合成生物学の進歩が、バイオ製造革命を後押ししています。
マイクロプラスチック汚染からパンデミックの予防と備えまで、最も深刻な課題への対処に役立ちます。
この変革を加速できる3つの分野を紹介します。
生物を設計する私たちの集団的な能力は、生産工程への自動化、AI、データ分析の導入と相まって、過去20年間で飛躍的に進歩し、バイオ製造革命を促してきました。規模の経済によって基本的な単位操作のコストが大幅に低下し、その結果、生物工学のツール全体が成熟してきました。
生物に対する認識は、自然現象から、遺伝暗号であるDNAを通じて本質的に「プログラム可能」な技術へと変化しました。この分野の企業では、細胞をプログラムするコストが毎年50％低下してきました。この技術により、一般的な「遺伝子工学」の手法は、比較的新しく確立された合成生物学へと発展しました。合成生物学は広く言えば、特定の目的のために新たな生物学的部品、プロセス、システムを設計し、構築することを目指しています。
合成生物学の新たなイノベーションの波が、さまざまな関係者の注目を集めています。2020年、バイオテクノロジー分野の世界のベンチャーキャピタル資金調達と取引額は過去最高の366億ドルに達し、バイオテクノロジー企業のIPOによる調達額は2019年の2倍を超えました。その影響は医療分野にとどまりません。今後10〜20年間における新たなバイオテクノロジー応用の直接的な影響の半分以上は、農業・食品、消費者向け製品・サービス、素材・エネルギー生産などの分野に及ぶと見込まれています。
このイノベーションの波とコストの継続的な低下により、バリューチェーン全体で持続可能かつ拡張可能な革新的バイオ製造ソリューションへの道が開かれ、多様なバリューチェーンにまたがる組織に可能性をもたらしています。マッキンゼーの最近の調査によると、経済効果は最大で今後10〜20年間、年間4兆ドルに達する可能性があります。
バイオ製造は、経済性、性能、環境面で本質的な利点があるだけでなく、マイクロプラスチック汚染やパンデミックの予防と備えなど、世界的な危機の解決に資する有望な新興技術分野の一つでもあります。今後20年間で、バイオ製造は次のような分野で大きな進歩をもたらすと期待されています。
1. バイオレメディエーション：廃水中の汚染物質を代謝し、有用なバイオ製品に変換できる微生物や酵素の開発が進んでいます。
2. バイオセキュリティ：先進国と途上国に地域密着型のバイオ製造能力を整備することで、新たなパンデミックに迅速かつ効果的に対応できるようになります。
3. バイオイノベーション：既存の原料や新しい原料・素材の開発は、バリューチェーンの価値を高めるとともに、石油化学由来の代替品に代わる選択肢を提供します。
こうした解決策に向けて、個人や組織による取り組み、共同の取り組みがすでに数多く進められています。しかし、バイオ製造革命の潜在力を十分に引き出すには、依然として障壁があります。現在、商業的な成功を確実にするため、生物学的設計と製品への応用の間のフィードバックループを加速する必要があります。今後20年間にこの分野で生まれる多様な応用を支えるには、将来のバイオ人材を育成し、層を厚くするための大きな取り組みが必要です。
では、バイオ製造革命を加速するにはどうすればよいでしょうか。主に次の3つの分野に注力することを提案します。
1. 人材
バイオ経済の潜在力を最大限に引き出し、地域分散型の製造を可能にするには、バイオ製造を担う人材を大幅に増やす必要があります。その方法は次のとおりです。
共通の技能・訓練要件を定め、海外で取得した正式な資格や職務経験をより適切に認定できるようにすることで、人材の移動を促進します。製造業全般で進む自動化とデジタル化により、従来の製造技術に共通する技能が生まれており、これをバイオ製造の人材にも応用できます。
批判的思考と分析的な問題解決を重視したSTEMの早期教育への投資を拡大すれば、成長する世界のバイオ経済を明日担うリーダーを育てることができます。
2. 規模の拡大
バイオ製造ソリューションの開発と導入の双方で、規模を拡大できる機会へのアクセスを広げることが、 バイオ経済の成長を加速するために必要です。その方法は次のとおりです。
大規模なプラットフォーム開発企業、用途特化型技術の企業、消費者向け事業を展開する成熟企業の間の戦略的パートナーシップは、バイオ製造製品の開発を加速できます。
プラットフォーム開発企業、自動化、AIによって、ますます大規模なデータセットが生成されています。これを活用すれば、開発と規模拡大を加速できます。
製造パートナーと技術のネットワークを構築するのは容易ではありませんが、製品の最初のパイロット生産や商業生産のバッチを実証するうえで不可欠です。革新的な官民プログラムや、競争前段階の施設（たとえば柔軟なバイオ製造協同組合）への共同投資は、イノベーションを促し、製品開発を支援する可能性があります。
3. 政策
政策は、効果の大きい解決策を促進しつつ潜在的なリスクを軽減するため、イノベーションの進展に歩調を合わせる必要があります。さらに、規制上の初期の誤りはバイオ製造革命の進展を遅らせ、特に先進的な応用分野でイノベーションを制約しかねません。そうならないよう、次の取り組みが必要です。
革新的なバイオ製造ソリューションによって可能になる持続可能な製品の製造・流通を支え、石油化学由来製品に代わる選択肢を提供する新たな官民パートナーシップを特定します。
イノベーションの進展に歩調を合わせられるバイオセキュリティ戦略を策定するため、官民が連携します。新型コロナウイルス感染症のパンデミックが示したように、病原体は国境を越えて広がります。このことは、バイオセキュリティ施策の計画と実施に途上国とグローバルサウスを含める必要性を浮き彫りにしています。
