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Novozymes では、科学を行うことの意味の進化
企業の統計的有効化が、変化する地球に直面して、より再現可能な研究とより大きな影響にどのようにつながったか
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チャレンジ：気候変動の影響が加速しているため、科学的解決策への根本的な転換が求められています。この解決策は、これまでよりも大幅に革新的であり、より迅速に実現されます。 創造的で科学的に機敏なリーダーを指揮するノボザイムズは、完全に統計的に能力のあるグローバルな組織になるための困難なステップを踏むことで、この増大する課題に応えています。
解決： Novozymes は、新しいツールのライセンス供与だけでなく、JMP® と提携して、科学者が科学的実践で統計的手法を効果的に利用するために必要なプラットフォーム、トレーニング、およびサポートを科学者に提供しました。 ほんの一例として、同社の高度な科学的専門知識とさまざまな JMP 機能の組み合わせにより、Novozymes はわずか数年でバイオ燃料酵母の分野で「ゼロから世界のリーダー」になることができました。
結果：データ サイエンティストの Michael Akerman 氏は、エンタープライズ データ ワークフローが JMP に統合されたことで、Novozymes はより速く、より効率的に、より高品質の製品を構築できるようになったと説明しています。 さらに、彼は「バイオテクノロジーの未来を構築するためにより効果的な方法を使用しているため、企業としてのノボザイムズの影響は大きくなる可能性があります」と述べています。
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ヨーロッパで最も革新的なバイオテクノロジー企業の 1 つとして認められているコペンハーゲンに本拠を置く Novozymes は、最先端の科学を利用して、変化する地球の課題に取り組んでいます。 酵素と微生物の開発における同社の画期的な研究は、生分解性洗剤から植物ベースのジェット燃料まで、あらゆるものに見られるようになりました。
「ノボザイムズは、バイオテクノロジーの機能の限界を押し広げることに非常に熱心です」と、同社の農業および産業用バイオソリューション部門で働くデータサイエンティスト、マイケル・アッカーマンは言います。 化学工学のバックグラウンドを持つ Akerman は、バイオ燃料の実験で Novozymes でキャリアをスタートさせましたが、現在は、より効果的なデータ戦略を推進する上層部の支援の一環として、R&D における統計的実装をリードしています。
「私は科学がもっとデータドリブンであることを望んでいます」と彼は言います。 「一度に 1 つの要素に焦点を当てた、あるいは観察にさえ焦点を当てた古い方法で、本能的なレベルで行われている科学がたくさんあると思います。 私たちが住んでいる世界の複雑さを考えると、それだけでは十分ではありません。」
物理的なラボの限界を超えて
持続可能性に重点を置いているノボザイムズは、これらの複雑さと、より環境に優しい未来のためにそれらを克服するために必要なイノベーションを理解する上で、他の企業よりも優れた立場にあります。 その同じ精神が、最先端のデータ プラクティスで科学を強化しようとする深い分析変革を導きました。 Akerman は、同社がバイオ燃料などのコア分野でスループットを向上させようとしたとき、科学者が物理的なラボ仕様の限界をすでに押し上げていることを経営陣が認識したため、科学の価値を最大化するための新しいアプローチが必要になったと説明しています。
「世界がより複雑になり、より多くのニーズを満たし、そこに住む人々のために世界を改善するために、より多くの製品を出す必要があるため、品質基準を維持しながらそれらのニーズを満たすことはますます難しくなっています」と Akerman 氏は述べています。説明します。
「ノボザイムズのすべての科学リーダーは、科学をうまく行うことを本当に気にかけています。 彼らのほとんどは元科学者であり、科学組織から出てきました。 彼らは、科学を行うことが何を意味するのか[進化]を見たいと思っています。」 Novozymes にとって、その進化は、科学者がデータを使用する方法を再考することから始まりました。
科学についての革新的な考え方
Akerman は、Novozymes の経営陣のスポンサーと同様に、統計的アプローチには科学研究をより良い方向に変える可能性があると強く信じています。 最終的に、より良い科学とは、会社だけでなく世界中の人々にも価値をもたらすことを意味すると彼は指摘します。 その理由は多岐にわたります。
- 統計は科学の質を向上させます。 「現実の方法で質問に答え、[従来の]実験でよく見られるバイアスを回避できることは、科学にとって非常に重要です」とAkerman氏は言います。
- 統計はコストを削減できます。 「製品設計に誤りがあると、多大なコストがかかります」と彼は説明します。 「科学者が間違いなくうまくいくと言っていることが判明した場合、それが現実の世界ではうまくいかないことが判明した場合、それは会社にとって大きな損失です。」
- 統計的有効化により、科学者は自分のドメイン知識を最高レベルで使用できるようになります。 Akerman によると、生物学的システムは分析の観点から非常に複雑です。 「私たちはほとんどの場合、R&D の分野で働いています。そこでは、教科書から簡単に引き出せる設計に役立つ従来の最適化問題の制約に縛られることはありません。」
- 統計ツールは、より良いコラボレーションを促進し、既成概念にとらわれない考え方を促進します。 「私たちは、チームの他のメンバーと簡単に共有できるようにデータを収集するために、ラボ、データ、および知識共有プロセスの多くを自動化しました。 [科学者がデータ環境に慣れると] データの意味を理解するためにグループ全体が協力できるようになるため、サイロでの作業に戻ることはありません」と彼は言います。
最終的に、Novozymes が実験を行うためのよりスマートな方法と、それらの実験の結果を分析して個別化し、利害関係者と洞察を伝達するためのより効果的なツールを必要としていることは明らかでした。 「私は、同僚が効果的な実験計画法を使用し、より効果的な分析と視覚化を行うのを支援し始めました。 これは、私たちが統計を行う方法、そして最終的にはデータ サイエンスを行う方法の限界を押し広げることの一部です」と Akerman 氏は付け加えます。
「すべての科学者が独自の実験と科学の世界の独自の部分を所有しているため、Novozymes では統計を民主化する必要がありました。 すべての実験を分析するのを待っている統計学者はいません。むしろ、私たちは科学者が自分の仕事を分析することに頼っています。」
戦略的パートナーシップによる統計の民主化
多くの企業が中央の統計チームに科学者のサポートを頼っているのに対し、Akerman 氏は、Novozymes は企業レベルからの統計的有効化にアプローチするという別の方法をとったと説明しています。 すべての科学者には、統計的手法を研究に適用するために必要なツールとトレーニングが与えられます。
「分析のためにデータを渡され、レポートを [科学者に] 戻すだけの別の統計チームを持つことには、多くのリスクがあります」と彼は言います。 「ドメイン知識は絶対に不可欠です。」研究開発組織全体の統計能力を開発することにより、科学者は統計を使用して自分の生物学的専門知識を強化し、最終的にその過程でより深い製品知識を得ることができます。
もちろん、統計の民主化には 2 つの大きな課題があります。 1 つには、Novozymes は、科学者が統計的アプローチを正しく実行できるようにするためのトレーニングとリソースを科学者に提供する必要があります。 第二に、リーダーシップはトップダウンで採用を推進し、新しい方法論にまだ懐疑的であるかもしれない科学者を説得する必要があります。
Akerman 氏によると、両方の課題を克服する鍵は、JMP® と提携するという Novozymes の決定でした。 統計的発見ソフトウェアであり、実験計画法 (DOE) の業界リーダーである JMP は、Novozymes に、基本的なデータの視覚化から高度な関数データ モデリングまでの幅広い統計機能を提供しました。これらはすべて、任意のラップトップでコードなしで実行できるユーザー フレンドリーなプラットフォームにパッケージ化されています。 .
「JMP は、すべての科学者が信頼して使用できる数少ないツールの 1 つであり、適切に説明された賢明なデフォルトを使用して作業できます。つまり、プラットフォームで何が起こっているかがわかります」と Akerman 氏は言います。 「もちろん、JMP の視覚化ツールを使用すると、さまざまな変数がたくさんある場合でも、さまざまな角度からデータを簡単に見ることができます。 JMPに来てすぐにGraph Builderが好きにならない人を見たことがありません… また、[ユーザー] が実行したい分析や視覚化のために、すべてのドキュメントを簡単に利用できます。」
単なるソフトウェアではなく、Akerman 氏は JMP で Novozymes が大規模な分析の採用を推進するのに役立つパートナーシップの可能性を見出しました。 JMP は Novozymes と戦略的に協力して、データ ワークフローの改善の機が熟した分野を評価し、トレーニング、リソース、JMP 専門家へのアクセスで組織をサポートしたと彼は言います。
Novozymes の文化は統計的有効化に非常に重きを置いているため、組織はスキルアップからその実装を開始しました。 「私たちの科学者は全員、改善に関心を持っています。彼らは [科学的研究] をうまく行い、方法論を改善したいと考えています」と Akerman 氏は言います。 「しかし、誰もが最初に足を踏み入れたとしても、彼らは、教育システムが統計を必ずしも強調していない場所から来ていたので、科学者に見てもらいたいと思っています。」
幸いなことに、JMP は、産業問題解決のための統計的思考法 (STIPS) (JMP の無料オンライン コース) などのリソースと、JMP の主題専門家のアクティブなチームへのアクセスのおかげで、新しいトレーニングの広範な展開をサポートする主要なパートナーでした。 . Akerman 氏は次のように述べています。 STIPS は、実際に行っていることに基づいて、非常に具体的な方法でスキルを向上させるための非常に優れた入り口を提供します。」
ゼロから世界のリーダーへ
重要な勝利は、統計トレーニングの需要をさらに高め、データ駆動型科学の普及のペースを速めただけです。 これらの勝利の中で、おそらく最も劇的な成功を収めたのは、バイオ燃料酵母です。 酵素発現酵母の分野では比較的後発の Novozymes は、研究開発のペースを加速するために統計的変換を活用しようとしました。
部門の初期段階で、Akerman のチームは、データ共有を円滑にし、コミュニケーションを容易にし、進行中の作業をシームレスにするシステムの開発を求められていました。 「科学者たちは、私のチームと協力し、JMP で作業し、データ プラクティスを理解して、他の方法よりも効果的なデータを作成するために、多くのエネルギー、集中力、および努力を費やしました」と彼は説明します。 主な目標は、比較的最小限のスクリプトでデータ ワークフロー全体を合理化することでした。 この自動化により、再現性のレイヤーが追加されただけでなく、実験のペースが速まり、作業がより協力的になりました。
結果として得られたシステムである MissionControl for Biofuel は、イベント ハンドラーを使用して株の構築と設計からアプリケーション リサーチ ラボでのテストとスケールアップまでのアッセイ データを取得する JMP テーブルを備えています。 これらのデータ ストリームは、JMP と Python スクリプトの組み合わせによって収集され、複雑さのレベルに関係なく、科学者がデータを非常に簡単に走査して調べることができる形式で展開されます。 たとえば、MissionControl の動的インターフェース パネルには、遺伝子系統、測定された遺伝子型、製造可能性の概要、および実験履歴が表示されるため、科学者は従来のデータ アクセスの課題を回避できます。 Akerman 氏によると、このシステムは、以前は不可能だったデータ探索と製品理解の層を構築するための豊富なユーザー インターフェイス エクスペリエンスを提供します。
「[MissionControl] は、酵母科学が行われる方法のゲーム チェンジャーでした。多くのゲーム チェンジャーのシーケンスにおけるゲーム チェンジャーでした。最終的に、私たちのチームは、わずか数年でゼロからバイオ燃料酵母の世界的リーダーになることができました」と Akerman 氏は述べています。と言う。
JMP 自動化によるスケールアップにより、指数関数的な価値がもたらされます
標準化された自動化されたダッシュボードへのアクセスによって強化された統計手法を利用する権限が科学者に個別に付与されたことで、統計の民主化に対する Novozymes の賭けは何倍もの成果を上げました。 Akerman 氏によると、わずかな自動化であっても、統計ツールを科学者の手に渡すことの利点を拡大する上で重要でした。
「現在、分析を行っているすべての人は、分析の速度を上げ、自動化し、以前に行った分析を再利用しようとしています」と彼は言います。 「そのため、私のチームは現在、科学者が [自動化を通じて] データをより効率的かつ効果的に扱うのに役立つツールの構築に注力しています。」 JMP スクリプト言語 (JSL) を使用すると、特定の方法論をパッケージ化して複数の科学者に展開し、同じ方法を適宜再現できるようにすることが容易になります。 再現性があれば、実験結果の精度に対する信頼が高まると彼は言います。
Novozymes は、共有使用とバージョン管理を容易にする内部ツールを開発することにより、JMP アドインの構築と共有をさらに促進しました。 ユーザーは JMP の任意のプラットフォームから JSL スクリプトを保存し、会社のイントラネットにアップロードして、会社全体のユーザーが数秒で利用できるようになりました。 さらに、自動的に更新されます。
バイオテクノロジーの未来を築く
これらの成功やその他の成功を振り返ると、Akerman は Novozymes の科学だけでなく、より広範な科学的プロセスにおける有意義なイノベーションの可能性に明らかに力を入れています。 「科学を行っている同僚の意味で、つまり科学をより効果的で簡単に行うことができるという意味でも、時間の経過とともにデータを共鳴させることで世界への影響を大きくするという意味でも、生活を実質的に改善できることに興奮しています。単なる 1 回の実験を超えた、より有意義な方法で」と彼は言います。
「酵素製品であろうと微生物製品であろうと、より速く、より効果的に、より高品質なものを構築できれば、影響が大きくなります。 [エンタープライズ分析により] バイオテクノロジーの未来を構築するためにより効果的な方法を使用しているため、会社としての Novozymes の影響は大きくなる可能性があります。」
