DNA合成装置市場 サイズと展望 2025-2033

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DNA合成装置市場の成長要因

合成生物学ソリューションの需要増加

製薬、農業、バイオ燃料、材料研究など、様々な業界における合成生物学の利用拡大が、DNA合成装置の需要を押し上げています。合成生物学のアプローチでは、オーダーメイドのDNA合成を用いて革新的な生物系を構築し、デザイナー種を生み出し、新たな治療法を発見します。これにより、DNA合成プラットフォームおよびサービスの市場が成長しています。DNA合成装置などの合成生物学プラットフォームと技術は、合成生物学アプリケーション向けの独自のDNA配列の作成と組み立てに不可欠です。

さらに、ハイスループットDNA合成技術の登場により、研究者は様々な用途向けに遺伝子回路、バイオセンサー、代謝経路を設計することが可能になりました。 2023年1月、バイオテクノロジー分野における投資額が最も大きかったのは、Asimov、BioRay Pharmaceuticals、Colossal Biosciencesでした。合成生物学を用いて生物システムを構築するためのツールを開発するAsimovは、2023年1月に2億ドルの投資を発表しました。Arbor BiotechnologiesやDNA Scriptといった企業は、それぞれ約2億1,500万ドルと1億6,720万ドルを調達しました。こうした多額の投資は、市場における資金循環を促進し、サプライチェーン全体にわたる企業の成長を促進します。

例えば、2022年9月、ニューサウスウェールズ州政府は、オーストラリアのウェールズ州全域における製造・生産施設や設備へのアクセスを改善するため、新たな合成生物学およびバイオ製造開発プログラムに600万ドル以上の投資を発表しました。様々な国で、生物ゲノムの複雑さを解明し、より効果的で効率的な治療法の開発を目指す多くの研究調査やプログラムが実施されています。 

さらに、DNA合成装置は、合成生物学用途における遺伝子構造、遺伝子回路、代謝経路の迅速かつ正確な構築を可能にし、科学者が望ましい機能と特性を持つ新しい生物学的システムを設計することを可能にします。DNA合成法とアプリケーションの発展に支えられ、合成生物学が進歩し多様化するにつれ、世界中のDNA合成装置市場は堅調な成長が見込まれています。

阻害要因

高価な機器と消耗品

DNA合成装置と、試薬、カラム、カートリッジなどの関連消耗品は高価になる場合があり、リソースが限られている小規模な研究室や学術機関には手が届きにくい場合があります。 DNA合成装置の購入に必要な初期投資に加え、メンテナンス、校正、消耗品の補充に伴う継続的なコストは、特に新興国や資源が限られた地域において、導入の経済的障壁となっています。DNAシーケンサーの平均価格は19,229米ドルですが、価格は312米ドルから112,419米ドルの範囲です。小型で持ち運びやすいシーケンサーは安価ですが、大型の機械は50万米ドル以上かかる場合もあります。

さらに、ブランド、モデル、仕様によって異なりますが、小規模なDNA合成に適したベンチトップ型DNA合成装置は、数万から数十万ドルかかる場合があります。Kilobaser Basic Editionベンチトップ型DNA合成装置の価格は35,500米ドル、Extended Editionは49,500米ドルです。Basic Editionは従来のDNAを合成できますが、Extended EditionはカスタマイズされたDNAとRNAを合成できます。 Extended Editionは、Basic Editionからのアップグレードとして21,500米ドルでご利用いただけます。

さらに、ホスホラミダイト、試薬、カラム、精製キットなどの消耗品への継続的な支出は、時間の経過とともに蓄積され、DNA合成装置の総所有コストを増加させる可能性があります。 DNA合成装置の初期費用に加え、装置のメンテナンス、校正、消耗品調達などの継続的な費用は、エンドユーザー、特に資金が限られている小規模な研究室や学術機関にとって経済的な課題となっています。

さらに、資金調達や運用予算へのアクセスが拡大すると、DNA合成装置の取得やDNA合成サービスの利用が容易になり、分子生物学およびバイオテクノロジーにおける科学的発展とイノベーションが阻害される可能性があります。

市場機会

精密医療における新たな応用

精密医療は、遺伝的素因、ライフスタイルの選択、環境要因に基づいて、個々の患者に合わせた治療とヘルスケア介入を目指しています。 DNA合成装置は、分子診断、薬理ゲノム学、標的薬など、様々な用途に適した独自のDNA配列の作成を可能にするため、精密医療において重要な役割を果たしています。例えばがん診断では、DNA合成装置は次世代シーケンシング（NGS）アッセイ用の患者特異的な分子プローブとプライマーを作成するために使用され、腫瘍サンプル中の体細胞変異、コピー数多型、遺伝子融合の検出を可能にします。この情報は、腫瘍専門医が患者の腫瘍の分子プロファイルに基づいて、標的治療や免疫療法などの効果的な治療法を選択するのに役立ちます。

さらに、シリコンプラットフォーム上で高品質の合成DNAを提供することで顧客の成功を支援するTwist Bioscience Corporation（NASDAQ: TWST）と、研究、臨床研究、ヒト遺伝子診断のためのシーケンシングサービスを世界的に提供するCeGaT GmbHは、腫瘍学研究におけるRNA融合の検出と転写産物バリアント解析を目的としたTwist Alliance CeGaT RNA Fusion Panelのリリースを発表しました。RNA融合は、2つの異なる遺伝子の断片が融合したときに発生します。これは、悪性腫瘍によく見られる染色体構成中に発生する可能性があります。

このように、精密医療ソリューションの需要の高まりは、DNA合成装置メーカーが精密診断や個別化医療のための独自のDNA配列、分子プローブ、診断パネルを提供する大きな可能性を生み出しています。医療分野では精密医療がより広く利用されるようになり、ハイスループット DNA 合成プラットフォーム、次世代シーケンシング技術、バイオインフォマティクス ツールの需要が高まると予測されています。

タイプインサイト

ベンチトップ型DNA合成装置が市場を席巻し、70%を占めました。研究開発費の増加、オーダーメイドDNA合成のニーズの高まり、幅広いエンドユーザーからの旺盛な需要といった要因が、このセグメントの拡大を後押しすると予想されます。さらに、ベンチトップ型モデルの売上シェア拡大は、そのコスト効率の高さに起因しています。ベンチトップ型モデルはパイロットスケールの合成装置よりも小型で安価であるため、中小企業や研究室に適しています。

さらに、これらの合成装置は、PCR変異誘発、遺伝子クローニング、部位誘導変異誘発などの用途で広く利用されています。近年の合成生物学および遺伝学の進歩、新製品の発売、そして政府の有利な法律が、合成装置の需要拡大を牽引しています。例えば、2022年5月には、EVONETIX LTDが温度制御型DNA合成の特許を取得したと発表しました。特許取得済みのアプローチにより、卓上合成装置プラットフォームでの核酸合成が可能になります。

大規模DNA合成装置カテゴリーは、予測期間を通じて高いCAGRで成長すると予測されています。製薬業界およびバイオテクノロジー業界からの旺盛な需要、DNAシーケンシング技術の発展、そしてハイスループットスクリーニングに対する需要の高まりが、このカテゴリーの拡大を牽引すると予想されます。大規模合成装置は、医薬品開発におけるハイスループットスクリーニングでの利用が増えており、業界にとって魅力的な成長の可能性を生み出すと期待されています。

アプリケーションインサイト

創薬・開発セグメントは最も収益性が高く、総売上高の50%を占めました。DNA合成装置は、標的の同定、検証、リード化合物の最適化のための固有のDNA配列を迅速に合成できるため、創薬プロセスに不可欠です。創薬において、DNA合成装置は分子プローブ、遺伝子構造、そして発現ベクターを作成し、遺伝子機能、タンパク質相互作用、シグナル伝達カスケードを研究します。これらの合成DNA配列は、化合物ライブラリのスクリーニング、薬理学的標的の発見、そして腫瘍学、神経学、感染症など様々な分野における革新的な治療法の創出に不可欠です。

さらに、創薬におけるDNA合成装置の広範な利用、技術の進歩、ハイスループット技術の採用増加、そして幅広い製品ポートフォリオを持つ多くの市場プレーヤーの存在が、このセグメントの拡大を牽引すると予想されます。さらに、製薬会社からの効率向上のための改良合成ツールへの需要の高まりも、このセグメントの成長を牽引しています。例えば、Twist Bioscienceは2022年6月に、自社のDNA合成プラットフォームを用いて創薬の障壁を低減する計画を発表しました。これにより、同社は医薬品開発能力を強化することができました。

遺伝子工学セグメントは、予測期間中に最も高いCAGRを達成すると予想されます。遺伝子工学とは、遺伝物質を操作・改変することで、生物に望ましい形質や機能をもたらすことです。DNA合成装置は、遺伝子編集、組み換えタンパク質発現、そして代謝工学プロジェクトのためのカスタムDNA構造を設計、製造、組み立てることができるため、遺伝子工学アプリケーションにおいて優れた性能を発揮します。

さらに、遺伝子工学の進歩、CRISPR/Cas9などの遺伝子編集ツールの利用可能性の向上、そして遺伝子工学における革新的な介入の商業化に向けた資金調達の増加が、このセグメントの成長を牽引しています。様々な小型および実験室規模の合成装置の利用可能性も、この分野の拡大を牽引すると予測されています。

エンドユーザーに関する洞察

製薬・バイオテクノロジー企業セグメントは、2023年に50%という最も大きな収益シェアを獲得しました。製薬・バイオテクノロジー企業の多くは、新規遺伝子治療の開発や創薬プロセスにおいて合成DNAを利用しています。そのため、精密医療や革新的な治療技術へのニーズが高まるにつれ、バイオテクノロジー・製薬企業からの合成装置の需要は今後数年間で劇的に増加すると予想されています。

さらに、主要企業は合成を促進するための新しいプラットフォームの開発と実装を優先しており、これもこの分野の拡大を牽引するもう一つの要因となっています。例えば、2023年2月、アストラゼネカはコストと時間を削減するためにDNA合成機能を自動化しました。さらに、テレシス・バイオによると、DNA製造の自動化は創薬プロセスの加速に役立ちます。さらに同社は、自動化によって製薬企業やバイオテクノロジー企業がパイプラインを活用・拡大できると述べています。

学術研究機関セグメントは、予測期間中に最も高いCAGRで成長すると予測されています。研究における関心領域の拡大、より高い収量性能を備えた新規合成装置の開発に向けた継続的な取り組み、そして企業と研究機関間の連携が、このセグメントの拡大を牽引すると考えられます。例えば、2020年1月、Evonetixはimecと提携し、第3世代核酸合成プラットフォーム向けのチップベースの技術製造を推進しました。

地域別インサイト

北米は世界のDNA合成装置市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に19.8%の年平均成長率（CAGR）で成長すると予測されています。 北米は2023年に40%という最大の市場シェアを獲得しました。多くの市場プレーヤーの存在と、彼らが取り組んでいる様々な開発が、この地域の成長を牽引しています。さらに、技術の向上、研究開発への多額の投資、そして新しい合成装置への需要の増加も、この地域の産業を後押ししています。さらに、この地域の市場プレーヤーによる投資は増加しています。例えば、2022年3月、Molecular Assemblies, Inc.はシリーズBの資金調達で2,580万米ドルを調達し、完全酵素DNA合成のための重要なクライアントプログラムを立ち上げました。

さらに、米国国立衛生研究所（NIH）の2023年3月の報告書によると、自己免疫疾患は2,350万～5,000万人のアメリカ人を苦しめており、がんと心臓病に次いで3番目に多い疾患群となっています。NIHはまた、米国における自己免疫バイオマーカーの有病率が上昇していることも指摘しています。医薬品の安全性と有効性に関するモデリングおよびシミュレーションソフトウェアとサービスのリーディングプロバイダーであるSimulations Plus, Inc.（Nasdaq: SLP）（以下「Simulations Plus」）は、最も急成長している3つの治療領域である腫瘍学、免疫学、自己免疫疾患における医薬品開発の加速に注力するモデリングおよびシミュレーション企業であるImmunetrics, Inc.（以下「Immunetrics」）の買収を発表しました。

アジア太平洋地域のDNA合成装置市場動向

アジア太平洋地域は、予測期間中に20.2%の年平均成長率（CAGR）を示すと予想されています。これは、合成生物学研究への関心の高まりと、効果的な治療法の開発に向けた研究開発活動の増加によるものです。さらに、アジア太平洋地域では、ライフスタイルの変化により疾病の発生率が高くなっています。医療インフラの改善、大手バイオテクノロジー企業の参入、そしてこの地域への市場投資の増加により、合成装置の需要が増加すると予想されます。 2022年9月、Genetically Modified Kidsの創設者であるHe Jiankui氏は、DNA合成装置プロジェクトのために720万米ドルの資金調達を支援するため、中国政府に支援を要請しました。このプロジェクトは、中国初の第三世代DNA合成プラットフォームの構築を目指しています。

さらに、市場では提携、買収、新製品の発売、投資といった商業活動が増加しており、アジア太平洋地域におけるDNA合成装置市場の成長を後押ししています。2022年12月には、GSK、武田薬品工業、サノフィがバイオ医薬品製薬イノベーションプログラムと提携し、ワクチンや組換えタンパク質などの最先端のバイオ医薬品の研究・開発に着手しました。

ヨーロッパは、予測期間中に25%という高い市場シェアを獲得しており、DNA合成装置にとって大きな潜在的機会を提供すると予測されています。ヨーロッパでは、ワクチン製造における遺伝子合成の研究開発の増加により、市場が大幅に成長すると予想されています。

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DNA合成装置市場のトップ競合他社

1. Danaher
2. Twist Bioscience
3. Kilobaser
4. LGC Limited
5. CSBio
6. K&A Labs GmbH
7. DNA Script
8. OligoMaker ApS
9. PolyGen GmbH
10. Biolytic Lab Performance Inc.

最近の進展

• 2024年2月～ ダナハーは、シンシナティ小児病院医療センターとの提携を発表し、医薬品開発の初期段階における患者の安全性向上を目指します。
• 2024年3月～ Twist Bioscienceは、全エクソームシーケンス用のIVDR準拠Precision Dx製品を発表しました。
• 2024年3月 - LGCグループは、強化されたゲノムプロファイリングによるがん治療のパイオニアとなりました。