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Novozymes에서 과학 수행의 의미에 대한 진화
변화하는 지구에 직면하여 엔터프라이즈 통계 지원을 통해 더 재현 가능한 연구와 더 큰 영향을 가져온 방법
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도전: 기후 변화의 가속화되는 영향은 이제 그 어느 때보다 훨씬 더 혁신적이고 더 빠르게 도달하는 과학적 솔루션을 향한 근본적인 전환을 요구합니다. 창의적이고 과학적으로 민첩한 리더들과 함께 Novozymes는 통계적으로 완전한 능력을 갖춘 글로벌 조직이 되기 위한 어려운 조치를 취함으로써 점점 커지는 이러한 과제에 답하고 있습니다.
해결책: 새로운 도구 라이선스를 부여하는 것 외에도 Novozymes는 JMP®와 제휴하여 과학자들이 과학적 실무에서 통계적 방법을 효과적으로 사용하는 데 필요한 플랫폼, 교육 및 지원을 제공합니다. 한 가지 예를 들면, 회사의 높은 수준의 과학적 전문성과 다양한 JMP 기능의 결합으로 Novozymes는 단 몇 년 만에 바이오 연료 효모 분야의 "제로에서 세계 선두"로 성장할 수 있었습니다.
결과: 데이터 과학자인 Michael Akerman은 JMP에 통합된 기업 데이터 워크플로를 통해 Novozymes가 더 빠르고 효율적이며 더 높은 품질의 제품을 구축하고 있다고 설명합니다. 더욱이 그는 "우리가 생명공학의 미래를 구축하기 위해 보다 효과적인 방법을 사용하고 있기 때문에 회사로서 Novozymes의 영향력이 커질 수 있습니다"라고 말합니다.
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유럽에서 가장 혁신적인 생명공학 기업 중 하나로 인정받는 덴마크에 본사를 둔 Novozymes는 변화하는 지구 문제를 해결하기 위해 최첨단 과학을 사용하고 있습니다. 효소 및 미생물 개발에 대한 회사의 획기적인 연구는 이제 생분해성 세제부터 식물성 고기 대체품까지 모든 분야에서 찾아볼 수 있습니다.
회사의 농업 및 산업 바이오솔루션 부문을 지원하는 수석 데이터 과학 엔지니어인 Michael Akerman은 "Novozymes는 생명공학 작동 방식의 한계를 뛰어넘는 데 있어 매우 열정적인 태도를 가지고 있습니다."라고 말했습니다. 화학 공학을 전공한 Akerman은 Novozymes에서 바이오 연료 실험 분야로 경력을 시작했지만 이제는 보다 효과적인 데이터 전략을 위한 R&D 내 글로벌 초점의 일환으로 통계 구현을 이끌고 있습니다.
“저는 과학이 좀 더 데이터 중심적이기를 바랍니다.”라고 그는 말합니다. “한 번에 하나의 요소에 초점을 맞추거나 심지어 관찰과 직관에 초점을 맞춘 오래된 방법을 사용하여 직감 수준에서 수행되는 과학이 많이 있다고 생각합니다. 그리고 우리가 살고 있는 세상의 복잡성을 고려하면 그것만으로는 충분하지 않습니다.”
물리적 실험실의 한계를 넘어
지속 가능성에 초점을 맞춘 Novozymes는 보다 친환경적인 미래를 위해 이러한 복잡성과 이를 극복하는 데 필요한 혁신을 이해하는 데 있어 대부분의 회사보다 더 나은 위치에 있습니다. 동일한 정신이 최첨단 데이터 관행으로 과학을 강화하려는 심층적인 분석 혁신을 주도해 왔습니다. Akerman은 회사가 바이오 연료와 같은 핵심 영역에서 처리량을 늘리려고 노력하면서 과학자들이 이미 물리적 실험실 사양의 한계를 뛰어넘고 있다는 사실을 경영진이 인식하여 과학의 가치를 극대화하기 위한 새로운 접근 방식이 필요하다고 설명합니다.
"세상이 점점 더 복잡해지고 더 많은 요구 사항을 충족하고 세상에 사는 사람들을 위해 세상을 개선하기 위해 더 많은 제품을 출시해야 함에 따라 품질 표준을 유지하면서 [그러한 요구 사항을 충족]하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다." Akerman 설명합니다.
“Novozymes의 모든 과학 리더는 과학을 잘 수행하는 데 정말로 관심을 갖고 있습니다. 그들 대부분은 전직 과학자들이고, 과학단체를 통해 올라온 이들이다. 그들은 과학을 한다는 것이 무엇을 의미하는지에 대한 진화를 보고 싶어합니다.” Novozymes의 경우 이러한 진화는 과학자들이 데이터를 사용하는 방식을 재구상하는 것에서 시작되었습니다.
과학에 대한 혁신적인 사고 방식
Akerman은 Novozymes 리더십의 후원자들과 마찬가지로 통계적 접근 방식이 과학 연구를 더 나은 방향으로 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 굳게 믿습니다. 그는 궁극적으로 더 나은 과학은 회사뿐만 아니라 전 세계 사람들에게 가치를 제공하는 것을 의미한다고 말합니다. 그 이유는 다양합니다.
- 통계는 과학의 질을 향상시킵니다. Akerman은 “질문에 실제적인 방식으로 답하고 [전통적인] 실험에서 흔히 볼 수 있는 편견을 피하는 것이 과학에 매우 중요합니다.”라고 말합니다.
- 통계를 통해 비용을 줄일 수 있습니다. “제품 디자인을 잘못하면 비용이 많이 듭니다.”라고 그는 설명합니다. "과학자들이 확실히 효과가 있을 것이라고 말하는 내용을 발표했는데 현실 세계에서는 효과가 없는 것으로 밝혀지면 이는 회사에 막대한 비용이 됩니다."
- 통계적 지원을 통해 과학자들은 자신의 도메인 지식을 최고 수준에서 사용할 수 있습니다. Akerman은 생물학적 시스템이 분석적 관점에서 볼 때 매우 복잡하다고 말합니다. "우리는 교과서에서 쉽게 꺼낼 수 있는 설계에 적합한 전통적인 최적화 문제 제약 조건에 얽매이지 않는 R&D 분야에서 거의 항상 작업하고 있습니다."
- 통계 도구는 더 나은 협업을 촉진하고 고정관념에서 벗어난 사고를 촉진합니다. “우리는 나머지 팀과 쉽게 공유할 수 있는 방식으로 데이터를 캡처하기 위해 많은 실험실, 데이터 및 지식 공유 프로세스를 자동화했습니다. [과학자들이 데이터 환경에 익숙해지면] 이제 전체 그룹이 데이터의 의미를 이해하기 위해 함께 작업할 수 있기 때문에 사일로 작업으로 돌아가지 않을 것입니다.”라고 그는 말합니다.
궁극적으로 Novozymes는 실험을 수행하는 보다 스마트한 방법과 이러한 실험 결과를 분석 및 개별화하고 이해관계자와 통찰력을 전달할 수 있는 보다 효과적인 도구가 필요하다는 것이 분명했습니다. “경력 초기에 저는 효과적인 실험 설계를 사용하고 보다 효과적인 분석과 시각화를 수행하기 위해 동료들과 함께 앉아 있었습니다. 이는 통계, 그리고 궁극적으로 데이터 과학을 수행하는 방법에 대한 한계를 뛰어 넘는 부분입니다.”라고 Akerman은 덧붙입니다.
“요즘에는 모든 과학자가 자신의 실험과 과학계의 일부를 소유하고 있으므로 Novozymes에서 통계를 민주화해야 합니다. 모든 실험을 분석하기 위해 기다리는 통계학자는 없습니다. 오히려 우리는 과학자들이 자신의 작업을 분석하는 데 의존합니다.”
전략적 파트너십을 통한 통계의 민주화
많은 기업이 과학자를 지원하기 위해 중앙 통계팀에 의존하고 있는 반면, Akerman은 Novozymes가 다른 전략을 취하여 기업 수준에서 통계 지원에 접근했다고 설명합니다. 모든 과학자에게는 통계적 방법을 연구에 적용하는 데 필요한 도구와 교육이 제공됩니다.
“분석할 데이터를 전달받은 후 보고서를 다시 [과학자에게] 전달하는 별도의 통계팀을 구성하는 데는 많은 위험이 있습니다.”라고 그는 말합니다. "도메인 지식은 절대적으로 중요합니다." 전체 R&D 조직의 통계 역량을 개발함으로써 과학자들은 통계를 사용하여 자신의 생물학적 전문성을 강화하고 궁극적으로 그 과정에서 더 깊은 제품 지식을 얻을 수 있습니다.
물론 통계의 민주화에는 두 가지 큰 과제가 따른다. 우선, Novozymes는 과학자들이 통계적 접근 방식을 올바르게 실행할 수 있도록 하는 교육과 리소스를 제공해야 합니다. 둘째, 리더십은 새로운 방법론에 여전히 회의적일 수 있는 과학자들을 설득하여 하향식 채택을 추진해야 합니다.
Akerman은 두 가지 과제를 극복하는 열쇠는 Novozymes가 JMP®와 협력하기로 한 결정이라고 말했습니다. 통계 발견 소프트웨어이자 실험 계획법(DOE) 분야의 업계 선두주자인 JMP는 Novozymes에 기본 데이터 시각화부터 고급 기능 데이터 모델링까지 광범위한 통계 기능을 제공했습니다. 이 모든 기능은 모든 노트북에서 코드 없이 실행할 수 있는 사용자 친화적인 플랫폼에 패키지되어 있습니다. .
“JMP는 모든 과학자가 과학적 통찰력을 얻기 위해 자신있게 사용할 수 있다고 생각하는 몇 안 되는 도구 중 하나입니다. 모든 분석에는 플랫폼에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알려주는 잘 설명된 합리적인 기본값이 있습니다.”라고 Akerman은 말합니다. “물론 JMP의 시각화 도구를 사용하면 다양한 변수가 있는 경우에도 다양한 각도에서 데이터를 매우 쉽게 볼 수 있습니다. 저는 JMP를 사용하면서 Graph Builder를 즉시 좋아하지 않는 사람을 본 적이 없습니다… 그리고 [사용자]가 원하는 분석이나 시각화를 위해 모든 문서를 쉽게 사용할 수 있습니다.”
JMP에서 Akerman은 단순한 소프트웨어 그 이상으로 Novozymes가 분석 채택을 대규모로 추진하는 데 도움이 될 수 있는 파트너십의 잠재력을 보았습니다. JMP는 Novozymes와 전략적으로 협력하여 데이터 작업 흐름을 개선할 수 있는 영역을 평가하고 교육, 리소스, JMP 전문가에 대한 액세스를 통해 조직을 지원했다고 말합니다.
Novozymes의 문화와 통계적 지원을 통해 조직은 기술 향상을 통해 구현을 시작했습니다. Akerman은 "우리 과학자 모두는 개선에 관심이 있습니다. 그들은 [과학 작업을] 잘 수행하고 방법론을 개선하기를 원합니다."라고 말합니다. "그러나 모든 사람이 먼저 뛰어들었음에도 불구하고 그들은 교육 시스템에서 내가 과학자들에게 보고 싶은 만큼 통계를 반드시 강조하지 않는 곳에서 왔습니다."
다행스럽게도 JMP의 무료 온라인 과정인 STIPS(산업 문제 해결을 위한 통계적 사고)와 JMP 주제 전문가로 구성된 활동적인 팀에 대한 액세스 덕분에 JMP는 새로운 교육의 광범위한 출시를 지원하는 주요 파트너였습니다. . Akerman은 다음과 같이 말합니다. “Novozymes의 과제는 과학자들이 통계 분야의 속도를 높이고 새로운 기술을 배우는 데 필요한 리소스에 액세스할 수 있도록 하는 것이었습니다. 이것이 바로 STIPS가 매우 효과적이라고 생각하는 이유입니다. STIPS는 실제로 하고 있는 일에 대해 매우 구체적인 방법으로 기술을 향상시킬 수 있는 정말 좋은 진입로를 제공합니다.”
0에서 세계의 리더로
중요한 승리는 통계 교육에 대한 수요를 더욱 강화하고 데이터 기반 과학의 확산 속도를 가속화했습니다. 이러한 승리 중에서 아마도 가장 극적인 성공은 바이오연료 효모에서 이루어졌습니다. 효소 발현 효모 분야에서 상대적으로 후발주자인 Novozymes는 R&D 속도를 가속화하기 위해 통계적 변환을 활용하려고 했습니다.
부서의 초기 단계에서 Akerman의 팀은 데이터 공유를 원활하게 하고, 의사소통을 쉽게 하며, 지속적인 작업을 원활하게 만드는 시스템을 개발하라는 요청을 받았습니다. "과학자들은 우리 팀과 협력하고, JMP를 사용하고, 데이터 관행을 이해하여 데이터를 이전보다 더 효과적으로 만들기 위해 많은 에너지와 집중력, 노력을 쏟았습니다."라고 그는 설명합니다. 주요 목표는 상대적으로 최소한의 스크립팅으로 전체 데이터 워크플로우를 간소화하는 것이었습니다. 이러한 자동화는 재현성을 한층 더 높였을 뿐만 아니라 실험 속도를 가속화하고 협력적인 노력을 더욱 강화했습니다.
결과 시스템인 바이오연료용 MissionControl은 이벤트 핸들러를 사용하여 응용 연구실에서의 테스트 및 확장을 통해 균주 구성 및 설계에서 분석 데이터를 가져오는 JMP 테이블을 갖추고 있습니다. 그런 다음 이러한 데이터 스트림은 JMP와 Python 스크립트의 조합을 통해 수집되고 과학자들이 복잡성 수준에 관계없이 데이터를 매우 쉽게 탐색하고 조사할 수 있는 형식으로 배포됩니다. 예를 들어 MissionControl의 동적 인터페이스 패널은 유전적 계통, 측정된 유전자형, 제조 가능성 요약 및 실험 기록을 표시하므로 과학자들은 기존의 데이터 액세스 문제를 우회할 수 있습니다. Akerman은 이 시스템이 이전에는 불가능했던 데이터 탐색 및 제품 이해 계층 구축을 위한 풍부한 사용자 인터페이스 경험을 제공한다고 말합니다.
"[MissionControl]은 효모 과학이 수행되는 방식에 대한 게임 체인저였습니다. 수많은 게임 체인저의 게임 체인저였습니다. 궁극적으로 우리 팀은 단 몇 년 만에 바이오 연료 효모 분야의 제로에서 세계 리더로 성장할 수 있었습니다."라고 Akerman 말한다.
JMP 자동화를 통한 확장으로 엄청난 가치 제공
과학자들이 개별적으로 통계 방법을 활용할 수 있는 권한을 부여받고 표준화된 자동화 대시보드에 대한 액세스가 강화되면서 통계의 민주화에 대한 Novozymes의 투자는 여러 번 성과를 거두었습니다. Akerman은 소량의 자동화라도 통계 도구를 과학자의 손에 제공함으로써 얻을 수 있는 이점을 확대하는 데 매우 중요하다고 설명합니다.
“분석을 수행하는 모든 사람들은 이제 분석 속도를 점점 더 높이고 자동화하려고 노력하며 이전에 수행했던 분석을 재사용하려고 노력하고 있습니다.”라고 그는 말합니다. "이것이 바로 우리 팀이 이제 과학자들이 [자동화를 통해] 데이터를 보다 효율적이고 효과적으로 작업할 수 있도록 도구를 구축하는 데 집중하고 있는 이유입니다." 그는 JSL(JMP 스크립팅 언어)을 사용하면 특정 방법론을 쉽게 패키지화하고 이를 여러 과학자에게 배포하여 그에 따라 동일한 방법을 재현할 수 있다고 덧붙였습니다. 재현성은 실험 결과의 정확성에 대한 신뢰를 구축한다고 그는 말합니다.
Novozymes는 공유 사용 및 버전 관리를 용이하게 하는 내부 도구를 개발하여 JMP 추가 기능의 구축 및 공유를 더욱 장려했습니다. 이제 사용자는 JMP의 모든 플랫폼에서 JSL 스크립트를 저장하고 회사 인트라넷에 업로드하여 회사 전체의 사용자가 몇 초 안에 사용할 수 있습니다. 게다가 자동으로 업데이트됩니다.(자세한 내용은 Akerman의 2021 Discovery Summit 강연을 시청하세요. 사진을 업로드하는 것만큼 쉬움: 자동으로 추가 기능 구축, 공유 및 업데이트 .)
생명공학의 미래를 건설하다
이러한 성공과 다른 성공을 되돌아보면서 Akerman은 Novozymes의 과학뿐만 아니라 더 넓은 과학 과정에서 의미 있는 혁신의 전망에 분명히 힘을 얻었습니다. “과학을 더 효과적이고 쉽게 수행하는 동료들의 삶을 물질적으로 개선할 수 있다는 점과 시간이 지남에 따라 데이터가 공명하도록 함으로써 세상에 미치는 영향을 더 크게 만들 수 있다는 점에서 삶을 물질적으로 개선할 수 있다는 사실이 저를 기쁘게 합니다. 단순한 실험을 넘어 좀 더 의미 있는 방식으로 말이죠.”라고 그는 말합니다.
“우리가 효소 제품을 개발하든, 미생물 제품을 개발하든, 더 빠르고, 더 효과적으로, 더 높은 품질로 제품을 만들 수 있다면 영향력이 커질 것입니다. [엔터프라이즈 분석을 통해] 생명공학의 미래를 구축하기 위해 보다 효과적인 방법을 사용하고 있기 때문에 회사로서 Novozymes의 영향력이 커질 수 있습니다.”
