Bio; Na maioria dos casos, os titulares terão que criar consórcios se quiserem vencer. Um consórcio típico incluirá:

Every incumbent should consider forming, or entering, a consortium or ecosystem with other companies to enter the syn-bio industry, such as those that possess required capabilities and skills or have access to specialized assets. The preconditions are that the incumbent should have identified the critical challenges and constraints in the business that syn-bio will help tackle as well as the initial objectives it hopes to achieve by deploying the technology.

Creating syn-bio applications will require incumbents to bring together different but complementary capabilities from both the front and the back ends of the industry stack. That’s why partnering in the syn-bio industry context doesn’t imply striking an agreement with just one syn-bio-focused enterprise; in most cases, incumbents will have to create consortiums if they are to win. A typical consortium will include:

• Pesquisa, design, desenvolvimento e parceiros de propriedade intelectual, como startups que possuem equipes capazes de P&D, mas não têm escala e acesso aos mercados. 
• Parceiros de fornecimento, como fabricantes familiarizados com a criação de cadeias de suprimentos para novas matérias -primas. 
• Parceiros de fabricação, como fabricantes de contratos Syn-Bio familiarizados com a fermentação e a engenharia de precisão.
• Marketing and selling partners, usually established brand-marketers that know how to access the market, engage with regulators, and to grow the demand for syn-bio applications.

A maioria dos players de front-end da indústria Syn-Bio possui um back-end integrado que lhes permite desenvolver aplicativos Syn-Bio. Isso facilitará que os titulares não desenvolveram recursos da Syn-Bio internamente para fazer parceria com jogadores de front-end, em vez de tentar trabalhar ao mesmo tempo com vários softwares, hardware e fabricantes de componentes da parte traseira da pilha. entre fabricantes industriais tradicionais e startups digitais. Essas dissimilaridades testarão qualquer consórcio; Sua velocidade de relógio, especialmente em termos de design e teste, terá que se adaptar à escala do menor jogador e à velocidade do parceiro mais lento. É provável que seja um desafio persistente para todos os jogadores em um ecossistema Syn-Bio.

Doing so may enable incumbents to quickly bring to market syn-bio applications, but the sizes, scales, and cultures of the two kinds of organizations are likely to differ—akin to the differences between traditional industrial manufacturers and digital startups. These dissimilarities will test any consortium; its clock speed, especially in terms of design and testing, will have to adapt to the smallest player’s scale and the slowest partner’s speed. That’s likely to be a persistent challenge for all the players in a syn-bio ecosystem.

Form Focused Joint Ventures. Pergunte: entrará em uma joint venture especializada criar uma oportunidade para obter vantagem competitiva sustentada? Ser um parceiro igual em uma joint venture permitirá que o titular exerça maior controle sobre sua direção estratégica à medida que a tecnologia amadurece. Isso é crítico, especialmente se a tecnologia Syn-Bio incorporar o potencial de se tornar um dos principais fatores de inovação do titular no futuro. Isso ajudará a custear os custos iniciais do desenvolvimento de aplicativos Syn-Bio e fornecerá ao empreendimento receita até que seus produtos sejam capturados no mercado. Tendo em mente a aplicação que desejam desenvolver e a matéria-prima e processos subjacentes, os parceiros podem unir forças para repensar e fortalecer a pilha Syn-Bio. Isso melhorará sua capacidade de competir desde o início. No entanto, nutrir uma joint venture não é fácil e requer tempo, capital e capacidades. Antes de entrar em um, os titulares faria bem em se perguntar: a formação de uma joint venture da Syn-Bio representa uma oportunidade de criar e sustentar vantagem competitiva a longo prazo? Somente se a resposta estiver afirmativa, eles avançarem. Eles devem descobrir se a tecnologia Syn-Bio servirá como uma alternativa a um produto ou processo existente ou trará alterações sistêmicas transformando toda a cadeia de valor no setor. Se isso acontecer, a tecnologia Syn-Bio poderia muito bem se tornar a capacidade principal do titular no futuro. A formação dessa joint venture focada sinais de que a Unilever e a Geno estão convencidos do enorme potencial de comercializar uma gama de aplicações Syn-Bio nos setores de produtos para alimentos e cuidados pessoais.

A second strategy option is for any incumbent to form a focused joint venture with a syn-bio firm in addition to any other consortiums the incumbent may have created. Being an equal partner in a joint venture will allow the incumbent to exercise greater control over its strategic direction as the technology matures. That’s critical, especially if the syn-bio technology embodies the potential to become one of the incumbent’s main drivers of innovation in the future.

In addition to providing the incumbent the freedom to design a range of syn-bio applications that fit its business portfolio, a joint venture will facilitate the process of licensing the intellectual property the two companies develop to noncompeting companies in other industries. Doing so will help defray the initial costs of developing syn-bio applications and provide the venture with revenues until its products catch on in the marketplace.

Consortiums are usually limited in terms of scope and draw on existing syn-bio industry stacks, but a joint venture offers a different opportunity. Keeping in mind the application they wish to develop, and the underlying feedstock and processes, the partners can join forces to rethink and strengthen the syn-bio stack. That will improve their ability to compete from the start. Nurturing a joint venture isn’t easy, though, and requires time, capital, and capabilities. Before entering into one, incumbents would do well to ask themselves: Does forming a syn-bio joint venture represent an opportunity to create and sustain long-term competitive advantage? Only if the answer is in the affirmative should they go ahead.

Companies must gauge the impact that a prospective joint venture’s syn-bio applications are likely to make, in both monetary and sustainability terms. They must figure out if the syn-bio technology will serve as an alternative to an existing product or process or will bring about systemic change by transforming the entire value chain in the industry. If it does, the syn-bio technology could well become the incumbent’s core capability in the future.

In June 2022, for instance, Unilever announced the formation of a $120-million joint venture with syn-bio pioneer Geno to commercialize and scale plant-based alternatives to palm oil as well as the fossil fuel-based ingredients in its cleaning and personal care products. The formation of this focused joint venture signals that both Unilever and Geno are convinced of the enormous potential to market a range of syn-bio applications in the food and personal care products sectors.

Acquire and Integrate. Pergunte: Podemos atingir a escala operacional necessária para justificar a construção de uma pilha do setor? Empresas de setores como produtos farmacêuticos, produtos químicos especializados, nutrição e cuidados pessoais estão bem posicionados para implantar essa estratégia. A escala e a vantagem competitiva devem pressionar os titulares para integrar suas aquisições da Syn-Bio. Também acelerará o aprendizado interno e o desenvolvimento de capacidade, permitindo que a organização se torne mais centrada no conhecimento. Forçados a se envolver com startups, muitos titulares respondem, tornando -se mais ágeis e descobrindo sinergias inexploradas entre equipes e líderes de inovação.

Finally, incumbents should consider using integration as a strategy, building their own syn-bio tech stack, especially in the long run. Companies in sectors such as pharmaceuticals, specialty chemicals, nutrition, and personal care products are well positioned to deploy this strategy. Scale and competitive advantage should push incumbents to integrate their syn-bio acquisitions.

Acquiring science-based startups is an effective way to augment an incumbent’s internal capabilities and exercise more control. It will also speed up internal learning and capability development, enabling the organization to become more knowledge centric. Forced to engage with startups, many incumbents respond by becoming more agile and uncovering untapped synergies among innovation teams and leaders.

No entanto, o desenvolvimento da plataforma Syn-Bio é um processo de vários anos intensivos em investimentos que exige compromissos de longo prazo. Exige que os titulares vão além de suas estratégias focadas atuais e se envolvam com um número maior de instituições acadêmicas e de pesquisa, aceleradores e incubadores para permanecer na vanguarda. O requisito de capital para construir uma pilha Syn-bio pode exceder US $ 100 milhões, portanto a capacidade de escalar deve ser uma consideração essencial. De fato, a pilha deve ser capaz de operar em todas as linhas de negócios do titular e desbloquear mais de um fluxo de receita. Naquele ano, a Sanofi anunciou seis aquisições - Origimm Biotechnology, Kadmon Holdings, traduzir Bio, Tidal Therapeutics, Kymab e Amunix - fazendo um investimento de mais de US $ 8 bilhões. Outros jogadores fizeram movimentos semelhantes. Por exemplo, em 2022, a Solvay, a empresa de materiais, soluções e produtos químicos com sede na Bélgica, estabeleceu uma plataforma de inovação e produção de materiais baseada em Syn-Bio. A plataforma poderia desempenhar um papel complementar no funcionamento de três outras plataformas de inovação que a Solvay criou para hidrogênio verde, materiais de bateria e termoplásticos. Dois dias depois, na segunda-feira, 13 de janeiro, a startup da American Syn-Bio, Moderna, havia projetado uma vacina de coronavírus MRNA-1273 que estava pronta para testar-um processo que levaria meses, se não anos, se a empresa não se baseasse em processos Syn-Bio, acionados pela IA. Então, a Moderna criou um consórcio - consistindo em cursos farmacêuticos como a Lonza da Suíça, a França RECLUSHARM, a Baxter International dos EUA e a Takeda do Japão para fabricar esta vacina; IBM para supervisionar sua distribuição global; e a resiliência nacional do Canadá - produzir componentes genéticos para fazer e fornecer essa vacina globalmente. O milagre de fim de semana de desenvolver uma vacina, bem como se amarrar rapidamente com inúmeros parceiros para entregá-la aos consumidores simboliza a velocidade e a estrutura pela qual a Syn-Bio pode e transformará os cuidados de saúde e outros setores no futuro. Dependendo do setor em que eles operam, dos recursos que possuem e do potencial de vantagem competitiva, os titulares podem criar ou inserir consórcios Syn-Bio, joint ventures focados em artesanato ou integrar empresas Syn-Bio. De fato, a pergunta fundamental que todo titular deve fazer nisso, a era syn-bio, é simples: qual é a nossa estratégia syn-bio?

The French pharmaceuticals giant, Sanofi, for instance, has been pursuing an integration strategy since 2021, when several majors in the industry boosted their R&D pipelines by acquiring cell and gene therapy startups. That year, Sanofi announced six acquisitions—Origimm Biotechnology, Kadmon Holdings, Translate Bio, Tidal Therapeutics, Kymab, and Amunix—making an investment of over $8 billion. Other players have made similar moves. For example, in 2022, Solvay, the Belgium-headquartered materials, solutions, and chemicals company, set up a syn-bio-based materials innovation and production platform. The platform could play a complementary role in the working of three other innovation platforms that Solvay has set up for green hydrogen, battery materials, and thermoplastics.

On Saturday, January 11, 2020, Chinese scientists shared the genetic sequence of the virus that causes COVID-19. Two days later, by Monday, January 13, the American syn-bio startup, Moderna, had designed a mRNA-1273 coronavirus vaccine that was ready for testing—a process that would have taken months, if not years, if the firm hadn’t relied on AI-driven syn-bio processes. Then, Moderna created a consortium—consisting of pharmaceutical majors such as Switzerland’s Lonza, France’s Recipharm, the US’ Baxter International, and Japan’s Takeda to manufacture this vaccine; IBM to oversee its global distribution; and Canada’s National Resilience—to produce genetic components to make and supply this vaccine globally. The weekend miracle of developing a vaccine as well as rapidly tying up with myriad partners to deliver it to consumers epitomizes the speed and the structure by which syn-bio can, and will, transform health care and other industries in the future.

Companies in almost every industry have no choice but to monitor the syn-bio sector, especially the dynamics along the syn-bio stack. Depending on the sector in which they operate, the capabilities they possess, and the potential for competitive advantage, incumbents can create or enter syn-bio consortiums, craft focused joint ventures, or integrate syn-bio firms. Indeed, the fundamental question that every incumbent must ask in this, the Syn-Bio Age, is simple: What’s our syn-bio strategy?