記事は長く、前編・後編の2つに分かれています。

抽象的な表現です：

        合成生物学は、生物学に標準化、モジュール化などの工学的概念を導入し、生物を深く変化させたり、人工生命体を構築することによって、生命の法則に対する人類の科学的理解を継続的に拡大・深化させる、生物学の新しい学際領域である。 合成生物学を基盤とする合成バイオテクノロジーは、生化学、医薬、食品、日用ファインケミカル、農業などの産業において、幅広い用途と大きな経済・社会的価値を持ち、ベンチャーキャピタルからの注目と投資が高まっている。 技術系ベンチャー企業のコア技術の知的財産権リスクは、ベンチャーキャピタル投資の成否を左右する重要な要因である。 合成バイオテクノロジーは、人間の科学的認知の限界と、急速に発展している現状から、いくつかの領域特性を持ち、ベンチャーキャピタル機関の関心を引くはずである。 本稿では、まず合成生物学とその産業技術の現在の発展状況および関連する国内外のベンチャーキャピタル投資を概観し、次に合成生物学が直面する一般的な科学的矛盾の分析に基づいて対応する投資リスクを概説し、ベンチャーキャピタル投資の異なる段階に従ってこの技術分野に特徴的ないくつかの知財リスクについて考察している。

カタログ

ベンチャーキャピタルから見た合成バイオ知的財産リスクの特徴と対応策を紹介（前）

序文

I. 合成生物学入門

              (l) 合成生物学の意味

              (II) 合成バイオテクノロジーの産業応用

II.合成バイオテクノロジーに対するベンチャーキャピタルの投資状況

III.合成バイオテクノロジーの一般的な特徴とそれに対応する投資リスク

引用

ベンチャーキャピタル投資の観点から見た合成バイオ知的財産リスクの特徴とその対処法(下)

IV.様々な投資段階における合成バイオテクノロジー知的財産リスクの特徴とその対応

      (I) 投資前のデューデリジェンス段階

              1.一般的なリスクの特徴

              2.特許の無償実施に伴うリスクの特徴

              3.特許性リスクの特徴

              4.特許出願のリスク

      (ll) 投資後のマネジメントステージ

              1.特許権侵害救済におけるリスクの特徴

              2.パテントプールのリスク

      (lll) 投資の出口タイミング

V. まとめ

参考文献の引用

序文 

        合成生物学は、今世紀に入ってから発展してきた最先端の生物学の一分野であり、ターミネーター、プロモーター、RNA結合部位、転写因子結合部位など、最も基本的な機能を持つ生物由来の遺伝子単位（Biological Parts）を人工的に改変あるいは新たに設計し、工学的発想で生物モジュールやシステムを構築し、生物を改変あるいは新たに生み出すことを大きな特徴としています。 合成生物学は、生物学、工学、物理学、バイオテクノロジーを組み合わせたものです。 合成生物学は、生物学、工学、物理学、化学、数学、コンピューターなどの分野が交差して生み出されるもので、その研究成果は、医療、食品、農業、化学工業、環境保護など多くの経済分野に影響を与え、経済的・社会的に大きな価値があります。 世界の科学技術大国・地域は、合成生物学の発展に多くの関心と支援を注いでいます。 中国は2010年から重点基礎研究開発プログラム（以下、973プログラム）で「合成生物学」テーマ研究の展開を開始し、中国における合成生物学の発展に重要な基盤を築いてきました。 2018年、その中で 2018年、科学技術部は「973プログラム」に基づき、国家重点研究開発計画の「合成生物学」重点特別プロジェクトを立ち上げ、「人工ゲノムの合成と高バージョン筐体細胞」の展開に力を注いでいます。 特別プロジェクトでは、「人工ゲノム合成と高バージョンシャーシ細胞」、「人工コンポーネントと遺伝子ライン」、「人工細胞および複合生物系の合成代謝」、「実現技術システムとバイオセーフティ評価」という4つの大きな課題に取り組んでいます。 人工細胞の合成と高バージョンシャーシ細胞」「人工成分と遺伝子ライン」「人工細胞の合成代謝と複雑な生物システム」「実現技術システムとバイオセーフティ評価」という4つの主要タスクは、11のモジュールと47の研究方向性をカバーしています。 産業政策のレベルでは、第12次5カ年計画以降、バイオ経済発展計画の中に合成生物学が含まれており、2022年5月10日に国家発展改革委員会が発表した第14次5カ年バイオ経済発展計画では、さらに 2022年5月10日に国家発展改革委員会が発表した「バイオエコノミー発展第14次5カ年計画」では、「合成生物学の技術革新を推進し、計算設計、ハイスループットスクリーニング、生物製造株の効率的発現、精密制御のキーテクノロジーを突破し、新薬開発、疾病治療、農業生産、物質合成、環境保護、エネルギー供給、新材料開発への応用を秩序立てて推進する」ことが明確に求められています。

        ベンチャーキャピタルは、科学技術の火を灯すための資本燃料である。 合成生物学技術は、高い経済価値、グリーン、低炭素、幅広い産業破壊をもたらすことから、ベンチャーキャピタルに注目されています。 米国のベンチャーキャピタルは2010年以前からこの活動に投資し、Amyris、Ginkgo Bioworks、Zymergen（2022年にGinkgo Bioworksと合併）、Bolt Threads、Intrexonなどの有名な初期段階の技術企業を育ててきたが、2017年からは 2017年以降、この分野における世界のベンチャーキャピタルの開催数や企業の資金調達総額は大きく伸び、現在もその傾向が続いており、2021年には世界の合成生物学スタートアップ企業が180億米ドル以上の資金調達を行い、過去12年間（2009年から2020年）の累積資金調達総額に迫る勢いとなっています。 例えば、2022年1月に中国初の合成生物学系スタートアップの一つであるBluephaが総額15億元のシリーズB3ラウンドの資金調達完了を発表し、2022年末近くには生化学が数千万元のプレAラウンドの資金調達完了を発表し、数千万ドル規模の また、数千万人民元のPre-Aラウンドと数千万人民元のエンジェルラウンドの資金調達が完了したことを発表しました。

        現在、合成バイオテクノロジーの新興企業は一般的に産業発展の初期段階にあり、その主な資産は技術的な知的財産であり、これはVCが投資先企業を調査・評価する際に重要な評価軸となっています。 リスクコントロールは、常にベンチャーキャピタルの事業の成否を決める重要な要素である。 従来、知財リスクコントロールは、投資前のデューデリジェンス段階での知財所有権調査やリスク分析が主であったが、合成生物学は、生物系の深い変換と「収束」イノベーションによりバイオテクノロジーを新しい歴史段階に導いた （Consultgent Innovation）。 しかし、合成生物学は、生物系の深い改変と「収束的」イノベーションにより、バイオテクノロジーを新たなステージに導いた。それに伴う知的財産権には、これまでのバイオテクノロジーとは異なる多くの特徴があり、ベンチャーキャピタル業界が真剣に考慮すべき知的財産権リスクコントロールの新たな要件が生み出されているのです。

        同時に、すべての国の知財法制度に共通する、公益の保護、公共の安全の確保、道徳・倫理観の原則を忘れてはならない。 例えば、ノースカロライナ大学チャペルヒル校疫学科のラルフ・バリック教授は、2005年にSARSに似た新しいコロナウイルスを開発し合成した。 この特許は、2020年にスイスのベルン大学の研究チームが合成によって活性の高い新規コロナウイルスを試験管内で大量に得たという報告とともに、現行の特許制度への疑問や生物兵器製造技術の拡散への懸念があり、今後の国内特許法の改正につながるかどうかは定かではありません。 これが今後、各国の特許法の改正につながるかどうかはわからない。 同様の先例として、米国の特許法では、核兵器製造のための技術に関する特許の付与を禁止している。 遺伝子編集赤ちゃん」事件で実刑判決を受けた南方科技大学元准教授の何建奎氏のように、人間の尊厳のために、ヒト胚のゲノムを改変することやヒト胚を発明の基礎とすることが一般に禁止されていることはよく知られています。 例えば、欧州司法裁判所は、かつてバイオテクノロジー特許指令98/44/ECを参照して、ヒト卵細胞を「ヒト胚」と解釈し、また、中国の特許審査指針第II部 特許審査ガイドラインの第1章3.1.2項では、受精後14日以内の生体内発生を経ていないヒト胚を幹細胞の分離・取得に用いることは、「公衆道徳に反する」という理由で否定できないとしています。 この違いは、バイオテクノロジーにおける知的財産権の道徳的・倫理的リスクを評価する際に、特許が常に領土的境界を持つ排他的権利であることから、国際的な違いを考慮に入れる必要があることを思い起こさせるものである。

        合成生物学は、その意味合いも広がりも複雑であり、それ自体が活発な発展段階にある。 合成バイオテクノロジーの知的財産権リスクについて包括的かつ洞察的な議論を行うことを意図しているわけではなく、注目されている業界特有の知的財産権リスクとそれに対応する戦略について、ベンチャーキャピタルとしての視点を提供し、本稿が読者に有用な洞察を与えることを期待している。

I. 合成生物学概論

(l) 合成生物学の意味

合成生物学は、21世紀初頭に登場した最先端の生物学の一分野である。1980年にバーバラ・ホボムが遺伝子組み換え技術を説明するために作った造語で、分子生物学やシステム生物学の発展を受けて、2000年にエリック・クールが米国化学会年次総会で再び紹介したものである。 2003年に国際的に「システム生物学の遺伝子工学と工学的手法に基づく人工生物システムの研究」と定義された。 合成生物学は一般に、遺伝子、遺伝子制御部品、シグナル伝達経路、代謝ネットワークから細胞まで、あらゆる生物レベルの人工的な設計・合成を含み、遺伝子工学や細胞工学などのバイオテクノロジー分野に工学原理・手法を適用することを特徴とし、生物、工学、物理、化学、数学、コンピュータなどの学際的アプローチで構成されています。 合成生物学には2つの意味があり、1）清華大学のWang Xiaowoのグループによる大腸菌の新しい遺伝子プロモーターの設計・生成や、2010年にアメリカの著名な独立生物学者J. Craig Venterによる完全合成ゲノムを含む最初の自己複製人工ゲノムの開発などの新しい生物部品、モジュール、システムの設計・構築である。 2010年に独立系生物学者として著名なJ.クレイグ・ベンターが米国で開発した、完全合成ゲノムを含む自己複製型の人工マイコプラズマ「シンシア」、2． 天然生物を改造し、様々な化合物を発酵・生産するための遺伝子組み換え工業株などのことです。

        システム生物学は合成生物学の主要な学問的基盤であり、「ボトムアップ」と「トップダウン」の2つに大別され、「トップダウン」アプローチでは これに対し、合成生物学は、新規の生体成分、モジュール、システムを合成すること、すなわち合成と構築に焦点を当てた「ボトムアップ」のフォワードエンジニアリング戦略に関わるものである。 もちろん、この2つの分野では、さまざまな異なるアプローチも用いられています。 もちろん、この2つの分野には同じ手法も多く、密接に関連しています。 合成生物学はシステム生物学を抜きにしては語れませんし、人工的に設計・最適化した生体システムの研究は、システム生物学の研究に新しい対象やツールを提供し、システム生物学の知識を豊かにしてくれることでしょう。 合成生物学は、システム生物学の次のステップで、生物学研究の考え方が「解析」から「合成」へ、「部分的」から「全体的」へと移行する傾向がある。 "遺伝子組み換え技術の「その場修正・最適化」とデータ取得 "に続く、複雑な生命システムの「合成」「構築」の高次元化でもあるのです。 データの取得・解析から始まる遺伝子工学やゲノム技術を経て、バイオテクノロジーは工学的なモデル設計やモジュール製造など、より高いレベルへと昇華しています。 合成生物学の登場は、現代生物学が「知識の構築」というトップダウン型から「構造の構築」というボトムアップ型に進化したことを意味する。 合成生物学の登場は、現代生物学が「物的知識」という「トップダウン」から、「積み上げ」「知識と行動の一体化」という「ボトムアップ」の段階へと進化したことを意味しています。

        合成バイオテクノロジーはゲノム技術に基づいているが、従来のバイオテクノロジーのように自然の遺伝子を模倣するのではなく、複雑な生命システムをゼロから合成することができる検証可能な技術である。 合成生物学は、電子工学の分野で集積回路を設計・製造する技術的な考え方を応用し、それまで欠けていた工学的な厳密さを生物学に導入し、遺伝子回路に関する研究が早くから盛んに行われました。 遺伝子回路に関する研究活動や成果は、この分野の発展の初期に数多く現れている。 この遺伝子回路は、電子回路の機能を模倣したもので、各種ロジックゲート、チェンジオーバースイッチ、双安定スイッチなどを搭載しています。 このように、合成生物学の初期には、標準化、モジュール化、デカップリングという工学的概念が、この科学界のコンセンサスとなったのです。 合成バイオテクノロジーには3つの基本要素がある。第1に、自然界から分離され、人為的な特性評価がなされ、改変や組み換え、さらには設計・創作が可能な標準化された生物学的成分の使用、第2に、ゲノムとシステム生物学の知識に基づく生物ネットワーク、さらには制御装置の設計と、モジュールの合理的組み換えと設計、第3に、現代のバイオテクノロジーと関連する物理・化学的知識と技術の使用である。 第三に、現代のバイオテクノロジーとそれに関連する物理・化学的な知識・技術を利用して、最適化された生物システムを人工的に設計・構築し、さらには新しい生物を獲得することである。

        今世紀に入ってから合成生物学は急速に進展し、研究の主流は標準化された生体部品の設計から、複数の生体部品やモジュールの統合、複数のモジュール間の協調動作の設計による複雑な生体システムの構築、代謝ネットワークの流れの微細制御へと発展し、「細胞工場」を構築するようになりました( 医薬品、化合物、機能性材料、代替エネルギーなどを大量生産するための「細胞ファクトリー」。

(ll) 合成バイオテクノロジーの産業利用合成生物学の意義

        合成生物学の手法と理論の活用、生物学的プロセスまたは生物の標的設計、改変、さらには再合成、エネルギー、化学、生物医学、農業、材料などの問題解決のための微生物、細胞、タンパク質（酵素）などの新しい生物ツールの創造は、技術革命の新しい波をもたらし、人々の生活に関わるバイオテクノロジー主要問題の解決に長期的戦略意義と実際的意義を持つことになるだろう戦略的な意義がある。

        近年、世界の石油資源や価格、環境保護、地球温暖化などの影響から、合成生物学をエネルギー分野に応用する考え方も出てきている。 米国、EU、ドイツ、オランダでは、合成生物学研究に投じられた資金のうち、かなりの割合がバイオエネルギー研究に費やされている。 例えば、米デュポン社は大腸菌を使って重要な工業原料である1,3-プロパンジオールを合成した。ファルネセン誘導体は3号航空パラフィンよりはるかに高いエネルギー密度を持ち、燃料添加剤として使用すると性能が大幅に向上し、航続距離が効果的に伸び、軍事・戦略上重要な爆弾搭載量が増加することができる。 合成生物学のパイオニアである米国Amyris社は、合成バイオテクノロジーにより糖をファルネセンに直接変換することで、ファルネセンの価格を95％以上引き下げた。

        化学物質の生産に合成バイオテクノロジーを利用することは、環境に優しく、エネルギー効率が高く、再生可能な原材料を使用できるという戦略的な利点があります。 合成バイオテクノロジーでは、人工生物成分を用いて微生物の代謝経路を改変し、天然微生物では非効率的に合成されるデンプンやグルコースなどの低価値炭水化物を高付加価値化学製品に効率的に変換することができる。合成生物学は、天然には存在しない生化学反応や同化経路を設計し、天然微生物では合成できない分子、例えば新しい人工合成を効率的に合成することさえ可能である 天然微生物では合成できない分子や、人工的にデザインされた新しい分子など。 現在、人類は合成バイオテクノロジーを用いて、アミノ酸（リジン、アラニンなど）、有機酸（コハク酸、リンゴ酸など）、芳香族化合物（レボドパ、カフェ酸、フェルラ酸など）、テルペノイド（スクアレン、アルテミシニン、ジンセノサイドなど）、糖置換型甘味料（アルルース、ステビアなど）など多くのファインケミカル、食品添加物や医薬品を製造できるようになった。

        これらの生物学的に製造された化合物は、特に健康や食品の分野で大きな商業的可能性を持っています。 自然界では、例えばアルテミシニンは、アルテミシアが生成するセスキテルペンエステルのエンドペルオキシドで、WTOがマラリアの治療薬として推奨しているが、自然界での生成量は非常に少ない。 アルテミシニンの化学合成は難しく、コストがかかるため、アルテミシニンが不足し、多くの患者がタイムリーに治療を受けられないという問題があります。 アメリカのJ.D.キースリング教授のグループによる10年にわたる研究の結果、細胞あたりのアルテミシン酸の収量が100万倍になり、1回あたりの薬価も10米ドルから1米ドル未満に下がったという。 この研究により、キースリングはアメリカの雑誌『ディスカバリー』から、2006年に最も影響力のある科学者の一人に選ばれている。 研究者の長年の努力により、ジンセノサイド、ステビオサイド、ロディオサイド、アスパラギン、キンセンカ、リコピン、β-カロテン、サルビアニューケトン、バラやジャスミンの花からの芳香物質など、薬用・経済用植物からの天然物のバイオ製造ルートを開拓し、生産効率を大幅に改善することができました。 現在の技術水準では、1000m² の工房でのジンセノサイドの合成能力は6.7×107m² の人参栽培に相当し、1000m² の工房でのリコピンの合成能力は4×107m² の農業栽培に相当し、コストは植物栽培抽出の1/4、アスパラギン生合成のコストは植物抽出の1/200、品質は完全に化学合成の代わりになる ．

        長鎖二塩基酸は重要な基礎工業製品であり、主に高分子材料（ナイロン）の合成に使用され、近年では香料、医薬品、塗料などの工業生産にも使用されている。 当社の上場企業であるKaiser Bio社が生産するバイオベースの長鎖二塩基酸は、現在、世界市場で圧倒的な地位を占めています。 ポリヒドロキシ脂肪酸エステル（PHA）は、100年近く前から科学者の夢の材料とされてきた完全分解性のバイオプラスチックですが、化学合成のコストが高いため、長い間その用途は限定されていました。 合成バイオテクノロジーの進歩により、PHAの生合成は大量生産に成功することが期待されています。 合成生物学のスタートアップ企業であるマイクロストラクチャーワークスは、1,000トンのPHA実証ラインの効率的な生産を完了し、年産3万トンのPHA生産拠点の建設に着手しています。

        合成バイオテクノロジーは、農業育種の効率を大幅に向上させることができる。 従来の交配や初期の分子育種法に比べ、研究者は高度な合成生物学のツールを用いて作物ゲノムに迅速かつ正確で複雑な改変を加え、収量やストレスに対する抵抗力の向上、有用栄養素の増加といった目標を達成するとともに、従来の育種プロセスの不確実性に伴うリスクも低減できる、例えば、Zhu & Nagvi 例えば、ZhuとNagviらは、複数の遺伝子とプロモーターからなる代謝経路を組み合わせてトウモロコシに導入することで、βカロットに富むトウモロコシ植物を得ることに成功しました。 合成生物学的アプローチにより、畜産・水産動物にプロバイオティクスや酵素などの飼料添加物を提供し、飼料要求率の向上や特定の栄養素を製品に添加することが可能になりました。 デュポンは、飼料添加物としてサーモンオイル中の有用脂肪酸含量を高めるために使用されてきた油脂生産酵母ヤロウイア・リポリティカのゲノムを大幅に改変し、EPAとDHAを豊富に含む菌株を取得しました。

        世界経済協力開発機構（OECD）の予測によると、化学品の総生産量に占めるバイオベースの化学品やその他の工業製品（バイオメディカル製品を除く）の割合は、2030年までに35%に増加すると予想されています[5]。 合成バイオテクノロジーは、人類が社会の発展において直面する深刻な課題に対応するために、経済発展モデルを根本的に変え、社会の安定と調和ある発展を促すと同時に、大きな社会的富をもたらすことができます。

II. 合成バイオテクノロジーにおけるベンチャーキャピタルの投資状況

        合成生物学は、遺伝子工学、第二世代シーケンシング（NGS）に続く「バイオテクノロジーにおける第三の革命」と広く認識されている。 政府や非営利団体がいち早く合成バイオテクノロジーに投資し、例えば、2004年には合成生物学のパイオニアであるキースリング教授がビル・アンド・メリンダ・ゲイツ財団から4260万ドルの助成金を受け、アルテミシニンの微生物合成を開発した。 続いて、グローバルベンチャーキャピタルから出資を受けることになりました。 その後、世界のベンチャーキャピタルがこの分野に注目し始め、2013年から2015年にかけて小さな投資ブームを起こし、一時的に落ち着いた後、さらに多くの投資機関が参加し、2017年後半から年間の投資総額が増え続けています。 図1に示すように、米国の合成生物学コミュニティをリードするSynBioBetaによると、2021年には世界の合成バイオテクノロジー新興企業が180億米ドル以上の資金を調達し、過去12年間（2009年から2020年）の累積資金総額に迫るとされています。 同時に、図2に示すように、個人の投資額も増加している。

図1.2009-2021年合成生物学ベンチャー投資額

(出典：SynBioBeta、2021年4Q 合成生物学ベンチャー投資報告書。2022年)

        中国の資本市場では、2020年8月にカイザイバイオが合成生物学銘柄として初めて科学技術革新委員会に上場したことをきっかけに、合成生物学ベンチャーキャピタル活動が活発化し、例えば、2021年7月に合成バイオテクノロジープラットフォーム企業のボタ・バイオサイエンスが1億米ドル以上のシリーズBファイナンス完了を発表、2022年1月にハイタイドが1億米ドル以上を調達しています。 2022年3月には、ステートクリエーションズが4回目の資金調達を完了し、累計1億米ドルを超える資金を調達、2022年5月には、威遠総合がマトリックスパートナーズ主導による1億元近いエンジェルラウンドの資金調達完了を発表、2022年6月には、延威技術がセコイア中国とFengrui Capitalが共同で主導した5千万人民元のエンジェルラウンド資金調達を完了と発表しています。 2022年6月、燕尾科技はSequoia ChinaとFengrui Capitalが主導する5000万人民元のエンジェル資金調達ラウンドを完了したことを発表した。

図2 合成生物学ベンチャーキャピタルの平均ディール金額と投資イベント数（2009年～2021年

(出典：SynBioBeta、2021年4Q 合成生物学ベンチャー投資報告書。2022年)

        合成生物学そのものが異分野融合型の学問であり、技術的なツールやアプリケーションも多岐にわたるため、その産業回路は非常に多様なものとなっています。 コア技術の分類によれば、合成生物学産業全体は、上流、中流、下流に分けられる。上流技術は、核酸/遺伝子合成、遺伝子編集、生体成分ライブラリー、各種組織学技術、さらに生体情報技術や人工知能など、合成生物学の上流技術だけでなくすべての現代バイオテクノロジーの基盤技術であるイネーブルテクノロジーと呼ばれており、中流技術は生体成分の設計・開発用のプラットフォーム技術か 合成生物学の上流技術だけでなく、現代のあらゆるバイオテクノロジーの基盤技術であり、中流技術は、タンパク質指向性進化技術プラットフォーム、自動株開発プラットフォームなど、生体成分や生体の設計・開発のためのプラットフォーム技術、下流技術は、主に上流・中流技術を応用した特定の人工生物の構築や特定の製品のバイオマニュファクチャリングプロセスが含まれます。 合成バイオテクノロジー産業の初期段階において、ベンチャーキャピタルは、ツイスト・バイオサイエンス、DNAスクリプト、イチョウバイオワークス、ザイマーゲンなど、上流の実現技術や中流のプラットフォーム技術に、戦略的に位置づけようと、大規模な投資を好んで行った。 これらの企業の多くは、現在、単独で、あるいは従来の大手企業と共同で、特定の応用技術の開発を積極的に模索している。 これらの企業の多くは、独自に、あるいは従来の大手企業との提携により、アプリケーションに特化した技術を積極的に模索しています。 また、投資家の間でも、具体的な製品が世に出なければ、企業は真の商業的価値を開発できず、業界の持続可能性につながらないという認識が広まっています。 図3に示すように、SynBioBetaによると、2021年の投資額は、アプリケーションカテゴリーの合成バイオテクノロジー企業が最も多く、年間総投資額の約77.4%を占め、人工株研究開発プラットフォームカテゴリーの中流企業が約14.8%、残りの10%弱のシェアを遺伝子/ゲノム合成・シーケンス、BioCAD、クラウドラボ/自動化が獲得した。 上流技術企業が受けた。

図3.合成生物企業が受けた投資の技術タイプ別シェア（2021年）

(出典：SynBioBeta、2021年4Q 合成生物学ベンチャー投資報告書。2022年)

III. 合成バイオテクノロジーの一般的特徴とそれに伴う投資リスク

        生物学的現象や法則の「無限」性と、それに対する人間の知識の有限性との間の大きなギャップは、合成バイオテクノロジーにおける根強いパラドックスであり、技術の商業的価値を損なう危険性をはらんでいる。 今日まで、デモクリトス、ガリレオ、ベーコン、ニュートン、デカルトなどが創造し、発展させた理論に基づき、還元主義（reductionism）が現代科学の支配的パラダイムとして台頭してきた。 最新のEncyclopaedia Britannicaでは、還元主義を「哲学において、ある実体はより単純な、あるいはより基本的な実体の集合または組み合わせである、あるいはこれらの実体の表現はより基本的な実体の表現という観点から定義できるとする考え方」と定義している。 還元論は、全体は部分に分解でき、高次のレベルは低次のレベルに還元でき、物事は大から小へ、上から下へ、浅から深へ理解できるとするものである。 現代の生物学は、還元主義的な思考に従って生物に対する理解を深め、全体から臓器、組織、細胞、小器官、そしてタンパク質や核酸などの生体分子へと理解レベルを分解し、最終的に生命の本質を細胞内で起こる生化学反応と生体分子間の生物物理現象の連続として説明することに成功している。 例えば、生物のゲノムが完全に解読されても、ゲノムの非コード領域にある大量の一塩基多型遺伝子座（SNPs）と生物学的表現型の因果関係は説明できず、ビッグデータによってのみ相関関係を見出すことができる。医学の分野では、次のようなことがわかっている。 また、同じ標的薬に対して、同じ変異遺伝子座を持つ個々の腫瘍患者の反応も大きく異なる。 合成生物学の基盤の一つであるシステム生物学の登場は、生物学研究の新しいパラダイムとしてのシステム理論の幕開けとなったが、システム生物学は依然として遺伝子、タンパク質、多糖類などの還元論的知見に基づいており、全体に関する知見は生物システムの一部の「スナップショット」または「リアルタイム」連続観測に限られるレベルであった。 全体を知るレベルは、まだ生体システムの一部を「スナップショット」または「リアルタイム」で連続的に観察する程度にとどまっている。 科学としての合成生物学は、新しい「ボトムアップ」の概念を採用し、システム理論の哲学に従い、部分の設計から全体の組み立てまで、システムの最適化を重視し、全体は部分の和よりも大きい、人工的に構築した生物システムの研究を通じて生物システム全体の理解を深め、「知識の構築」という目標を達成します。 「合成バイオテクノロジーの目標は、生物学の自然法則を意図的に利用して生物を変化させ、人間のニーズに合った生物を構築することです。 第一に、現在の科学環境では、合成バイオテクノロジーは、システム理論の概念を用いて生成できる自然法則の数に限界がある。第二に、合成バイオテクノロジーに用いられる標準化された人工生物部品とそれを用いて構築された人工遺伝子回路は、天然の遺伝子構造の単純化であり、特に人工生物部品の特徴付けや遺伝子型-表現型の関係の手段に関する理解はまだ非常に不完全で、技術の発明者は人工遺伝子回路がどのように構築されるかについて全く分かっていない。 この技術の発明者たちは、人工的な遺伝子回路がシャーシ生物の中でどのように機能し、それが生物学的システムにどのような影響を及ぼすのか、包括的に理解していたわけではない。繰り返すが、合成バイオテクノロジーで使われる工学的概念は電気工学から借りてきたものであり、生物の世界は「均質化」した電子の世界よりはるかに複雑であったのだ。 J. クレイグ・ベンター研究所が発明した世界初の「完全合成ゲノム」であるシンシアのゲノムでさえ、天然の微生物マイコプラズマ・フィリフォルミスのゲノムを簡略化したものであり、情報の損失や元のシステムとのミスマッチが必然的に発生するものである。 その結果、限られた生物学的知識と単純化された工学的概念で複雑な生物システムを操作する際に、人間は必然的にかなりの不確実性に直面することになる。

        技術は、アーリーステージの技術系ベンチャー企業の成否を決める主要な要因の一つであり、技術的な知的財産は、現在、合成バイオテクノロジーのベンチャーキャピタル投資において重要視される次元である。 合成バイオテクノロジーの不確実性は、その知的財産の商業的価値にリスクをもたらすものであり、この不確実性は、現代のシステム生物学と合成生物学の急速な進歩によってさらに悪化することになるだろう。 合成バイオベンチャーが直面する知財リスクは、主に3つの分野で顕在化している：

        1.基礎研究で発見され続ける新しい生命現象や法則は、既存の技術の高度化を覆す。 例えば、1987年の時点で、大腸菌の遺伝子iapの3'末端に29塩基を含む相同性の高い繰り返し配列があり、それが32塩基を含む配列と分離しているのを偶然発見したが、当時、科学者はこの配列の生物学的意義を理解していなかった。 20年以上にわたる継続的な研究の結果、これが外来遺伝子の侵入に対する細菌の古くからの防御機構であることがようやく解明されたのである。 その結果、CRISPR（Cluster Regularly Spaced Short Palindromic Repeats）/Casヌクレアーゼという技術が誕生したのである。 その少し前に登場した人工ヌクレアーゼを介したジンクフィンガーヌクレアーゼ（ZFN）や転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ（TALEN）は急速に商品価値が低下した。

        2.生物系の複雑さ、多様性から、合成バイオテクノロジーの代替技術として様々な可能性があること。 人工代謝経路の構築には、生体成分の選択、遺伝子発現の強度やタイミングの設計、代謝の流れの制御などが含まれる。異なる要因の組み合わせは、数学的には多項式方程式の解と捉えることができ、生体システムを総合的に理解しなければ、市販の代謝経路は実は局所最適解に過ぎず、全体最適解には到達しない可能性があるのだ。 このように、生体システムの理解が進むと、現在の局所最適解よりも優れた産業用性能を持つ解が、生体実験を通じて発見されることはほぼ必然である。 これらの新しい代謝経路の設計は、まだ先行特許の保護範囲内かもしれないが、新規性、進歩性、実用性のある他の競合技術の出現を理論的に排除することはできない。 各国の特許権の保護期間は一般に20年であるが、バイオテクノロジーの進歩が著しい現在の技術環境では、投資機関が特許権の価値の償却期間を短縮することは合理的であると考えられる。 企業のコア技術の審査では、知的財産権の商業的価値に加えて、技術陣の技術反復能力という側面も重要で、企業が技術的リーダーシップを維持できるかどうかという判断材料になると考えられる。 キーです。

        3.生物系に対する人間の理解の限界を考えると、人工生物の安全性に対する潜在的脅威を確信することはできない。例えば、初期のウイルスベースの遺伝子治療技術は、治療を受ける患者に癌を引き起こすことが知られていた。 病原性が不明な遺伝子組換え微生物が工業用として流出した場合、どのような影響があるのか？ もう一つの極端な例として、同種骨髄移植を受けた患者の精子ゲノムがドナーのゲノムに変化したことが報告されているが、この場合の移植が人為的に改変された幹細胞であったとしたらどうだろう。 合成バイオテクノロジーには、倫理的な問題も潜在していることがわかります。

        以下の記事では、ベンチャーキャピタルの視点から、投資プロセスの様々な段階における合成バイオ知財リスクの特徴と対応について、目安として述べています。