التكنولوجيا الحيوية
تويست بيوساينس (TWST): الحمض النووي عند الطلب باستخدام رقائق السيليكون
تلتزم Securities.io بمعايير تحريرية صارمة، وقد تتلقى تعويضات عن الروابط المُراجعة. لسنا مستشارين استثماريين مُسجلين، وهذه ليست نصيحة استثمارية. يُرجى الاطلاع على كشف التابعة لها.
كيف تُعزز تقنية شرائح السيليكون التكنولوجيا الحيوية؟
للوهلة الأولى، يبدو عالمي تكنولوجيا السيليكون والتكنولوجيا الحيوية بعيدين إلى حد ما.
من ناحية أخرى، تتعامل التقنيات المتعلقة بتكنولوجيا المعلومات مع أنظمة من صنع الإنسان بالكامل. ومن منظور استثماري، غالبًا ما تُركز هذه التقنيات على البرمجيات (أنظمة التشغيل، والبرمجيات كخدمة، ووسائل التواصل الاجتماعي، وأنظمة متاجر التطبيقات) أكثر من تركيزها على الأجهزة (مع أن الصعود الأخير للذكاء الاصطناعي وشركة إنفيديا كأغلى شركة في العالم قد غيّر هذا الوضع إلى حد ما).
في الوقت نفسه، تتمحور التكنولوجيا الحيوية حول فهم نظام طبيعي بالغ التعقيد قائم بالفعل. لذا، يتطلب كشف غموض علم الأحياء الكثير من التجارب العلمية الفيزيائية، بدءًا من الخلايا المخبرية وزراعتها، وصولًا إلى التجارب السريرية التي يشارك فيها آلاف الأشخاص.
ومن منظور الاستثمار، غالباً ما ترتبط التكنولوجيا الحيوية بصناعة الأدوية، حيث يأتي الجزء الأكبر من إيرادات قطاع التكنولوجيا الحيوية من الأدوية المنقذة للحياة، مثل أدوية السرطان، والأنسولين، وأدوية ضغط الدم.
مع ذلك، ثمة تداخل خفي بين قطاعي "التكنولوجيا": فالتقدم في أجهزة تكنولوجيا السيليكون أساسي للطفرة الأخيرة في قدرات التكنولوجيا الحيوية. على سبيل المثال، البورشيد (ILMN ) وتستخدم آلات تسلسل الجينوم أشعة الليزر المتقدمة ورقائق السيليكون لقراءة الجينوم بأكمله بتكلفة أقل من 200 دولار للجينوم الواحد.
كلما تم تصنيع المزيد من رقائق السيليكون، أصبحت تقنية التسلسل الجيني للجيل التالي (NGS) أكثر كفاءة.
في السنوات العشر الماضية فقط، انخفضت تكلفة الجينوم الواحد إلى الحد الذي أصبح فيه اختبارًا غير مكلف نسبيًا بين مجموعة الاختبارات المتاحة للمهنيين الطبيين.
المصدر البورشيد
وتستخدم شركة أخرى الآن تكنولوجيا شرائح السيليكون لتغيير ما يمكن تحقيقه باستخدام التكنولوجيا الحيوية بشكل كامل، مما يجعل الحمض النووي سهلاً "للكتابة" مثل الكود البرمجي للكمبيوتر: شركة Twist Bioscience.
(TWST )
كتابة الحمض النووي عند الطلب
الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبوزي RNA والبروتينات
تتم السيطرة على الخلايا الحية من خلال مجموعة معقدة من التعليمات المشفرة في جينوم الكائن الحي، في شكل تسلسلات الحمض النووي.
تُقرأ هذه الجينات وتُحوّل إلى mRNA، الذي يُستخدم بعد ذلك لإنتاج البروتينات (بما في ذلك الإنزيمات). لو كانت الخلايا مصانع، لكانت الجينات هي المخطط، ولكانت mRNA هي تعليمات الإدارة، ولكانت البروتينات هي الآلات والأدوات التي تُجهّز المصنع.
لفترة طويلة، لم يتمكن علماء الأحياء إلا من نسخ التسلسلات الجينية الموجودة باستخدام تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). ثم تعلموا تدريجيًا كيفية تعديل تسلسلات الحمض النووي، بأسلوب مُتحكم فيه بشكل متزايد، لدرجة أنهم تمكنوا من تصنيع أي تسلسل جيني تقريبًا عند الطلب.
لقد شهد سوق تصنيع الحمض النووي نموًا سريعًا، من المتوقع أن يصل حجم سوق العقارات في دبي إلى 4.5 مليار دولار في عام 2024، ومن المتوقع أن يستمر في النمو بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 17.5% بين عامي 2025 و2032.
المصدر ثروة رؤى الأعمال
في حين كان علم الأحياء والباحثون الطبيون يهيمنون في البداية على تخليق الحمض النووي، إلا أنه يستخدم الآن في الغالب لأغراض التشخيص والعلاج، وهو الاتجاه الذي من المتوقع أن يستمر في المستقبل.
المصدر ثروة رؤى الأعمال
مع ذلك، كانت هذه العملية شاقة، إذ تطلبت تصميمًا مكثفًا من علماء حاصلين على درجة الدكتوراه، وعملًا يدويًا، ومواد كيميائية باهظة الثمن. لذا، بينما ازدادت القدرة على توليد التسلسلات الجينية بالتزامن مع زيادة القدرة على قراءة الجينوم، ظلّ تحقيق حجم أكبر من كتابة الحمض النووي أمرًا بعيد المنال.
المصدر MDPI
من تركيب العمود إلى رقائق السيليكون (9,600 جين/تشغيل)
بفضل رقائق السيليكون المصغرة، أصبح من الممكن تدريجيا التعامل مع الحمض النووي بكميات صغيرة للغاية وتصنيعه بنفس الطريقة.
وهذا يعني أن تركيب الحمض النووي أصبح الآن ممكنا على نطاق النانو، مع مستوى غير مسبوق من التحكم، حيث تستطيع شريحة سيليكون واحدة إنتاج ما يقرب من 10,000 آلاف جين في وقت واحد، بدلا من إنتاج جين واحد في كل مرة باستخدام الطرق الكلاسيكية.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
هذه الطريقة ليست أكثر إنتاجية فحسب، بل يمكن ويجب أن تتم أتمتتها بالكامل، مما يؤدي إلى تسريع الإنتاج وتقليل تكاليف العمالة المرتبطة به.
نظرة عامة على Twist Bioscience
تأسست شركة Twist في عام 2013، وكانت رائدة في نشر تركيب الحمض النووي في الرقائق، جزء من مجال علم الأحياء الاصطناعي المتنامي.
بعد مرور 12 عامًا، تحقق الشركة إيرادات تبلغ حوالي 100 مليون دولار أمريكي ربع سنويًا (96.1 مليون دولار أمريكي في الربع الثالث من عام 3، بزيادة قدرها 2025% على أساس سنوي)، مع هدفها نحو الوصول إلى علامة المليار دولار أمريكي من الإيرادات السنوية.
"في الربع الثالث من السنة المالية 2025، حققنا ربعًا آخر من الإيرادات القياسية.
لقد أضفنا مئات من العملاء الجدد وأطلقنا أول سلسلة من التوسعات المخطط لها في محفظة SynBio، مما مهد الطريق لنمو قوي ومستدام في المستقبل.
إميلي م. ليبروست - الرئيس التنفيذي & المؤسس المشارك لشركة Twist Bioscience.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
توظف شركة تويست أكثر من 1.100 موظف. يقع مقرها الرئيسي في سان فرانسيسكو، ولها مكاتب أخرى في الولايات المتحدة الأمريكية، وإسرائيل، والصين، وسنغافورة، وكوريا. تتم معظم عمليات التصنيع إما في سان فرانسيسكو أو في... "مصنع المستقبل" التابع للشركة والذي تبلغ تكلفته 100 مليون دولار في ويلسونفيل بولاية أوريغون، مما يوفر مساحة تبلغ 210,000،XNUMX قدم مربع.
نحتاج إلى التخطيط لمساحة تتراوح بين 18 و24 شهرًا في المستقبل. وبينما نركز على بناء موقعنا الأولي في بورتلاند بنجاح لتسليم المنتجات الأولية في عام 2022، فإننا نؤمن بضرورة التخطيط للنمو طويل الأمد الذي نتوقعه.
إميلي م. ليبروست (في عام 2021)- الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك تطور العلوم البيولوجية
وتستمد الشركة معظم إيراداتها من أسواق أمريكا الشمالية، لكن مبيعاتها في أوروبا تنمو بسرعة أيضًا.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
أقسام تويست للعلوم البيولوجية
تعتمد جميع أقسام الشركة على تقنية أساسية مشتركة واحدة، وهي منصة DNA-on-silicon، ولكن مع وجود اختلافات كبيرة في المنتجات النهائية والأسواق التي تستهدفها.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
NGS
ويشكل نشاط التسلسل الجيني للجيل التالي أكبر أنشطة الشركة، حيث يمثل أكثر من نصف إجمالي الإيرادات.
ويسمح بتحليل تسلسلات الحمض النووي المعقدة، بما في ذلك مهام مثل خزعة السائل، والكشف عن المادة الوراثية للخلايا السرطانية من عينة دم بسيطة.
في الربع الثالث من عام 3، نما قطاع الجيل التالي من الخدمات بنسبة 2025% على أساس سنوي، مما يجعله بلا منازع أكبر محرك لنمو إيرادات الشركة. ونتيجة لذلك، من المتوقع أن يكتسب هذا القطاع أهمية أكبر في المستقبل القريب.
"الشركة الجديدة ""معيار مرجعي لجميع أنواع السرطان من نوع تويست cfDNA الإصدار 2"قادر على اكتشاف 458 نوعًا فريدًا من أنواع السرطان الطبيعية (cالحمض النووي للورم المتذبذب، أو ctDNA)، والتي تغطي 84 جينًا مختلفًا متورطًا في السرطان.
المصدر ميدلاين بلس
تتضمن منتجات NGS الأخرى التي تنتجها شركة Twist أدوات تتجاوز مجرد قراءة التسلسل الجيني، على سبيل المثال:
- إكسوم 2.0- للكشف عن الأمراض النادرة والوراثية.
- لوحة تحديد النمط الجيني تويست - بشري 600 ألفلتحديد العامل الجيني للأمراض المرتبطة بجينات متعددة.
- لوحة MRD Rapid 500، الكشف عن عدد صغير من الخلايا السرطانية الخبيثة التي تبقى في الجسم بعد العلاج الناجح للسرطان، وهو عامل خطر رئيسي للتكرار.
- لوحة ميثيلوم البشرية تويست، لتطبيقات نقائل السرطان، والتطور البشري، وعلم الجينوم الوظيفي.
"يمنحنا تسلسل الحمض النووي الخالي من الخلايا فرصة لمعرفة المزيد عن حالة السرطان - ما نوع السرطان الموجود، وهل من المرجح أن يستجيب للعلاج الأولي، وهل هناك أي طفرات ناشئة قد تؤثر على هذه الاستجابة؟"
مارك موراكامي - MD & أستاذ مساعد في الطب بكلية الطب بجامعة هارفارد
سينبيو
يتجاوز "سينبيو" القراءة الجينية (NGS)، ليشمل أدوات أكثر تخصصًا لأبحاث التكنولوجيا الحيوية أو الاحتياجات الطبية المحددة. على سبيل المثال:
- مكتبات TCRتستخدم الخلايا التائية المعدلة وراثيا، المستخدمة في العلاج بالخلايا التبني (ACT)، مستقبلات الخلايا التائية المعدلة وراثيا لاستهداف المستضدات الخاصة بالورم.
- المكتبات المنتشرة ذات التنوع المنخفض (SOLD)، لتحليل قاعدة بيانات التغيرات في البروتينات.
- أوليجوبولز, شظايا الجيناتو & ناقلات، مما يضمن إنتاج تسلسلات جينية عالية الجودة ويزيل الحاجة إلى قيام الباحثين بتوليدها بأنفسهم، وغالبًا ما يكون ذلك بتكلفة أعلى ومستوى جودة أقل.
- تصميم وإنتاج المستضدات والأجسام المضادة المخصصةمن 1,000 مستضد جاهز للاستخدام إلى الإنتاج المخصص لمستضدات أخرى باستخدام ناقلات التحصين الملكية لإنتاجها في الفئران.
حلول بيوفارما
هذا القطاع هو الأصغر من حيث الإيرادات، ويتألف أساسًا من أدوات طُوّرت داخليًا لتلبية احتياجات البحث والتطوير في تويست، والتي أُعيد توظيفها لاحقًا في الخدمات. ويشمل ذلك، على سبيل المثال:
- إضفاء الطابع الإنساني على الأجسام المضادة حاسوبيًا& الفئران المعدلة وراثيًا (HuTg)، باستخدام الذكاء الاصطناعي للتعلم الآلي لتحويل الأجسام المضادة التي تم تطويرها في الفئران إلى أجسام مضادة وظيفية بشرية.
- منصة الفأرة DiversimAb™، مصممة لتوفير أقصى قدر من تنوع الأجسام المضادة.
يعكس هذا القطاع إمكانات التركيز الطويل الأمد للشركة على البحث والتطوير، مع العديد من الأنشطة الأخرى الناتجة عن برامج البحث التي بدأت منذ سنوات عديدة.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
تطبيقات أخرى
أجري بيو
ليست كل تطبيقات علم الأحياء التركيبي وإنتاج تسلسل الحمض النووي على الرقائق ذات صلة بالطب الحيوي. وهناك مجال رئيسي آخر يشهد توسعًا سريعًا، ألا وهو الزراعة وإنتاج الغذاء.
يمكن استخدام هذه الأساليب لتحسين قدرة النباتات، وكذلك الثروة الحيوانية، مثل قدرة النباتات والحيوانات على البقاء أو حتى الازدهار على الرغم من درجات الحرارة الشديدة، أو الجفاف، أو الملوحة، أو ضغط الآفات.
وتستطيع أدوات البيولوجيا التركيبية أيضًا تحديد جينات جديدة ثم استخدامها في هندسة الميكروبات القادرة على تثبيت النيتروجين بكفاءة أكبر، وحجز المزيد من الكربون، والنمو في ظروف معاكسة.
وأخيرا، يمكن استخدام أدوات الجيل التالي من التسلسل للكشف السريع عن مسببات الأمراض النباتية والحيوانية ومراقبتها.
مخزن البيانات
ومن التطبيقات الأكثر حداثة لأدوات Twist Bioscience تخزين البيانات، حيث من المحتمل أن يحل الحمض النووي محل الذاكرة القائمة على السيليكون في بعض التطبيقات، مما يوضح بشكل أكبر الترابط بين تقنية السيليكون والتكنولوجيا الحيوية.
في الواقع، يعتبر الحمض النووي وسيلة كثيفة للغاية لنقل المعلومات، حيث تبلغ كثافة المعلومات في الحمض النووي 1.47 تيرا بت/مم2 أو 950 تيرا بت/بوصة2، أو أكثر من 800 مرة كثافة محركات الأقراص الصلبة في أجهزة الكمبيوتر.
إن انخفاض التكاليف وتحسين دقة تركيب الحمض النووي الاصطناعي، والذي تدعمه إلى حد كبير شركة Twist Bioscience، يجعل تخزين بيانات الحمض النووي عالية الجودة ممكنًا الآن.
يتميز تخزين بيانات الحمض النووي بثباته لفترات طويلة جدًا، دون الحاجة إلى مواد باهظة الثمن أو مُلوِّثة. كما لا يتطلب التخزين طاقة.
تتدهور الوسائط التقليدية بمرور الوقت، حتى في البيئات الخاضعة لرقابة مشددة. أما تخزين الحمض النووي الاصطناعي، فيتمتع بثبات في بيئة مكتبية عادية، مع نسبة موثوقية 99.99999999999%.
تحالف تخزين بيانات الحمض النووي تم تأسيسها حديثاً وتضم شركة تصنيع الحمض النووي إلتواء العلوم البيولوجيةشركة التسلسل الجينومي البورشيدشركة تخزين البيانات ديجيتا الغربيةl، مايكروسوفت، لينوفو، و العديد من الآخرين.
تم فصل هذه التقنية إلى شركة منفصلة في مايو 2025تحت الاسم أطلس لتخزين البيانات, والتي بالتالي جمع 155 مليون دولار في تمويل البذور.
ستقوم شركة Atlas بترخيص تقنية تخزين بيانات الحمض النووي الحالية الخاصة بـ Twist ومتابعة تسويقها من خلال برامج الوصول المبكر.
نادرًا ما تتاح فرصة ابتكار وسيلة تخزين جديدة كليًا. في شركة أطلس لتخزين البيانات، نُعد روادًا في استخدام الحمض النووي (DNA) للتخزين عالي السعة.
يُمكّن الحمض النووي (DNA) من تخزين بيانات دائم وآمن وعالي الكثافة وقابل للتوسع، كما أن إمكانياته هائلة لتغيير مفهوم التخزين. وتمتلك أطلس الفريق والتكنولوجيا المناسبين لتحقيق هذا الوعد.
فارون ميهتا، الرئيس التنفيذي لشركة أطلس لتخزين البيانات.
مع أن قراءة الحمض النووي أكثر استقرارًا وكفاءةً في استهلاك الطاقة، إلا أنها لا تزال أكثر تعقيدًا بكثير من قراءة القرص الصلب. لذا، يُرجَّح أن يكون تخزين بيانات الحمض النووي الأنسب للبيانات الأرشيفية وغيرها من البيانات التي لن تُستخدم كثيرًا في المستقبل المنظور.
المصدر أطلس لتخزين البيانات
قناة مبيعات مبتكرة
إذا كان الابتكار التكنولوجي هو جوهر شركة Twist Bioscience، فإن الشركة مبتكرة للغاية أيضًا عندما يتعلق الأمر بقنوات المبيعات الخاصة بها.
تقليديا، يعد طلب تسلسلات الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي المخصصة عملية بطيئة ومعقدة إلى حد ما، وتتطلب الوقت والمتخصصين ذوي الخبرة، ومن الصعب للغاية تقدير تكاليفها النهائية.
بدلاً من ذلك، تقدم Twist خدمة عبر الإنترنت مع تقدير فوري لما إذا كان من الممكن إنتاج التسلسل، وعروض الأسعار الآلية، وتتبع الطلبات الآلية.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
المصدر تطور العلوم البيولوجية
وبما أن العلماء والعاملين في المجال الطبي نادراً ما يستمتعون بالخطوات البيروقراطية التي تعيق أبحاثهم، أو أي تفاعل حقيقي مع البائعين، فإن هذا يتحول إلى ميزة تنافسية قوية للشركة.
يحتوي Twist على بعض الأدوات الداخلية الجيدة جدًا التي يستخدمها فريق التصميم لمساعدتنا في تحسين كفاءة تطوير اللوحة المبكرة.
لهذا السبب نواصل استخدام Twist، لأننا نُقدّر حقًا التغطية المستمرة للجانب الكيميائي، وكان العمل مع فريق التصميم ممتعًا للغاية. وهذا يُمثل أهمية كبيرة بالنسبة لي.
مارك موراكامي - MD & أستاذ مساعد في الطب بكلية الطب بجامعة هارفارد
وتوفر الشركة أيضًا أدوات عبر الإنترنت لتحسين التسلسل الجيني المنظم، مع ميزات مريحة نادرًا ما تتوفر في الأدوات التي تم تطويرها أكاديميًا.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
وتساعد سهولة الاستخدام أيضًا في جذب عملاء جدد، حيث ترى الشركة أن إنفاق العملاء ينمو بمرور الوقت، "من جين بقيمة 100 دولار إلى مشروع اكتشاف بقيمة 250.000 ألف دولار".
بالنسبة لحجم الطلب الأكبر، من الممكن أيضًا التكامل مع واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بالشركة لتكامل المشتريات، والقائمة البيضاء الآمنة لعناوين IP، وتوقعات الميزانية.
التكنولوجيا الحيوية الخضراء
بفضل الحجم الأصغر بكثير للمركب الكيميائي المستخدم في رقائق السيليكون، مقارنة بالطرق التقليدية، فإن تركيب الحمض النووي لشركة Twist هو أيضًا أكثر خضرة بكثير.
على سبيل المثال، تصدر ألواح الجيل التالي من السيليكون التي تنتجها الشركة كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون بنحو 3,000 مرة مقارنة بالطرق القديمة.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
وينطبق الشيء نفسه على قدرة كتابة الحمض النووي SynBio، والتي تعتبر ملوثة بشكل مدهش بالنسبة للنهج التقليدي، والتي تعادل 59 ميلاً بالسيارة لإنتاج جين واحد، مقارنة بـ 0.092 ميل مع Twist Bioscience.
المصدر تطور العلوم البيولوجية
ومع انتقال الصناعة من الطلب منخفض الحجم والمركّز على البحث والتطوير إلى استهلاك أكبر بكثير لأغراض التشخيص والعلاج والمراقبة البيئية، فإن انبعاثات الكربون والتلوث المرتبطة بذلك سوف تصبح مصدر قلق متزايد.
وقد يؤثر هذا على اختيار شريك التصنيع عند النظر في خيارات تركيب الحمض النووي، وخاصة فيما يتعلق بالتأثير على ملف ESG الخاص بالشركة.
مرر للتمرير →
| متري | تركيب إرثي من 96 بئرًا | تركيب رقاقة السيليكون الملتوية | ملاحظات / المصدر |
|---|---|---|---|
| الجينات لكل جولة | ~1 | ~ 9,600 | نظرة عامة على تكنولوجيا الشركة. :contentReference[oaicite:23]{index=23} |
| أوليجوس لكل رقاقة | ~ 96 | > 1,000,000 | مدونة الشركة/صفحات التكنولوجيا. :contentReference[oaicite:24]{index=24} |
| استخدام الكواشف لكل جين | خط الأساس | ≈-99.8% | تقرير ESG / ملاحظات الاستدامة. :contentReference[oaicite:25]{index=25} |
| لوحة NGS CO₂ مقابل التقليد | أكثر | حتى 3,000 × أقل | شرائح المستثمرين (الملف البيئي). :contentReference[oaicite:26]{index=26} |
خاتمة
إن طباعة آلاف من تسلسلات الحمض النووي حسب الطلب بتكلفة منخفضة تُحدث ثورة في ما تستطيع التكنولوجيا الحيوية فعله.
على سبيل المثال، قد يحتاج الكشف عن السرطان قريبًا إلى عينة دم فقط، بدلاً من طرق الفحص المكلفة وغير السارة وغير الموثوقة في كثير من الأحيان مثل أجهزة المسح الضوئي والخزعات.
وبنفس الطريقة، فإن إمكانية كتابة جينومات كاملة من التسلسل الجيني تغير بشكل جذري إمكانات الهندسة الوراثية للنباتات والحيوانات، أو ربما البشر يومًا ما، خاصة عندما يتم دمجها مع أساليب الهندسة الوراثية مثل CRISPR لإدراج التسلسلات الاصطناعية في الكائنات الحية.
وقد يصبح أيضًا وسيلة لتخزين البيانات للأجيال القادمة.
وهذا يجعل شركة Twist Bioscience موردًا رئيسيًا محتملًا لمعظم شركات الأدوية في العالم، والتي ستعتمد على شركات مثل Twist لتزويدها بكمية وفيرة من تسلسلات الحمض النووي الريبوزي DNA والحمض النووي الريبوزي RNA الاصطناعية الرخيصة والموثوقة.
أحدث أخبار وتطورات أسهم شركة تويست بيوساينس (TWST)
