根據路透社本週二報道，美東時間 3 月 23 日，美國合成生物學公司 Zymergen 向美國證券交易委員會（SEC）提交了上市申請，計劃在納斯達克上市，股票程式碼為 ZY。
該報道還指出，事實上 Zymergen 已於今年 1 月 25 日秘密提交了招股檔案，JPMorgan、Goldman Sachs 是本次發行的主承銷商。
根據招股書，Zymergen 計劃透過首次公開發行籌資約 1 億美元。不過，截止目前，該公司暫未披露計劃出售的股票數量或定價，這意味著1億隻是一個佔位數並且可能會改變。有業內人士預計，Zymergen 在 IPO 後的市值可能在 50-100 億美元之間。
（來源：Zymergen 官網）
成立於 2013 年的 Zymergen 正處於合成生物學產業化第二波浪潮中，目前已經發展成為該領域的獨角獸公司
。
該公司提交的檔案還顯示，Zymergen 尚未從產品銷售中獲得任何收入，但透過合作獲得了近 350萬 美元的收入。
合成生物學誕生於 21 世紀初，現在發展到了 “弱冠” 之年。2000 年 - 2010 年，合成生物學領域掀起了第一波產業化浪潮。在這一階段，大部分合成生物學公司還處於早期探索階段，合成生物學的應用潛力有待進一步釋放，部分公司新陳代謝、交替變遷，也有部分進入了新的發展階段；
2010 年以後，合成生物學掀起第二波產業化浪潮，迎來黃金髮展期
。
隨著合成生物學駛入發展的快車道，資本和市場也將目光轉向合成生物學領域。自 2010 年以來，全球合成生物學領域累計共發生 391 起融資事件。
第一波浪潮下，合成生物學領域的 “老兵” 平臺型公司 Amyris 已於 2010 年登陸納斯達克，現市值近 35 億美元；第二波浪潮下，明星公司 Zymergen 又會有怎樣的表現？
對此，生輝採訪了國內合成生物學領域領域的多名業內人士。
Bota Bio 高通量篩選平臺總監朱潔博士
總結說道：“我認為 Zymergen 現在選擇上市有三大契機：一是，與合作伙伴生產出了
一款比較成功的產品
，在生物材料方面取得了一些進展，時機比較成熟；二是，雖然透過合作
獲取了一定營收
，但是 Zymergen 還需要更多資金補血；三是，近年來合成生物學賽道比較火熱，站在
合成生物學風口
上，整個市場比較看好 Zymergen 的發展潛力。”
1
原 Amyris 高層把關，軟銀、高盛等紛紛入局
“基於石油生產的材料的創新步伐已經停滯，我們看到了生物學的未來。自然是最好的製造系統，因此我們決定與自然為伴，發現、設計和創造更好的產品。”Josh Hoffman 博士這樣談 Zymergen 的出發點，他是 Zymergen 的執行長兼聯合創始人，也是 Norcob Capital 的合夥人。
2013 年，他與 Zach Serber、Jed Dean 強強聯合，共同創辦了 Zymergen
。
Zach Serber 擁有多年生物技術產業經驗以及多項生物分子發現和微生物工程專利。此前曾任 Amyris 的生物學總監，現在擔任 Zymergen 首席科學家；Jed Dean 是微生物工程自動化的眾多專利的發明者，曾在 Amyris 和斯坦福大學基因組技術中心開發了生命科學技術和自動化技術，現任運營和工程副總裁。
圖 | Zymergen 創始團隊，從左到右分別是 Josh Hoffman、Zach Serber、Jed Dean（來源：Zymergen 官網）
Zymergen 是一家合成生物學領域的平臺型公司，既擁有底層技術，同時又將公司業務擴充套件到了應用領域，打通了 “Design-Build-Test-Learn”（設計 - 建造 - 測試 - 學習）的商業閉環。與另一家合成生物學知名公司 Ginkgo Biowork（以下簡稱為 Ginkgo）不同，Ginkgo 更傾向於搭建一個生物研發自動化平臺，進而扮演創業公司孵化器角色。
如果把合成生物學比作是人的成長階段，2010 年可以看做是其發展的分水嶺
。
2010 年之前，合成生物學處於兒童階段，懵懵懂懂，對外界充滿好奇；2010 年之後，合成生物學進入了青少年階段，這是認知形成的最重要的階段，對於整體發展至關重要。
成立於 2013 年的 Zymergen 正處於全球合成生物學第二波浪潮之下，與早期探索階段不同，這一時期合成生物學行業總體發展勢頭良好，日漸受到了資本的認可和看好。
“基因組學革命和計算生物學帶來的這場合成生物學浪潮將會持續下去，並在多個產業部門創造新機遇。” 在其完成 D 輪融資時，軟銀的高階任事股東 Deep Nishar 曾這樣說。
圖 | 新技術加速了合成生物學的設計 - 建造 - 測試 - 學習週期（來源：Nature Communication）
根據 Crunchbase 的資料，Zymergen 在成立一年便獲得了 2 百萬美元的天使輪融資，此後完成近 9 億美元的融資，其中軟銀願景基金更是兩輪參與。2016 年，完成 B 輪融資後，諾貝爾物理學獎得主、美國前能源部長朱棣文也加入 Zymergen 董事會。
（來源：生輝根據公開資料整理）
Zymergen 創始人們看好自然或者生物學的潛力，宣稱要將生物學潛力應用到工業領域，利用生物製造產品 ——“生物製造”（biofacturing）。
而要真正實現 “生物製造”，往往流程比較複雜，需要多要素、多系統的整合。
Zymergen 實現 “生物製造” 的關鍵在於將合成生物學（包括基因組學）、機器學習技術和自動化技術優勢有機整合在一起。Zymergen 擁有核心專利的技術平臺融合了分子生物學、資料科學、自動化和基因組學技術。利用該平臺可以在大自然目錄中精準搜尋、定位所需分子，利用生物學方式生產分子所需的微生物細胞，並將這些分子快速推向市場。
（來源：Zymergen 官網）
Zymergen 利用合成生物學底層技術實現 “生物製造”，而 AI、機器學習、自動化則為 “生物製造” 的產業化按下了加速鍵，提高了生物合成的生產效率。
“ Zymergen 已經找到了如何以強大的新方法將基因組學，機器人技術和機器學習相結合，從而對微生物進行工程改造，在多個領域中生產可再生的下一代材料。” 朱棣文說。
2
生物界的 “谷歌搜尋引擎”
Zymergen 的投資機構 Hanwha 資產管理公司曾這樣描述 Zymergen 所做的事情，
“
透過科技的結合，Zymergen 可以像探索新空間一樣探索生物學，這和谷歌的搜尋引擎很像。
”
可以說 Zymergen 搭建了生物界的 “谷歌搜尋引擎” 系統，這套系統融合了 AI、自動化技術，實現了從上游生物基因資料庫篩選分子、利用合成生物學方式生產微生物、再到下游產品研發、生產、落地應用的全產業鏈條。
國內合成生物學公司藍晶微生物（Bluepha）聯合創始人兼 CEO 張浩千博士告訴生輝，Zymergen 的核心競爭力就在於其強大的創新體系。
這也是其核心競爭壁壘所在，因為後續公司很難單靠一兩個環節完成這種全產業鏈的創新。
具體可以分成兩個維度來看：一是，Zymergen 在生物研發自動化表現非常亮眼，擁有龐大的微生物基因組資料庫，這個資料庫比現存的公共資料庫還要大；二是全產業鏈佈局，創新環節非常完整、涵蓋超長鏈條，從最上游的生物基因資料、合成生物學研發自動化，到下游的材料科學、材料設計、改性和加工聚合。
Zymergen 的科學家沒有從假設或已知的代謝途徑入手，而是將機器放到了整個基因組資料庫上。Josh Hoffman 曾指出 “我們發現，在菌株工程中，至少有一半有益變化偏離了原代謝途徑，一些代謝途徑位於基因組的非編碼區。”
據瞭解，Zymergen 已經建立了龐大的基因資料庫，並利用該資料庫建立全新的 “生物積木”。官方宣稱該基因資料庫是全球受專利保護的最大基因組資料庫，約 2。4 TB 容量，是公共基因組資料庫大小的 5 倍。
（來源：Zymergen 官網）
具體流程是，當客戶下單後，利用模擬軟體在生物分子資料庫中進行搜尋匹配，透過數字化方式預測分子的性質，然後建立符合該分子的模型，利用 AI 演算法篩選出最佳效能分子；確定最佳效能分子後，利用其基因資料庫著手設計生產能夠製造這種分子的底盤微生物。
Zymergen 採用了 “即插即用” 方案設計和生產微生物。當 Zymergen 設計一種微生物時，可以透過組裝不同的生物積木或者是簡短補充調整相應的代謝路徑組成產品線，設計並生產所需微生物。
接下來就是如何規模化量產這種微生物，而實現量產的助推器就是 AI 和自動化系統。
中國科學院深圳先進技術研究院材料合成生物學研究中心研究員鍾超博士十分認可 AI 和自動化系統在合成生物學實現產業化中所扮演的角色。
“利用生物合成代謝途徑生產高附加價值產物，很多時候其產能和成本並不一定能夠媲美傳統的化學合成方法，因此很長一段時間以來，化學合成仍然是很多化工、材料大宗產品首選的生產方式。但是，隨著機器學習、人工智慧和自動化等技術的發展以及與合成生物學的融合，產能不斷提高而成本大大降低。此外，利用 AI、自動化等技術可以快速在海量資料庫中篩選出最合適的代謝途徑和菌株，更有利於合成生物學研究的產業化落地。” 鍾超博士說。
Zymergen 會對微生物基因進行微調，根據自動化和機器學習演算法建立、測試數十億種基因設計；然後利用定製的分析軟體和演算法測量這些設計，基於結果提出新的基因設計方案，再評估和設計，最後真正大規模生產、複製出最佳的微生物基因。
基於這一搜索系統，2019 年，Zymergen 為客戶設計了 10 萬多種微生物菌株，透過微生物設計製造的產品約為 12 億磅。
朱潔博士指出，Zymergen 技術的一大亮點是
主打流程化和模組化
，實現了生產線的自由組裝。
對於整個行業來說，自動化和資料化是趨勢，不過仍有很長一段路要走，並不是那麼容易的。
（來源：Zymergen 官網）
百葵銳首席科學官李華珍博士同樣認可 AI 在生物製造中的重要作用。
他認為，Zymergen 的核心技術壁壘之一在於機器學習輔助產品設計，機器學習準確與否取決於其所輸入的指令 —— 程式的準確與否。
“AI 學習及高通量篩選相當大程度上決定了合成生物學創新企業能否走得更遠，飛得更高。Zymergen 在這一方面展現了相當的實力及潛力。Ginkgo Bioworks 更偏重細胞工程及基因編輯，而 Zymergen 則在機器學習上更顯優勢。” 李華珍博士補充道。
國內合成生物學公司一兮生物創始人劉振雲博士的觀點也比較相似。
他認為，與 Ginkgo 相比，Zymergen 更具有網際網路思維，而 Ginkgo 更重視搭建生態系統。
官網顯示，基於 AI、自動化系統，Zymergen 的生產過程只需傳統方式一半的時間，成本僅為傳統方法的十分之一，而且無需耗費大量能源、有毒化學藥品和基礎設施。Josh Hoffman 曾表示，Zymergen 可以很輕易的將任何行業的公司的利潤提高 3-5 倍。
3
產品是發展支點
“未來 10-20 年，4 萬億美元的經濟價值將由合成生物主導。”麥肯錫這樣總結合成生物產業的未來價值。
目前，生物合成技術越來越多地應用於醫療保健、農業、化學品、能源、消費品、食品和飲料等領域，Zymergen 的業務範圍涵蓋了電子產品、醫療健康、農業等多個領域。
張浩千博士認為，Zymergen 上市的關鍵驅動力是其自研產品 Hyaline——聚醯亞胺薄膜，現在 Zymergen 正在推動該產品應用於電子產品等下游領域。
具體來說，第一，Hyaline 展現了一種想象力，它展現了生物是如何設計、生產新材料的；第二，聚醯亞胺本身是一個市場想象空間非常大的產品，年複合增長率為 60% 左右。
眾所周知，聚醯亞胺是最常見的一種柔性屏材料，被廣泛應用於電子產品中。然而，該材料長久以來都面臨著耐摺疊性以及耐熱性等問題。
“Zymergen 用合成生物學的方法合成了帶有氟原子的二胺單體，然後和住友化學合作用來做聚合，最終生產出現在的明星產品 Hyaline。”張浩千博士這樣解釋 Hyaline的獨特之處。
官網顯示，Hyaline 是一種 “新一代” 的聚醯亞胺薄膜，未來這些產品將會革新電子產品，廣泛應用於可摺疊封面窗戶、過濾器和觸控感測器面板之中。
圖 | Hyaline 產品（來源：Zymergen 官網）
劉振雲博士也贊同這一觀點，他認為 Zymergen 未來的發展潛力很大程度上取決於其聚醯亞胺薄膜是否可以大放異彩。
未來支撐 Zymergen 發展的基礎就是設計出色的產品，如果能有 2 個以上突破性的產品，將會成為其迅速發展壯大的重要支點。
“Zymergen 的潛力就在於其後續產品的想象空間都非常大。Hyaline 取得成功之後，其他的產品都可以利用既有的創新體系以及商業閉環能力，進行復制並延伸到其他的管線上，可預測性很強。”張浩千博士說。
不過，張浩千博士也指出，
Zymergen 還需要再用一個產品來證明自己，因為該公司目前在生產環節還需依靠合作伙伴住友化學。我覺得真正從完整創新角度來說，Zymergen 必須要自主實現製造這一環節，才能真正的實現了打通全產業鏈的競爭優勢。
朱潔博士也說道：“
從產品來說，Zymergen 走的是一條風險偏高的路
，biomaterial 的應用前景也很廣闊，但也需要後續大量資金的支援繼續研發。另外從已披露的合作獲利金額來看，
350 萬美金還未足以支撐起 50-100 億美金的估值，更多的還是需要看市場對於 biomaterial 的潛力預估。
”
“相比之下，Ginkgo Bioworks 在不同領域中採取的是與該行業巨頭一起合作推進，並且
在不同領域都有所佈局
，這一點上比 Zymergen 來說風險小得多。 ”朱潔博士補充說道。
走向資本市場後，Zymergen 表現如何？能否引領合成生物學第二波發展熱潮？
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