微生物叢分析の科学：DNA探偵がサプライチェーンに取り組む

犯罪を解決するために探偵が長い間展開してきたタイプのフォレンジック手法を使用して、サプライチェーン内の製造品の出所を特定できるようになりました。

Phylagenはサンフランシスコを拠点とするデータ分析会社であり、商品や材料を農場、倉庫、または工場までさかのぼって追跡するためのプラットフォームを開発しました。このツールは、世界中で見られるユニークな種類の天然微生物である微生物叢を利用しています。これらの微生物にコード化された遺伝情報は、生物学的指紋に相当するものを作成します。

この技術は、食品、繊維、そしておそらく最も重要な偽造品など、さまざまな製品に適用できます。今日のデータサイエンティストは、たとえば運動靴のほこりを調べて、それが製造された正確な工場を自信を持って判断できます。 Phylagenの共同創設者兼最高経営責任者であるJessicaGreenは、次のように述べています。「環境微生物叢は、地球上で最大の未開発のデータセットです。」

Phylagenを設立する前は、オレゴン大学の教授であり、そこで遺伝地図と微生物叢科学の両方を研究していました。彼女の研究室では、これら2つの分野を組み合わせて、細菌、真菌、ウイルスなど、さまざまな種類の微生物が場所によってどのように異なるかを調査しました。

他の研究者は、花粉の検査に基づいて同様のプラットフォームに取り組んでいました。しかし、グリーンと彼女のチームは、花粉遺伝子だけでなく、それを覆っている他の生物も配列決定することができました。

その結果、汚染された食品の出所を農場や加工工場までさかのぼって追跡したり、認可された工場で材料が生産されていることを確認したり、偽造を防止したり、テロと戦ったりするなど、さまざまな目的に使用できるツールが得られます。

科学者は2003年にヒトゲノムのマッピングを完了しました。しかし、ごく最近になって、DNAシーケンスのコストが、メーカーやグローバルサプライチェーンによる日常の使用に経済的に実現可能になったところまで下がっています。そして、テクノロジーの価格は実質的に週ごとに下がり続けています、とグリーンは言います。

使いやすさが向上するにつれて、ハードウェアのコストも下がっています。 Greenが2014年にPhylagenを設立したとき、ハンドヘルドシーケンサーは市場に出ていませんでした。それ以来、機器のサイズは劇的に縮小しました。同時に、人工知能と機械学習の進歩により、デバイスはよりスマートで効果的になりました。

Phylagenは微生物マップを作成しており、世界中の場所でエンコードされているすべての遺伝情報を表示しています。たとえば、特定の工場の空気には、独特のプロファイルを持つ目に見えないほこりのモートが含まれます。遺伝物質をシーケンスデータ（基本的には、すべての生物の遺伝暗号を構成する一連の文字）に変換することにより、Phylagenは場所ごとに自然に発生するバーコードを生成します。

遺伝物質は、流通センターに移動し、パッケージに封入されている場合でも、製造された製品に残ります。発酵する農産物については、機械学習から派生したさまざまなアルゴリズムを適用しています。食品は、土壌に存在する固有の遺伝物質を調べることで、農場にまでさかのぼることができます。その農場の特定の部分でさえもです。

Greenはまた、微生物叢分析を使用して、製造された製品に紛争鉱物（たとえば、コンゴ民主共和国の一部で採掘されたもの）が存在することを確認することも想定しています。同様の調査により、持続可能でない事業や人権侵害に関与している場所から得られたパーム油の使用を特定することができます。

グリーンは、微生物叢分析を使用することで、2013年にバングラデシュのラナプラザ工場が崩壊し、1,134人の労働者が死亡し、約2,500人が負傷したなどの過去の悲劇を防ぐことができたと考えています。この施設は、多くの主要なアパレルブランドの無許可の非公開請負業者として運営されていました。

Phylagenはまだ開発の初期段階にあります。 2月には、いくつかのベンチャーキャピタルプロバイダーが主導するシリーズAの資金調達で1400万ドルを発表しました。グリーン氏によると、この資金は会社のサービスと微生物叢データベースの拡張に使われる予定です。

Phylagenは現在の顧客の開示を拒否しましたが、「現在、世界中の製造拠点に同社のソリューションを展開している北米の大手ブランドや小売業者」が含まれていると述べています。

現在の形では、この技術は小売およびアパレル商品に適用されています。グリーンは、食品や農業を含む他の市場に投資しているブランドと提携する「絶好の機会」を見ています。ただし、現時点では、Phylagenは消費者向けパッケージ商品への展開を拡大することを目指しています。

グリーンは、農民がどのタイプの微生物が彼らの製品に影響を与えているかを理解するのを助ける技術の最終的な能力にさらなる価値を見ています。この情報は、品質と安全性を向上させるために使用できると彼女は言います。

ファイラゲンは、世界の微生物叢マップを作成するための「順調に進んでいる」とグリーン氏は言います。データベースが拡張するにつれて、彼女はテクノロジーが予測リスク分析で追加のアプリケーションを見つけることを期待しています。

「これが関係のないプラットフォームは考えられません」と彼女は言います。