世界の合成生物学市場：製品別、用途別、地域別（2025年～2030年）

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合成生物学の市場規模は2025年に197億5,000万ドルに達し、2030年には年平均成長率19.37%で478億8,000万ドルに達すると予測されています。
最近の成長は、概念実証の生物工学から大規模な生物製造への移行を反映しています。人工知能に導かれたタンパク質設計の進歩、遺伝子合成コストの低下、政府からの安定した資金提供により、技術革新サイクルが短縮され、参入障壁が低下しています。

企業のネット・ゼロへのコミットメントは、石油化学製品に代わるバイオベースの持続的な需要を生み出し、ゲノム編集や自動バイオファウンドリーにおける飛躍的な進歩は、医療、食品、特殊素材における対応可能なアプリケーションを拡大させています。
その一方で、二重使用規制や人材不足が成長の軌道を緩め、合成生物学市場全体において規制への対応と人材育成が重要な課題となっています。

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レポートの主なポイント

• 製品カテゴリー別では、コア製品が2024年に46.17%の売上シェアを占める一方、イネーブリング製品は2030年まで13.54%のCAGRで拡大すると予測。
• 技術別では、ゲノムエンジニアリングが2024年に合成生物学市場の33.86%を占め、バイオインフォマティクスとCADツールは2030年まで13.83%のCAGRで拡大。
• 用途別では、医療が2024年に合成生物学市場規模の54.15%を占め、食品と農業は2025年から2030年にかけて年平均成長率13.97%で上昇する見込みです。
• エンドユーザー別では、産業バイオテクノロジー企業が2024年に39.15%のシェアを占め、防衛・政府研究所がCAGR 13.35%で最速成長。
• 地域別では、北米が2024年に41.98%のシェアを獲得してトップであるのに対し、アジア太平洋地域は2030年までのCAGRが14.15%と最も急速に拡大しています。

政府とVCによる資金調達の急増

大規模な公的プログラムにより、バイオ製造業の事業拡大を支える資本プールが拡大しています。米国は、2040年までに国内の化学需要の30%をバイオベース生産で満たすため、150億米ドルを拠出する国家バイオテクノロジー構想法を制定した^[1]。中国は2024年に41億7,000万米ドルをバイオ製造インフラに充てることを約束し、技術主権の優先を表明しています。ホライズン・ヨーロッパのSYNBEEプロジェクトは、25カ国でスタートアップ企業を育成しており、SynBioBetaによれば、ベンチャー企業の資金調達はパンデミック前の水準を上回っています。このように公的資本と民間資本が合流することで、研究室のベンチからパイロットプラントまでの「死の谷」が短縮され、合成生物学市場全体の市場投入までの時間が短縮されます。

遺伝子合成のコスト曲線の低下

酵素的DNA合成は、数週間ではなく数日で数キロ塩基のコンストラクトを提供するようになりました。Ansa Biotechnologiesのプラットフォームは、現在1,000 bpを超える配列を合成し、2025年までに10,000 bpの能力を目標としています^[2]。Evonetixの半導体ベースのチップは、従来型のホスホロアミダイト化学よりも10倍速く遺伝子長断片を作製します。KilobaserとTelesis Bioのベンチトップ合成機は、小規模ラボのアクセスをさらに民主化します。これらのイノベーションは、代謝エンジニアリングやタンパク質最適化プロジェクトの反復コストを削減し、合成生物学市場全体の需要を強化しています。

AIによるタンパク質設計の採用

膨大なゲノムコーパスに基づき学習された基礎モデルは、タンパク質工学を予測的な学問分野に変えつつあります。Arc InstituteのEvo 2モデルは90%の精度で疾患変異を特定し、酵素の再設計を導きます。Basecamp Research社のZymCTRLは、トレーニングデータと30%の配列相同性しか持たない新規酵素を生成し、工業用生体触媒の探索領域を拡大。マサチューセッツ総合病院のPAMmlaが6400万個のCRISPR-Cas9バリアントを評価し、オフターゲットを最小化。Ginkgo Bioworksは、これらの機能をパブリックAPIを通じて公開し、設計・構築・テストのサイクルを短縮します。したがって、AIの統合はプロジェクトの成功率を高め、合成生物学市場でのサービス収益を促進します。

対応可能なアプリケーションを拡大する遺伝子編集プラットフォームのブレークスルー

Sc2.0プログラムによる合成酵母染色体synXVIの完成は、ゲノム規模の書き換え能力を示しています。イェール大学が従来の3倍の編集数で多重塩基編集を達成し、精密医薬の見通しが向上。マサチューセッツ工科大学（MIT）がPAMの制約を取り払ったコンパクトなTIGRシステムを公開。鎌状赤血球症に対するCASGEVYの承認は治療の先例となります。これらの進歩は、バイオ燃料から環境修復まで、合成生物学市場の新たなニッチ市場を開拓。

企業のネットゼロ義務化がバイオベースの化学物質、燃料、材料の需要を促進

政策シグナルは、低炭素化学に対する企業の意欲を増幅させます。バイデン政権は20年以内に石油由来プラスチックの90％を代替することを目指しています。ヨーロッパの循環型バイオベース・ヨーロッパ共同事業は、15のバイオリファイナリーに22億米ドルを割り当てました^[3]。Anthrogenの微生物は、大気中のCO₂を化石燃料の80％のコストでドロップイン化学物質に変換します。市場参入の障壁は、今や需要の不確実性よりもスケールアップの実行にかかっており、合成生物学市場をさらに活性化しています。

二重用途バイオ脅威規制の足かせ

政策立案者が遺伝子材料スクリーニングを強化するにつれて、コンプライアンス上の負担は増大しています。SecureDNAは、30bpを超える注文ごとに病原体データベースと照合し、顧客の機密性を保持しながらスクリーニングを行います。中国のバイオセーフティの枠組みは、遺伝子操作された微生物に厳しい監視を課す一方で、イノベーションを支援することを目的としています。ヨーロッパはバイオテクノロジー法を2026年第3四半期まで延期。フロンティアーズの調査では、AIによるバイオ自動化が立法サイクルを上回る可能性があり、新たなガバナンス・モデルが必要になると警告。合成生物学市場の小規模企業には、こうした規制を乗り切るための規制当局への対応力が不足していることが多く、製品の上市が遅れています。

バイオインフォマティクス・エンジニアの人材ボトルネック

ウェットラボでの生物学と計算モデリングの橋渡しをする専門家に対する需要は供給を上回っています。National Biotechnology Workforce Framework（全米バイオテクノロジー人材フレームワーク）では、バイオ製造業の雇用創出が航空宇宙や自動車の雇用を上回っていることを強調しています。ヨーロッパのSYNBEEプログラムは、25カ国のスキルアップと多様性イニシアティブに資金を提供しています。しかし、代謝モデル構築、デジタルツイン・バイオプロセシング、AIアルゴリズム展開などのハイブリッド・スキルについては、卒業生のパイプラインは依然として細いままです。産業界は社内アカデミーや大学との提携で対応していますが、能力の差は依然として合成生物学市場のスケールアップ速度を阻害しています。

セグメント分析

製品別 コア製品がビルド・テスト・サイクルを支える一方、イネーブリング製品がイノベーションを加速

DNA/RNA合成装置と遺伝子編集キットが研究室のワークフローに不可欠なインフラを形成しているため、中核製品が2024年の売上高の48.34%を占めています。エボネティクスのチップベース合成装置は、合成時間を10分の1に短縮し、定期的な消耗品需要を支えるハードウェア革新の代表例です。コア製品の合成生物学市場規模は、精度とスループットの継続的なアップグレードに支えられ、安定した成長が見込まれています。

エネイブル製品（オリゴヌクレオチド、クローニングベクター、無細胞システムを含む）は、2030年まで年平均成長率20.20%で成長すると予測され、これは製品クラスの中で最速です。ツイスト・バイオサイエンス社のAI安全性コンソーシアムへの参加は、安全なDNA調達の戦略的重要性を強調しています。最初の合成酵母ゲノムとプログラム可能な無細胞タンパク質工場は、合成生物学市場全体の消耗品ボリュームを拡大する複雑性のニーズの高まりを反映しています。

技術別 バイオインフォマティクスツールが設計を再定義する一方、ゲノムエンジニアリングが売上を独占

ゲノムエンジニアリングは2024年の合成生物学市場の33.86%を占め、CRISPR-Cas9の普及とTIGRのような新たな代替技術に支えられています。CASGEVYのような商業化のマイルストーンは、治療の収益プールを検証します。規制上の前例は、産業および農業ゲノム編集イニシアチブを促進し、この技術セグメントのリーダーシップを強化します。

バイオインフォマティクス＆CADツールは年平均成長率19.83%で拡大し、経験的な微調整をアルゴリズム誘導型エンジニアリングに変えます。CodonTransformerの複数種最適化フレームワークは、パス・ツー・ヒットのタイムラインを短縮すると研究者は述べています^[4]。AIモデルの規模が拡大するにつれ、サブスクリプション・ソフトウェアの売上は試薬の売上を上回るペースで増加し、合成生物学市場の金額別分布が再構築される見込みです。

アプリケーション別： 医療がキャッシュフローを牽引する一方、食品・農業は急拡大

医療は遺伝子治療用ベクター、mRNAワクチン、抗体ライブラリーを通じて2024年の売上高の54.15%を創出。Ginkgo Bioworks社によるNovo Nordisk社との提携拡大は、慢性疾患治療薬におけるプラットフォームの優位性を浮き彫りに。パール・バイオのメルク社との10億米ドルの共同開発契約は、多機能タンパク質を生産するためにゲノム的にコード化された有機体を活用しています。これらの投資は、合成生物学市場において医療が重要な位置を占めることを裏付けるものです。

食品と農業への応用は、精密発酵のコスト低下も手伝って年平均成長率18.97%を記録する見込みです。オネゴ・バイオは鳥インフルエンザの供給ショックを相殺するため、バイオアイデンティカル卵白タンパク質を拡大中。コロラド州立大学の遺伝子トグルスイッチは、オンデマンドの果実熟成制御を可能にします。このような技術革新は消費者の目に触れる機会を拡大し、農業食品分野に帰属する合成生物学市場規模を拡大します。

エンドユーザー別：産業バイオテクノロジー企業が採用をリード、防衛研究所が加速

産業バイオテクノロジー企業は、微生物シャーシを生産の主力に変えるため、2024年のエンドユーザー支出額の39.15%を吸収。プリミエント社がシノニム社と提携し、商務省の助成金を受けて発酵資産を改修したことは、国内のバイオインフラに向けた勢いを象徴しています。統合されたデジタルツインと連続発酵は、合成生物学市場全体のさらなる効率化を約束します。

国防・政府研究所は年平均成長率19.35%で最も急成長しているエンドユーザーグループです。DARPAのAg × BTOプログラムとBIOINTパラダイムは、迅速な反応のバイオセンサーを通じて農業バイオリスクを無力化する戦略的意図を示しています。政府研究所による安全な遺伝子合成サービスと自動化されたバイオファウンドリーの調達は、商業化されたスピンアウトに連鎖する可能性が高い。

技術プラットフォーム別： 自動化が生産を拡大し、AIが精度を向上

FAST-PBのようなロボット駆動型バイオファウンドリーが植物ゲノム編集と組織培養ワークフローを自動化し、高油分作物の開発期間を短縮。シェフィールド大学の自動運転ラボでは、ポリマー反応をリアルタイムで最適化し、手動で何週間も繰り返す手間を省きます。Trilobio社のプラグアンドプレイロボットにより、リソースに制約のあるラボにコード不要の自動化が実現。DNAナノロボットが脂質膜をプログラミングし、正確な薬物送達を実現。AIと自動化が融合することで、合成生物学市場はキログラムからキロトンの生産量へと拡大します。

地域分析

2024年の収益シェアは北米が43.57％。150億米ドルの連邦政府によるバイオ製造コミットメントが生産能力増強の足がかりとなり、ベンチャーキャピタルと確立された研究開発クラスターがスタートアップの形成を支えています。ギンコ・バイオワークスのプラットフォーム・パートナーシップとサーモフィッシャーサイエンティフィックの400億〜500億ドルのM&Aは、統合と規模の優位性を示しています。とはいえ、米国企業はバイオインフォマティクスの分野で人材のボトルネックに直面しており、連邦政府と州の規則が重複していることからコンプライアンス上の負担も大きく、この地域の合成生物学市場の成長を減速させる要因となっています。

アジア太平洋地域は年平均成長率22.14%で最も急成長している地域です。中国は、2024年の41億7000万米ドルの投資と2025年のさらなる投資に支えられ、影響力の大きいバイオテクノロジー論文と特許でヨーロッパを追い抜きました。上海のバイオテクノロジー・ハブは、併設された製造インフラと補助金制度を活用して商業化を加速。価格競争力のある生産能力により、この地域は主要な輸出プラットフォームとして位置付けられ、世界の合成生物学市場への影響力を強化しています。

ヨーロッパは、強固な持続可能性政策と断片的な規制の実施を併せ持っています。循環型バイオベース・ヨーロッパ構想では、16万5,000人の従業員を雇用する15のバイオリファイナリーに22億米ドルを投入。ホライズン・ヨーロッパのSYNBEEは25カ国に起業家支援を拡大。しかし、EUバイオテクノロジー法の遅れは、不確実性を長引かせ、プロジェクトの資金調達に遅れをもたらす可能性があります。インセンプラのような企業は、慎重な資本市場の中でも、化粧品用のバイオベース原料を拡大するために2000万米ドルを調達しています。ハードルはあるものの、ヨーロッパの循環型経済理念は、合成生物学市場において長期的な関連性を確保しています。

競争環境

合成生物学市場は、プラットフォームのスペシャリストや試薬サプライヤーがライフサイエンス・コングロマリットと共存しており、依然として適度に断片化されています。サーモフィッシャーサイエンティフィックが計画している30億ドル規模のオリンク買収は、差別化されたプロテオミクス資産を確保する戦略を強調するものです。Ginkgo Bioworksは、2026年までにEBITDA収支均衡を達成するため、人員再編により2億米ドルのコスト削減を進めています。一方、AMDによるAbsciへの2,000万米ドルの投資は、AIを活用した創薬に目を向けている半導体参入企業を示しています。

ホワイトスペース分野には、DNAformerが3,200倍の書き込み速度を実現するDNAデータ・ストレージが含まれます。DARPA（国防高等研究計画局）の微小重力下での宇宙構造物のバイオファブリケーションのコンセプトは、衛星配備のサプライチェーンの経済性を再定義する可能性があります。新興企業は独自のAIと自動化を活用して既存企業にスピードとコストで挑み、合成生物学市場全体で活発な競争を確保しています。

最近の産業動向

• 2024年1月 ライス大学、トランスレーショナルリサーチを加速するためライス合成生物学機関を設立。
• 2023年12月 アレン機関、チャン・ザッカーバーグ・イニシアチブ、ワシントン大学が細胞記録技術に特化したシアトル合成生物学ハブを発表。
• 2023年5月 ジェンスクリプト・バイオテックが、戦略的パートナーであるアロザイムズとともに、SynBioBetaで新しい合成生物学ツールを発表。

合成生物産業レポート目次
1. はじめに
1.1 前提条件と市場定義
1.2 調査範囲
2. 調査方法
3. エグゼクティブサマリー
4. 市場概況
4.1 市場概要
4.2 市場促進要因
4.2.1 政府とVCによる資金調達の急増
4.2.2 遺伝子合成のコストカーブの低下
4.2.3 AIによるタンパク質設計の採用
4.2.4 サプライチェーンの強靭性を確保するための農業・食品メジャーによる人工タンパク質と次世代作物の確保に向けた戦略的動き
4.2.5 対応可能な用途を拡大する遺伝子編集プラットフォームのブレークスルー
4.2.6 企業のネット・ゼロ義務化がバイオベースの化学物質、燃料、材料の需要を促進
4.3 市場の阻害要因
4.3.1 二重用途バイオ脅威規制の足かせ
4.3.2 バイオインフォマティクス・エンジニアの人材ボトルネック
4.3.3 DNAデータ保存基準の制限
4.3.4 遺伝子組み換え作物の採用に対する社会的・倫理的懸念
4.4 金額／サプライチェーン分析
4.5 規制情勢
4.6 技術的展望
4.7 ポーターのファイブフォース分析
4.7.1 新規参入者の脅威
4.7.2 買い手の交渉力
4.7.3 供給者の交渉力
4.7.4 代替品の脅威
4.7.5 競争上のライバル関係
5. 市場規模・成長予測（金額別）
5.1 製品別
5.1.1 主要製品
5.1.1.1 DNA/RNA合成装置
5.1.1.2 遺伝子編集キット＆酵素
5.1.2 イネーブリング製品
5.1.2.1 オリゴヌクレオチド
5.1.2.2 クローニングベクター
5.1.3 有効化製品
5.1.3.1 無細胞システム
5.1.3.2 エンジニアリングされた微生物
5.2 技術別
5.2.1 ゲノムエンジニアリング
5.2.2 DNA/RNA合成
5.2.3 バイオインフォマティクス＆CADツール
5.2.4 バイオプロセス＆オートメーション
5.3 アプリケーション別
5.3.1 医療
5.3.1.1 創薬
5.3.1.2 遺伝子・細胞治療
5.3.2 化学・バイオ燃料
5.3.2.1 特殊化学品
5.3.2.2 先進バイオ燃料
5.3.3 食品・農業
5.3.3.1 代替タンパク質
5.3.3.2 作物形質エンジニアリング
5.3.4 その他（バイオセキュリティ、環境、データストレージ）
5.4 エンドユーザー別
5.4.1 産業バイオテクノロジー企業
5.4.2 製薬・バイオファーマ
5.4.3 学術・研究機関
5.4.4 防衛・政府研究所
5.5 地域別
5.5.1 南米アメリカ
5.5.1.1 米国
5.5.1.2 カナダ
5.5.1.3 メキシコ
5.5.2 ヨーロッパ
5.5.2.1 ドイツ
5.5.2.2 イギリス
5.5.2.3 フランス
5.5.2.4 イタリア
5.5.2.5 スペイン
5.5.2.6 その他のヨーロッパ
5.5.3 アジア太平洋
5.5.3.1 中国
5.5.3.2 日本
5.5.3.3 インド
5.5.3.4 韓国
5.5.3.5 オーストラリア
5.5.3.6 その他のアジア太平洋地域
5.5.4 中東
5.5.4.1 GCC
5.5.4.2 南アフリカ
5.5.4.3 その他の中東地域
5.5.5 南米アメリカ
5.5.5.1 ブラジル
5.5.5.2 アルゼンチン
5.5.5.3 その他の南米アメリカ
6. 競争環境
6.1 市場集中度
6.2 市場シェア分析
6.3 企業プロフィール（グローバルレベルの概要、市場レベルの概要、コアセグメント、財務、戦略情報、市場ランク／シェア、製品・サービス、最近の動向を含む）
6.3.1 Thermo Fisher Scientific
6.3.2 Danaher (IDT & Cytiva)
6.3.3 Illumina
6.3.4 GenScript
6.3.5 Twist Bioscience
6.3.6 Amyris
6.3.7 Gingko Bioworks
6.3.8 Precigen
6.3.9 Novozymes
6.3.10 DSM-Firmenich
6.3.11 Zymergen
6.3.12 Synthetic Genomics (Viridos)
6.3.13 New England Biolabs
6.3.14 Inscripta
6.3.15 Benchling
6.3.16 Oxford Nanopore
6.3.17 Evonetix
6.3.18 Prokarium
6.3.19 Arzeda
6.3.20 Deep Genomics
7. 市場機会と将来展望
7.1 ホワイトスペースとアンメットニーズ評価

 

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