米国の計算生物学市場 サイズとシェア 2025 - 2034

米国計算生物学市場規模

米国の計算生物学市場は、2024年に32億米ドルに達しました。Global Market Insights Inc.が発表した最新レポートによると、市場規模は2025年の35億米ドルから2034年には95億米ドルに達し、予測期間中の年平均成長率（CAGR）は11.7%となる見込みです。市場の高い成長率は、ヘルスケアにおける人工知能および機械学習の継続的な進歩、ゲノム研究とプロテオーム研究の拡大、創薬・医薬品開発活動の増加、個別化医療および精密医療の導入拡大など、複数の要因によるものです。
 

計算生物学は、コンピューティング手法、ソフトウェアアルゴリズム、数学的フレームワークを用いて生物学的データを分析し、その意味を導き出す学際的な科学分野です。ゲノム、タンパク質、細胞ネットワークなど、複雑な生物学的システムを理解するうえで重要な役割を果たします。この分野は、生物学、コンピューターサイエンス、数学、統計学を融合し、研究および医療の進歩を促進します。
 

米国の計算生物学市場における主要企業には、Thermo Fisher Scientific、BIO-RAD、DASSAULT SYSTEMES、Illumina、QIAGEN、Schrödingerなどがあります。これらの企業は、製品・サービスの継続的なイノベーションに取り組むだけでなく、地域展開と研究開発への大規模な投資を通じて、市場における強固な地位を維持しています。
 

市場規模は2021年の17億米ドルから拡大し、2023年には27億米ドルに達しました。実績期間の成長率は25.1%でした。この成長は、ゲノミクスおよびプロテオミクスにおける先進的な計算ツールの導入拡大、バイオインフォマティクスおよび人工知能を活用した研究への投資増加、精密医療への取り組みの拡大、ならびに国内における創薬・医薬品開発プロセスの迅速化に対する需要の高まりによるものです。
 

ゲノミクス、プロテオミクス、その他のオミクス研究の拡大により、計算生物学ツールへの需要が高まっています。研究者は、大規模なデータセットを解析し、バイオマーカー、疾患経路、潜在的な創薬標的を迅速に特定するため、バイオインフォマティクスソフトウェアやアルゴリズムへの依存を強めています。データの複雑性が高まり続けるなか、この傾向は市場拡大をさらに加速させると予想されます。
 

さらに、米国の製薬企業およびバイオテクノロジー企業は、研究開発プロセスを効率化するため、計算生物学に多額の投資を行っています。インシリコモデリング、分子ドッキング、シミュレーションなどの手法により、高コストな実験室での試験の必要性を軽減できます。創薬候補の特定や臨床試験結果の予測における効率性の向上が、市場需要の力強い成長を促しています。
 

さらに、計算生物学への人工知能および機械学習の統合が、創薬と疾患モデリングを変革しています。これらの技術により、タンパク質構造の予測、生物学的システムのシミュレーション、治療候補の特定をより効率的に行えるようになります。精度の向上と市場投入までの時間短縮が、製薬企業およびバイオテクノロジー企業における導入を促進しています。
 

米国計算生物学市場の動向

米国の計算生物学業界では、その成長と発展を形作るいくつかの注目すべき動向が見られます。生物学的モデリングへの AI とディープラーニングの統合、クラウドベースのバイオインフォマティクス・プラットフォームの拡大、マルチオミクスデータ統合の台頭、学術界と産業界の連携強化などの要因が相まって、業界の成長を促進しています。
 

• AI 技術とディープラーニング・アルゴリズムは、タンパク質フォールディングの予測、遺伝子発現解析、複雑な生物学的システムのシミュレーションに段階的に活用されています。その結果、創薬、構造生物学、診断において、精度と効率の両方を活用する傾向が反映されています。AI ベースの自動化は、計算生物学ワークフローの処理において徐々に存在感を高めています。
   
• クラウドコンピューティングは、データの保存、共有、計算能力の面で生物学研究に革新をもたらしています。米国の研究機関やバイオテクノロジー企業は、大規模なゲノムデータ解析や共同研究に適したクラウドベースのプラットフォームを段階的に導入しています。従来型の手法からデジタル方式への移行により、大規模な生物学データセットの拡張性、リアルタイムアクセス、費用対効果の高い管理が可能になっています。
   
• さらに、米国の大学、製薬企業、計算生物学のスタートアップ企業間の連携が、イノベーションを加速させています。共同研究プロジェクトと共有データエコシステムが、新たなアルゴリズムや予測モデルの開発を促進しています。この動向は、理論生物学と創薬・ヘルスケアにおける実用的な応用を結び付け、持続的な市場成長を支えています。
   

米国計算生物学市場の分析

主要な市場動向を把握するには

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ツール別に見ると、米国の計算生物学市場は、分析ソフトウェア・サービス、データベース、ハードウェアに分類されます。分析ソフトウェア・サービスセグメントは、高度なデータ分析ツールへの需要の高まり、生物学的モデリングにおける AI 駆動型アルゴリズムの統合、大規模なゲノムデータおよびプロテオミクスデータの解釈におけるクラウドベース・プラットフォームへの依存度の高まりを背景に、2024年に 45.4% の大きな市場シェアを確保し、市場での優位性を確立しました。同セグメントは、予測期間中に年平均成長率（CAGR）11.9%で成長し、2034年までに 44億米ドルを超えると予測されています。
 

一方、データベースセグメントは、12%の CAGR で成長すると予測されています。同セグメントの成長は、生物学データおよびオミクスデータ量の増加、研究連携における集中型データリポジトリの導入拡大、ゲノミクスおよび創薬における効率的なデータ管理・検索システムへの需要の高まりによって促進されています。
 

• 分析ソフトウェア・サービスセグメントは、市場を引き続き支配しています。ゲノムデータ、プロテオームデータ、トランスクリプトームデータの急激な増加により、高度な分析ソフトウェアおよびサービスへの需要が高まっています。研究者は、大規模なデータセットを効率的に処理・解釈するための高性能な計算ツールを必要としています。このデータ量の急増が、ソフトウェアソリューションと外部委託分析サービスの双方の導入を促進しています。
   
• クラウドベースのソフトウェアとサービスとしてのソフトウェア（SaaS）は、拡張性と費用対効果に優れたデータ分析ソリューションを提供します。米国の研究機関や企業は、リモートコラボレーション、データ共有、オンデマンドの計算能力を実現するこれらのモデルを好んで採用しています。この動向が、分析ソフトウェアおよびサービスプロバイダーの成長を加速させています。
   
• データベース分野の売上高は 2024 年に 11 億米ドルとなり、2025 年から 2034 年にかけて年平均成長率（CAGR）12%で安定的に拡大すると予測されています。この分野の成長は主に、大規模なゲノム、プロテオームおよびマルチオミクスデータの生成量増加により、適切な保存・管理が必要となっていることに起因します。さらに、中央集約型でアクセス可能かつ相互運用性を備えたデータリポジトリへの需要が研究活動を支える主要因となっており、その結果としてバイオテクノロジー企業と製薬企業の間でクロスライセンスも進んでいます。
   
• ハードウェア分野は 2024 年に大きな売上高を占め、予測期間中に 10.5%の CAGR で成長すると見込まれています。この分野は、複雑な生物学的シミュレーションや大規模データセットを処理するための高性能コンピューティングシステムおよび専門的な実験機器への需要増加により牽引されています。さらに、シーケンシング装置、画像処理機器、データ処理インフラの進歩が、研究および臨床用途におけるハードウェアソリューションの導入を後押ししています。
   

用途別に見ると、米国の計算生物学市場は、細胞・生物学的シミュレーション、創薬・疾患モデリング、前臨床医薬品開発、臨床試験、人体シミュレーションソフトウェアに分類されます。細胞・生物学的シミュレーション分野は 2024 年に市場をリードし、売上高は 11 億米ドルとなり、予測期間中に 11.8%の CAGR で成長すると見込まれています。
 

• HPC リソースの利用可能性が高まったことで、複雑な細胞プロセスをより高速かつ高精度にシミュレーションできるようになっています。研究者は生物学的システム全体をインシリコでモデル化できるため、高コストな実験室試験への依存を低減できます。この能力が、学術分野と産業界の双方で導入を促進しています。
   
• さらに、細胞応答のシミュレーションにより、研究者は臨床試験前に薬効と毒性を予測できます。これにより、従来の in vitro および in vivo 試験に伴う時間、コスト、リスクを削減できます。シミュレーションプラットフォームの効率性が市場成長を促進しています。
   
• 創薬・疾患モデリング分野は 2024 年に大きな売上高を占め、予測期間中に 12.1%の CAGR で成長すると見込まれています。創薬および疾患モデリングの成長は、新たな治療標的の特定と複雑な疾患メカニズムの理解を目的として、マルチオミクスデータの利用が拡大していることに支えられています。さらに、AI と機械学習の統合により予測精度が向上し、潜在的な医薬品候補をより迅速に特定できるようになっています。
   
• 前臨床医薬品開発分野の売上高は 2024 年に 4 億 6,340 万米ドルとなり、2025 年から 2034 年にかけて 11.5%の CAGR で安定的に拡大すると予測されています。この分野の成長は、動物試験への依存を低減し、初期段階の研究を加速させるインシリコモデルへの需要増加により促進されています。さらに、高度なバイオインフォマティクスツールによって医薬品の挙動と毒性を精密にシミュレーションできるため、臨床試験前の候補化合物の選定が改善されています。
   
• 臨床試験分野は 2024 年に大きな売上高を占め、予測期間中に 11.3%の CAGR で成長すると見込まれています。この分野の成長は、患者層別化と最適化された試験設計に予測分析を活用することで、効率性と成功率が向上していることにより支えられています。さらに、リアルワールドデータとバイオマーカーの統合により、より標的を絞った適応的な試験プロトコルが可能になっています。
   
• 人体シミュレーションソフトウェア分野は 2024 年に大きな売上高を占め、予測期間中に 8.4%の CAGR で成長すると見込まれています。この分野は、医薬品の効果や疾患の進行を仮想的に検証し、高コストな in vivo 実験への依存を低減する必要性により牽引されています。また、多様な患者集団における反応をモデル化することで、個別化医療も可能にします。
   

サービス別に見ると、米国の計算生物学市場は契約型と内製型に分類されます。2024年は契約型セグメントが市場をリードし、市場規模は 19億米ドルに達しました。予測期間中は 12%の年平均成長率（CAGR）で成長すると予測されています。
 

• 製薬企業およびバイオテクノロジー企業は、契約サービスプロバイダーを通じて計算生物学関連業務を外部委託しています。これにより、インフラと人員にかかる費用の削減を目指しています。このアプローチによって、企業は社内リソースを中核研究に集中させながら、外部の専門知識を活用できます。
   
• さらに、契約サービスプロバイダーは、分子モデリング、システム生物学シミュレーション、マルチオミクスデータ解析など、高度な計算生物学技術の利用を促進します。企業は、自社に不足している専門スキルやソフトウェアへアクセスするために、こうした専門家に依存することが多く、これが外部委託サービスの需要を押し上げています。 
   
• 内製型セグメントは2024年に相当な収益を占め、予測期間中は 11.2%の年平均成長率（CAGR）で成長すると予測されています。これは、研究ワークフローを効率化し、機密データを保護できる、安全性、カスタマイズ性、統合性に優れた計算生物学ソリューションを組織が選好する傾向が強まっているためです。
   

最終用途別に見ると、米国の計算生物学市場は商用と学術・研究に分類されます。2024年は商用セグメントが 62.2%の収益シェアを占めて市場をリードし、予測期間中に市場規模は 63億米ドルに達すると予測されています。
 

• 商用ソフトウェアおよびプラットフォームは、データ解析、シミュレーション、モデリングに対応するすぐに利用可能なツールを提供します。導入が容易で、初期設定の要件も少ないため、バイオテクノロジーのスタートアップ企業、大学の研究室、製薬企業での採用が促進され、市場成長を後押ししています。
   
• 加えて、商用ソリューションは、ゲノムデータやプロテオームデータなど、大規模な生物学的データセットを迅速に処理できます。ハイスループット処理能力により時間を短縮し、手作業を削減できるため、こうしたプラットフォームは研究用途および商用用途で魅力的な選択肢となっています。
   
• 学術・研究セグメントの収益は2024年に 12億米ドルに達し、2025年から2034年にかけて 10.5%の年平均成長率（CAGR）で着実に拡大すると予測されています。このセグメントの成長は、大学や研究機関において、ゲノミクス、プロテオミクス、システム生物学の研究にバイオインフォマティクスおよび計算ツールが幅広く利用されていることに支えられています。さらに、学際的研究への資金拡大と、高性能コンピューティングリソースへのアクセスが、学術分野での採用を促進しています。
   

この市場を形成する主要なセグメントについて詳しく知る

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南大西洋地域の計算生物学市場

南大西洋地域は、2024年に 20.8%という最高の市場シェアを占め、米国の計算生物学市場をリードしました。
 

• 南大西洋地域には、ノースカロライナ州、メリーランド州、ジョージア州などに、著名な大学、研究病院、バイオテクノロジー拠点が集積しています。この学術研究および臨床研究の密集した集積が、ゲノミクス、プロテオミクス、創薬プロジェクト向けの計算生物学ツールおよびサービスの需要を生み出しています。
   
• 複数の大手バイオテクノロジー企業および製薬企業が、南大西洋岸諸州に研究開発（R&D）施設を設置しています。これらの企業の進出により、計算生物学プラットフォームや受託サービスへの投資が拡大し、モデリング、シミュレーション、データ分析における地域の成長とイノベーションが促進されています。
   
• さらに、南大西洋岸諸州の州政府は、バイオテクノロジー企業の誘致や研究イニシアチブの支援を目的として、助成金、税制優遇措置、イノベーションプログラムを提供しています。これらの政策により運営コストが削減され、計算生物学のインフラストラクチャーおよびサービスへの投資が促進されています。
   

米国北東部の計算生物学市場

米国北東部の計算生物学市場は、2024年に5億3,960万米ドルに達し、予測期間中に有望な成長を示すと見込まれています。
 

• 同地域では、ライフサイエンスおよび計算生物学のスタートアップ企業を対象に、ベンチャーキャピタル、プライベートエクイティ、政府資金による支援が充実しています。豊富な資金により、組織は最先端のプラットフォーム、高度なモデリングソフトウェア、受託研究における連携に投資でき、計算生物学ソリューションの導入が加速しています。
   
• また、北東部では、大学、病院、バイオテクノロジー企業の間で強固な協力体制が構築されています。共同プロジェクトでは、計算資源、高性能コンピューティング、ソフトウェアおよびシミュレーションモデルの共同開発が行われることが多くあります。この相互接続されたエコシステムが、商用プラットフォームおよび受託サービスの市場成長を促進しています。
   

米国太平洋中央部の計算生物学市場

米国太平洋中央部の計算生物学市場は、分析期間中に12.8%という最も高い年平均成長率（CAGR）で成長すると見込まれています。
 

• 米国太平洋中央部の主要大学および研究機関は、大量の生物学データと臨床データを生み出しています。計算生物学ツールおよび受託サービスは、これらのデータセットの処理、分析、解釈に不可欠です。こうした学術分野からの成果が地域の需要に寄与し、産業界の企業との連携を促進しています。
   
• バイオテクノロジー企業、学術機関、受託研究機関の間で頻繁に連携が行われており、研究開発のための協力的なエコシステムが形成されています。これらのネットワークは、商用プラットフォーム、高度なシミュレーションソフトウェア、専門サービスの導入を促進し、計算生物学における同地域のリーダーとしての地位を強化しています。
   

米国計算生物学市場のシェア

同市場は競争が激しく、世界的なライフサイエンス企業、専門ソフトウェアプロバイダー、革新的なバイオテクノロジー系スタートアップ企業が混在しています。各社は、製品ポートフォリオの拡充と市場での存在感の強化に向けて、戦略的提携、合併・買収、技術連携に注力しています。さらに、創薬、精密医療、トランスレーショナルリサーチに不可欠な、AIを活用した分析、マルチオミクス統合、高性能シミュレーションプラットフォームにおける継続的なイノベーションにより、競争は一段と激化しています。
 

主要企業には Thermo Fisher Scientific、BIO-RAD、DASSAULT SYSTEMES、Illumina、QIAGEN、Schrödinger が含まれ、これらの企業が市場全体の48.2%を占めています。これらの大手企業は、先進的なソフトウェアソリューション、クラウドベースのプラットフォーム、受託研究サービスを活用して優位性を維持するとともに、技術力を継続的に高めています。強固な研究開発体制、広範な顧客基盤、戦略的提携により、各社は急速に変化する市場で競争優位性を維持しています。
 

さらに、中小規模の企業や新興企業は、細胞・生物学的シミュレーション、AIベースの予測モデリング、マルチオミクスデータ解析など、ニッチな分野におけるイノベーションを推進しています。これらの企業は、専門性の高いソリューションを開発するために、学術機関や研究病院と連携することが多く、市場の細分化を進めるとともに、競争圧力を強めています。全体として、この市場環境は、急速な技術進化、戦略的提携、計算生物学の能力への継続的な投資によって特徴付けられます。
 

米国の計算生物学市場の企業

米国の計算生物学業界で事業を展開する主要企業には、以下が含まれます。

• Benevolent
• BIO-RAD
• CERTARA
• compugen
• DASSAULT SYSTEMES
• deep genomics
• DNAnexus
• Genedata (Danaher)
• GINKGO
• Illumina
• instem
• QIAGEN
• Schrödinger
• strand
• Thermo Fisher Scientific
   
• Thermo Fisher Scientific

Thermo Fisher Scientificは、2024年に約 15.8%のシェアを占め、米国の計算生物学市場で主導的な地位を確立しました。Thermo Fisherは、実験ワークフローと計算ワークフローをシームレスに統合できる、実験室用機器、試薬、ソフトウェアのエンドツーエンドのポートフォリオを提供しています。ゲノミクス、プロテオミクス、バイオインフォマティクスにおける強固なプレゼンスにより、研究用途と臨床用途の双方に対応する拡張性の高いソリューションを提供しています。
 

• Illumina

Illuminaは、高スループットシーケンシング技術と堅牢なバイオインフォマティクス・プラットフォームで知られており、高速かつ正確なゲノム解析を可能にしています。シーケンシングおよびデータ解釈における継続的なイノベーションにより、精密医療と計算ゲノミクスのリーダー企業としての地位を確立しています。
 

• QIAGEN

QIAGENは、データ解析ソフトウェアやサンプル調製キットなど、包括的なバイオインフォマティクスおよび分子生物学ソリューションを提供しています。マルチオミクスデータ統合とトランスレーショナルリサーチに関する専門知識により、効率的な創薬、診断、個別化医療の取り組みを支援しています。
 

米国の計算生物学業界ニュース：

• 2025年6月、Illumina, Inc.は、Standard BioToolsとSomaLogicの買収に関する最終契約を締結したと発表しました。この動きにより、成長するプロテオミクス市場におけるIlluminaのプレゼンスが高まる見込みです。また、同社の業界における存在感の向上にも寄与します。
   
• 2024年12月、QIAGENは、複雑な生物学的データの解釈を簡素化・迅速化するために設計された新機能、Ingenuity Pathway Analysis（IPA）Interpretの提供開始を発表しました。この開発により、継続的な機能強化とアップデートを通じて、同社のサービス提供を拡充し、ユーザー体験を改善することが可能になりました。
   
• 2024年11月、NVIDIAは、創薬の進展と分子設計の迅速化を目的としたオープンソース・プラットフォーム、NVIDIA BioNeMo Frameworkの提供開始を発表しました。このプラットフォームは、業界のさまざまな関係者を対象に、デジタル生物学の迅速化と規模拡大に重点を置いています。
   

米国の計算生物学市場調査レポートは、以下のセグメントについて、2021年〜2034年の収益（百万米ドル）に関する推計と予測を含む、業界の詳細な分析を提供しています。

ツール別市場

• 解析ソフトウェアおよびサービス
• データベース
• ハードウェア

用途別市場

• 細胞・生物学的シミュレーション
  • 計算ゲノミクス
  • 計算プロテオミクス   
  • ファーマコゲノミクス
  • その他のシミュレーション
• 創薬・疾患モデリング
  • 標的同定
  • 標的バリデーション
  • リード化合物探索
  • リード化合物最適化
• 前臨床医薬品開発
  • 薬物動態学
  • 薬力学
• 臨床試験
  • 第I相
  • 第II相
  • 第III相
  • 第IV相
• 人体シミュレーションソフトウェア

サービス別市場

• 受託
• 自社

最終用途別市場

• 商業用
• 学術・研究

上記の情報は、以下の地域を対象としています。

• 東部北中部
• 西部南中部
• 南部大西洋岸
• 北東部
• 東部南中部
• 西部北中部
• 中部太平洋岸
• 山岳部諸州