3 biotehnoloogia megatrendi, mis kujundavad 2018. ja edaspidi

Bioloogia kiireneb hüppeliselt, edestades isegi Moore'i seadust. See tekitab, endiselt suures osas varjatud, seismilise suurusega laineid, mis mõjutavad meie elu enne, kui me sellest teada saame.

Oleme valinud mõned peamised suundumused, mida oleme oma käivituskiirendite kaudu märganud, mis arvavad, et meil on jalad 2018. aastal.

Trend 1: reaalajas geneetika

Novembris 2016 oli. Hiina teadlaste ja Chengdu Lääne-Hiina haigla arstide meeskonna ootusärevus, kui nad valmistusid kliinilise uuringu osana süstida nimetamata patsiendile Streptococcus pyogenesest pärit CRISPR-CAS9 geeni redigeerimise kompleksi, et proovida selle patsiendi agressiivsust ravida kopsuvähk. Sichuani ülikooli onkoloogi Lu You juhendamine ütles, et kohtuprotsess läks sujuvalt,

Liikuge aasta edasi ja biohacker Josiah Zayner on teadaolevalt süstinud endale CRISPR-CAS9 plasmiidikompleksi, mis sisaldab Myostatin Knock-Out'i. Miks ta seda teeks? Noh, inimeste elusate geenide redigeerimise põhjustatud reklaam. On väga väike võimalus, et ta võib rebeneda nagu üks neist koertest, kellele manustati müostatiini pärssivat ravimit.

Kuigi see kutsikas tundub üsna hirmutav, on tõsiasi, et lahjem lihasmass on üsna tugevalt seotud pikaealisusega ja inimeses, mis võiks olla üsna soovitav. Kuigi Josiah'i endaga tehtud katsete tõhusus jääb alles alles, on reaalsus selline, et koduste odavate tööriistade abil on Josiah praegu täiesti võimeline seda tööd ise tegema ja ta innustab teisi seda proovima.

Pole kahtlust, et biotehnoloogia on demokratiseerunud nii kaugele, et sõna otseses mõttes on kõigil võimalik seda teha. Muidugi on selgelt olemas riskid ja sellega on seotud äärmuslik õppimiskõver. Sama selgelt on inimesi, kes soovivad ja suudavad juba praegu ise keerulisi geneetilisi katseid teha, ja see viib meid järeldusele, et selline asi on siin, et jääda.

Vahetult pärast Josiahi enese modifitseerimise katse avalikustamist sai 44-aastane patsient Brian Madeux, kellel on Hunteri sündroom, ravi, mille eesmärk oli redigeerida oma maksarakkude genoomi. Tema verd infundeeriti teise CRISPR-i konstruktiga, mis oli suunatud tema rakkude mutatsioonile, mis takistab neil teatud suhkruid lagundava võtmeensüümi tootmist. CRISPR-i kasutati geeni asenduskoopia sisestamiseks, et modifitseerida tema maksarakud tehasesse ensüümi tootmiseks, millest ta puudub.

See kõik kokku annab elavate inimeste geneetilise muundamise reaalajas nii meditsiinis kui ka väljaspool seda tehtavate uuringute potentsiaalse plahvatuse ning see ei tähenda ainult haiguste ravimist, nagu näeme. Kas soovite sinised silmad ja blondid juuksed? Selle tehnoloogia potentsiaal inimeste kosmeetiliste piltide muutmiseks ei piirdu rohkemate lihastega, ja tõsise poole pealt on kindel, et praegu ravitavate haigustega inimestel ja teadmiste tasemel on kiusatus võtta asju enda kätte. Ravimiettevõtted peaksid arvestama ka sellega, et kui suudate tervisehäire geneetiliselt reaalajas kindlaks teha, siis tõenäoliselt lõpetab selle seisundi jaoks mõeldud ravimi müük.

Ennustame, et 2018. aastal saab asjaks reaalajas geneetika.

See viib järgmise mega trendini ...

2. suund: tagaaia bio

Kaasaegse biotehnoloogia kasutamine on mitmel põhjusel keeruline ja üks suurimaid probleeme on regulatiivsed üldkulud elusorganismidega, näiteks patogeensete bakteritega töötamisel. Kui teete muudatuse, öeldes streptokokki, ja ujutate selle tualettruumist alla, siis võite väga hästi vabastada iseendaga paljuneva probleemi maailmas.

Kuigi biotehnoloogia tootmiseks mõeldud avatud lähtekoodiga laboriseadmete kulude vähendamisel on tehtud nii palju edusamme, on uute regulatiivsete standardite järgimisega seotud kulud märkimisväärselt kasvanud. See on juba iseenesest takistanud paljude tagaaias töötavate biotehnoloogiate toimumist ... siiani. Cell-Free Tech on välja töötanud odava platvormi geneetiliste katsete tegemiseks ilma elusate rakkudeta ja saate seda juba Kickstarteris osta. See platvorm koos kaotatud kuludega seadmetega, nagu näiteks Bento labs, pakub sõna otseses mõttes kõigile tööriistu, mille abil saab oma aias teha tähendusrikast biotehnoloogiatehnoloogiat, ilma et oleks vaja regulatiivseid kulutusi, sest reaalselt elamisega ei tegeleta.

Üha suuremat hulga komponentide, tööriistade ja osade varustamiseks on tohutu lainetamise ja katsetamise laine õhutamiseks uusi tehnoloogiaid ja tooteid, mis võiksid ja tõenäoliselt muudavad maailma (ja me arvame, et paremuse poole). Nii nagu 70-ndate aastate arvutitööstuse loojad panid aluse tänapäevasele infoajastule, suunavad ka tagaaia biotehnoloogia pioneerid meid biotehnoloogia ajastusse. Veel üks näide sellest on perspektiivuuringud, mis algasid otseses mõttes keldris ja on välja töötanud odava lahenduse, kasutades tavaliselt saadaolevaid osi ja tööriistu, et avastada mustuses uusi antibiootikume ... Jah, mustus, nagu ka tagaaias!

Ehkki nagu me ülalpool mainitud, võime nüüd teie tagaaiast mikroobid elu päästa, on vaid aja küsimus, kuni me oma keha häkkime. Tegelikult on see juba alanud.

Mõni „Tee ise-ise” bioloogiaprojekt saab isegi idufirmadeks, näiteks NuLeaf Tech, nii et see on potentsiaalist tulvil ala.

See genoomi häkkimise komplekt võimaldab teil oma kodu genoome redigeerida. Kõlab metsikult, eks? See on seni ainult bakterite ja pärmi jaoks. Kuid selle asutaja on üks väheseid teadlasi, kes tegeleb oma geenide redigeerimisega.

Ehkki see on juba arutelusid käivitanud ja ajendanud FDA-d langema keldris asuvate biohäkkerite alla, tuleb paljudest takistustest üle saada. Suundumus on siiski selge. Tulevikus võib meie enda genoomide häkkimine muutuda odavamaks ja kiiremaks kui tervishoiuteenuste lisatasude maksmine.

Ja see on juba tõeline juhtum, millele võib järgneda palju teisi. Lõppude lõpuks võib see olla elu ja surma küsimus. Tristan Roberts on noor mees, kellel on HIV. Koos biotehnoloogiaettevõtte Ascension Biomedical juhtimisega tegeleb ta praegu ise eksperimentaalse HIV-geeniteraapiaga ja tegeleb ka teekonna dokumenteerimisega.

Järgmisel kümnendil on meil tõenäoliselt juurdepääs teatud tüüpi taskukohastele genoomi fikseerivatele raviviisidele, mida katab universaalne põhiline tervishoiuteenus (näiteks ChaosGene'i karbid, mis kinnitavad minu sci-fi loos rakulise algoritmi).

Asjaolu, et need tööriistad muutuvad tänapäeval üha kättesaadavamaks ja odavalt kättesaadavaks, muudab kõike. See viib meie lõpliku megatrendi alguseni 2018. aastal - elu ise digitaliseerimiseks.

3. suund: elu digitaliseerimine

Kui bioloogiast saab infotehnoloogia, saab surma lahendamine programmitöö väljakutseks. Kust see meid ja elu ise viib?

Inimese suurendamine

Tehnoloogia liigub kehale üha lähemale: otse kehasse! Suurtehnika on liikunud tervise poole ja see jõuab koos meiega kaasasolevate andmete ja kasutajabaasiga ka meie kehadesse.

Aju-arvuti liidesed on üks näide. Nad on tekitanud muret aju häkkimise pärast kui ka metsikute tulevikulootuste järele, mis võimaldavad meil „AI-ga konkureerida“ (Elon Muski sõnul) või AI-ga sulanduda. Tema uus ettevõte Neuralink on üks valdkonna teedrajajaid. Kui olete uudishimulik, tutvuge nende mõtlemapaneva (pun mõeldud) ametijuhenditega, kuidas tuleviku arvutiajusid üles ehitada.

Facebook aga vahepeal läheneb teie mõtete lugemisele. Sotsiaalvõrgustikus on suur inseneride meeskond, kes töötab oma aju-arvuti liidesega. Lähiaastatel tipivad meist keegi ajudega Facebooki esimesed tekstid.

Kuid inimese laiendamine läheb kaugemale kui meie aju - kogu opsüsteemi, mis on meie keha. Apple'i hiljutine koostöö toob iPhone'iga ühendatud kohleaarimplantaadi vaegkuuljatele. See küborgtehnoloogia võimaldab kasutajatel voogesitada helisid, kõnesid ja muusikat otse kõrva. Kontsentreeritud arvutusvõimsus, mida taskus kanname, võib päästa isegi elusid: Siri on päästnud elusid ja nii ka Apple'i kella, kutsudes südamerabanduse käes kannatavale mehele kiirabi. Kuna Google tõepoolest töötab koos nende glükoosimõõtmise nutika kontaktläätsega ja Amazoni kolimisega apteekide tarneahelasse, on meie tervise ja võimaluste juurde jõudmas muutuste laine.

Meie rakud, keha ja bioloogia on muutumas bioloogilisteks masinateks, mida saab tehnoloogia abil mõõta, hooldada ja fikseerida, võib-olla isegi ehitada tervise tervise Google, nagu näiteks Profusa biosensori puhul.

Rõõmustab see võib-olla virtuaalreaalsuse kokteili abil?

Digitaalsed organismid

Bioloogilised olendid on isereplitseeruvad rakulised algoritmid. Võib-olla olete kohanud Dewey-Hagborgi kunstinäitust - põnevat näitust võõraste inimeste kummituslikest nägudest, mis on loodud vaid tänavatelt leitud DNA-proovidest. See näitab selle geneetilise projekti tugevust, nagu me arutasime oma esimeses suundumuses. Võib-olla soovite kontrollida, kas teie nägu on nende seas?

Mis juhtub, kui kasutame elu tarkvara ja tehnoloogiat, et ühendada nende kahe vahelised piirid?

See loob uusi digitaalseid eluvorme, nagu see bitcoini söögitehase robot või avatud lähtekoodiga digitaalne uss. Viimane on ettevõtmine, mille eesmärk on luua teadusuuringute jaoks töölaualt digitaalne nematood. Vahepeal on J.Craigi Venteri instituudi (JCVI) pioneeriteadlaste töös bioloogilis-digitaalne muundur. Me võime juba materjale bioprintida, kuid mingil hetkel prindime terveid organisme - ja saadame need potentsiaalselt kosmose kaudu.

Aga põllumajandussektor? Ka põllumajandus on üha enam andmepõhine ja automatiseeritud. Mõned näited on ühendatud lehmad ja lehmade internet. Kas digitaalsed organismid aitavad meil lahendada meie energiavajadusi? Teie otsustate: need digitaalselt trükitud sinivetikad võivad toota elektrit ja toiteseadmeid.

Mushtari pole mitte ainult hämmastav järgmise põlvkonna mood, vaid ka sümbioos kantavatest materjalidest, sünteetilisest bioloogiast ja mikrofluidikast. Kujutage ette, et paneksite elektrit tootvad bakterid ja Mushtari kokku: tulevikus võiksite kanda omaenda elektritootvat biovabrikut!

Lõpuks saame DNA andmeid talletades hoida maailma andmeid peopesas. Startup Helixworks on üks teerajajaid. Nad arendavad molekulaarset masinat, mis muundab teie digitaalsed andmed DNA-ks, mis on ohutu küberrünnakute eest ja turvaline pikaajaliseks säilitamiseks.

Täna kättesaadavate tehnoloogiate puhul on küsimus järgmine: kui digitaalseks me tahame saada?

Bill Liao on SOSV üldpartner ja RebelBio tegevdirektor.

Selle artikli on kirjutanud Bill Liao ja Elsa Sotiriadis.

Jälgige meie Medium väljaannet! SOSV: inspiratsioon kiirendusest.

Hoidke end meie kogukonnaga kursis. Telli SOSV uudiskiri ja jälgige meid Facebookis, LinkedInis ja Twitteris!