世界の合成生物学市場規模/シェア/動向分析レポート（～2029年）：ツール別、技術別、用途別
市場概要
世界の合成生物学市場は、2024年の123億3,000万米ドルから2029年には315億2,000万米ドルに成長し、年平均成長率は20.6％になると予測されています。バイオベースの製品に対する需要の高まり、遺伝子治療や細胞治療を中心とした個別化治療に対する需要の高まり、DNA配列決定技術や合成技術の進歩などが市場成長を加速する要因のひとつです。さらに、合成生物学はバイオ医薬品生産における技術革新を促進し、農業における合成生物学の利用の増加が合成市場の成長をさらに促進しています。
バイオベースの製品に対する需要の高まりと、研究開発・共同研究における資金調達の増加は、合成生物学市場の拡大を大きく後押ししています。
農業用合成生物学におけるビジネスチャンスの拡大とAIおよびMLの利用は、市場プレーヤーに有利な機会を提供すると期待されています。
アジア太平洋地域の合成生物学市場は、予測期間中にCAGR 22.1%で成長する見込みです。
コストの制約と製品の拡張性が市場成長の課題となっています、
合成生物学は、生物学、工学、コンピュータサイエンスのツールを用いた実用的な生物システム工学です。この学際的アプローチは、医薬品や医療（半合成医薬品、ワクチン、疾病メカニズム）のさまざまな分野での技術革新を促しています。
合成生物学は、ヘルスケア、農業、環境科学、産業バイオテクノロジーなど様々な分野で応用されており、市場は急成長を遂げています。合成生物学は、カスタム設計された生物の創出を可能にし、産業界に複雑な課題の解決と新たな収益源の開拓をもたらします。農業分野では、合成生物学によって気候変動への耐性が強化され、収量が増加する作物を作ることができるため、食糧安全保障に貢献します。ピボット・バイオが開発したトウモロコシや小麦畑用の窒素生成微生 物は、持続可能な農業における技術革新の一例であり、農家は合成肥料への依存を減らし、環境への 影響を最小限に抑えることができます。さらに、合成生物学を応用したバイオベース材料やバイオプラスチックの生産は、環境問題に対処し、循環型経済に合致しています。
この市場で事業を展開する主要企業は、多様な用途に対応することを目的とした連携やパートナーシップに重点を置いており、市場の成長をさらに促進する可能性があります。例えば、2024年9月、Gingko Bioworks社とNOVUS International社は、畜産業界の進化するニーズに対応するため、高度な飼料添加物を開発するパートナーシップを締結しました。
生物システムの工学的な複雑さが、合成生物学におけるスケーラビリティの主な障壁となっています。遺伝子経路、代謝プロセス、微生物宿主を設計し、大規模生産のために最適化するには、膨大な試行錯誤が必要です。例えば、ある微生物株は、管理された実験室環境ではうまく機能しても、バイオリアクターでスケールアップすると、栄養の利用可能性、酸素の移動、生成物の毒性などの課題により、困難に直面することがあります。
もう一つの大きな障壁は、生物学的システムの可変性と再現性です。伝統的な化学プロセスとは対照的に、生物学的システムは、遺伝子変異、環境の影響、微生物の相互作用によって引き起こされる固有の変動性を示します。大規模生産において一貫した製品の品質と収量を実現するには、強固なモニタリング、制御戦略、適応的な管理手法が必要です。
近年、AI/MLは、生物現象の解明や合成生物学における特定の設計目標の達成において、システム生物学に代わる有力な選択肢として浮上しています。現在の生物学やバイオテクノロジーの領域におけるAIやMLの技術やツールの発展は、これらの分野でよりスマートで自動化された分析や意思決定をもたらすために、同様に捉えることができます。AI/MLは、システムの挙動を調査し、合成生物学アプリケーションで関心のあるアウトプットを改善するための代替手段であり続けています。現在、さまざまな市場関係者が、合成生物学における機械学習の利用に焦点を移しています。これは、今後数年間で有利な成長機会を創出する可能性が高いです。例えば、2022年11月、MLガイド付き抗体発見・開発プラットフォームを有するバイオテクノロジー企業であるBigHat Biosciences, Inc.は、新規治療薬候補を設計・開発するためのタンパク質工学を迅速化するAI対応プラットフォームを開発するため、メルク社と協業しました。本提携により、BigHatとメルク社は、BigHatのプラットフォームを活用し、分子の合成、発現、精製、特性解析を行うことで、最大3つのタンパク質を最適化することを目指します。2021年10月、抗体工学へのML利用のパイオニアであるLabGenius社は、英国イノベート社から2,700万米ドル（2,500万英ポンド）のSMART助成金を受領しました。
合成生物学は、確立された石油化学プロセスや農業プロセスと比較して、コスト競争力を達成する上で障害に直面します。初期の生産段階では、成長培地のコストが総コストの大部分を占め、下流の加工コストが総コストの半分を超えることもあります。成長培地のコストにつながる重要な点は炭素源で、通常はトウモロコシやサトウキビなどの作物から得られるため、コストの持続可能性や食糧供給安全保障への潜在的な影響が懸念されます。
最近の研究では、リグノセルロース系廃棄物や、産業活動から回収されたCO2などのC1化合物のような、より安価な炭素源を使用する合成生物学的手法の開発に注力しています。これらの開発は、費用を削減し、循環経済における合成生物学の役割を高めることを目的としています。Lanzatech社のエタノールやSolar Food社のソレイン・プロテインなど、C1炭素源から得られる製品は、商業利用の準備が整いつつあります。成長のための費用を最小限に抑えるには、海水で繁殖する好塩菌のように、より安価な環境で生存できる宿主生物を使用する必要があります。Wild Microbes社をはじめとする企業は現在、生物製造プロセスの効率を向上させるため、こうした微生物の研究を進めています。
合成生物学市場は、合成生物学の設計と導入において重要な役割を果たす幅広い利害関係者からなるエコシステムの中で運営されています。このエコシステムは、合成生物学の製品・サービス提供者、規制機関、エンドユーザーで構成されています。主要な市場プレーヤーには、合成生物学市場で数年にわたり事業を展開し、広範な製品ポートフォリオ、精力的なグローバル販売、マーケティングネットワークを有する企業が含まれます。
ツール別に見ると、合成生物学市場は、シャーシ生物、酵素、オリゴヌクレオチド＆合成DNA、クローニング技術キット、ゼノ核酸、合成細胞に区分されます。2023年の市場はオリゴヌクレオチド&合成DNAセグメントが支配的。治療開発および農業バイオテクノロジーにおける遺伝子編集ツールの採用拡大が、合成DNAおよびオリゴヌクレオチドの需要を牽引。主要市場企業や新興企業による新製品の発売は、今後数年間の市場成長をさらに促進する可能性があります。
合成生物学市場は用途別に、医療用途、産業用途、食品・動物衛生・農業用途、環境用途に分類されます。合成生物学市場で最大のシェアを占めるのは医療用途で、次いで産業用途。同分野のシェアが高いのは、創薬、個別化医療、診断、細胞・遺伝子治療などの医薬品分野で合成生物学の利用が拡大しているためです。最近の共同研究や製品の上市が、この分野の勢いに貢献していると考えられます。
地域別に見ると、合成生物学市場は北米、欧州、アジア太平洋、中南米、中東・アフリカに区分されます。北米は世界の合成生物学市場を支配しており、予測期間中もトップシェアを維持する見込みです。
アジア太平洋地域の合成生物学市場は予測期間中に大きなCAGRで成長すると予測されています。研究活動と生物学的治療薬製造の成長が、この地域の市場成長を押し上げると考えられます。さらに、中国、日本、オーストラリア、シンガポールなどの高成長地域は、アジア太平洋地域の合成生物学市場に大きく貢献すると予想されます。アジア太平洋地域では、抗体やタンパク質ベースの医薬品などの生物製剤市場も増加傾向にあります。バイオテクノロジーに基づく医薬品は、これらの医薬品に提供される研究や政府資金の増加により、研究産業の主要な牽引役のひとつになると予測されています。
2024年5月、メルクは韓国科学技術院（KAIST）と、産業応用に向けた韓国での研究開発エコシステムの推進を目的とした覚書を締結しました。
2024年5月、インテグレーテッドDNAテクノロジーズ（IDT）が新拠点を開設し、合成生物学事業を拡大。新拠点はIDTの合成生物学製品の製造に特化。
2024年5月、メルクは韓国科学技術院（KAIST）と、産業応用に向けた韓国での研究開発エコシステムの推進を目的とした覚書を締結しました。
2023年2月、Agilent Technologies Inc.は、次世代シーケンシング（NGS）、エンドポイントPCR、セルベースアプリケーション向けのAgilent Bravo NGS自動リキッドハンドリングプラットフォームと組み合わせたオンデッキサーマルサイクラー（ODTC）を発売。
主要企業・市場シェア
合成生物学市場の主要プレーヤーは以下の通りです。
Thermo Fisher Scientific Inc. (US)
Merck KGaA (Germany)
Novozymes A/S (Denmark)
Eurofins Scientific (Luxembourg)
Agilent Technologies Inc. (US)
Amyris, Inc. (US)
Codexis, Inc. (US)
Twist Bioscience (US)
Genscript (US)
Precigen (US)
Ginkgo Bioworks (US)
Viridos (US)
Synthego (US)
Creative Enzymes (US)
Cyrus Biotechnology (US)
Atum (US)
Teselagen (US)
Arzeda (US)
Integrated DNA Technologies, Inc. (US)
New England Biolabs (US)
Elevatebio (US)
Zenfold (Iosynth) (India)
Synbio Technologies (US)
Inscripta, Inc. (US)
CRISPR Therapeutics (Switzerland)
【目次】
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミックス DRIVERS- 合成生物学の多様な用途- バイオベース製品に対する需要の急増- 合成生物学の進歩- 研究開発および共同研究における資金調達の増加 RESTRAINTS- 生産の拡張性- 倫理的および規制上の課題 OPPORTUNITIES- 農業用合成生物学における機会の増加- 人工知能および機械学習の統合の拡大 CHALLENGES- コスト面の制約
5.3 顧客ビジネスに影響を与えるトレンド／混乱
5.4 バリューチェーン分析
5.5 エコシステム分析製品／サービスプロバイダーエンドユーザー規制情勢
5.6 技術分析 主要技術- DNA合成と配列決定- 遺伝子編集ツール- バイオインフォマティクスと計算ツール- ナノテクノロジー 副次的技術- 細胞工学と組織工学 副次的技術- 代謝工学
5.7 特許分析方法 革新技術および特許出願特許数
5.8 価格設定分析 主要プレーヤー別製品価格設定分析 地域別製品価格設定分析
5.9 主要会議・イベント、2024-2025年
5.10 規制の状況 規制機関、政府機関、その他の組織 規制の枠組み
5.11 投資と資金調達のシナリオ
5.12 ポーターのファイブフォース分析 競争相手の強さ サプライヤーの交渉力 バイヤーの交渉力 代替品の脅威 新規参入の脅威
5.13 主要ステークホルダーと購買基準 主要購買基準
5.14 AIが合成生物学市場に与える影響
合成生物学市場、ツール別
6.1 導入
6.2 オリゴヌクレオチドと合成DNA 合成遺伝子の需要急増が市場成長を支える
6.3 酵素 オミックス研究における酵素工学の幅広い可能性が市場を牽引
6.4 分子生物学的手法による遺伝子回路設計の変更と最適化のためのクローニング技術キット が市場を牽引
6.5 天然細胞の代替としての合成細胞の人気の高まりが市場成長を後押し
6.6 シャーシ生物の化石燃料需要の増加が市場を牽引
6.7 画期的な医薬品への需要が急増するゼノ核酸が市場成長を後押し
合成生物学市場、技術別
7.1 導入
7.2 遺伝子合成 合成遺伝子への需要の高まりと市場参入企業間の競争激化が市場成長を促進
7.3 ゲノム工学 ゲノムを迅速、安価、かつ多重に改変するニーズの高まりが市場を牽引
7.4 シークエンシング技術の採用が増加し、市場成長を後押し
7.5 バイオインフォマティクスの進展と利用の増加が市場成長を促進
7.6 正確な遺伝子複製による研究の加速と様々な産業への応用拡大
7.7 遺伝子工学、DNA アセンブリー、クローニング技術における部位特異的突然変異誘発の広範な応用が市 場を牽引
7.8 測定とモデリング 無細胞の合成生物学への需要の高まりが市場成長を促進
7.9 合成生物学ツールの拡張性を高めるマイクロ流体工学が市場成長を促進
7.10 合成生物学とナノテクノロジーの融合が市場成長を促進
合成生物学市場、用途別
8.1 はじめに
8.2 医療用途 医薬品-医薬品有効成分の開発における合成生物学技術の可能性が市場を牽引 医薬品発見・治療-がん検出・診断-その他の創薬・治療用途 人工組織・組織再生-生合成-幹細胞制御-その他の人工組織・組織再生用途
8.3 産業用途 バイオ燃料と再生可能エネルギー- バイオ燃料の合成生産に遺伝子組み換え生物を使用する利点が市場成長を促進 産業用酵素- 繊維産業- 製紙産業- コンシューマーケア産業- その他の産業 BIOMATERIALS & GREEN CHEMICALS- 微生物発酵によるグリーンケミカルの生産が市場を牽引
8.4 食品、動物衛生、農業用途 香料・香料- 天然で持続可能な製品に対する需要の高まりが市場成長を後押し その他 食品、動物衛生、農業用途
8.5 環境用途 BIOREMEDIATIONS- コスト効率の高い現場環境モニタリング手法へのニーズの高まりが市場を後押し BIOSENSING- ホールセルバイオセンサ開発への関心の高まりが市場を牽引
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レポートコード：BT 2910