3 xu hướng công nghệ sinh học sẽ định hình năm 2018 và hơn thế nữa

Sinh học đang tăng tốc theo cấp số nhân, thậm chí vượt xa định luật Moore. Điều này đang tạo ra, phần lớn vẫn bị che giấu, sóng có kích thước địa chấn sẽ tác động đến cuộc sống của chúng ta trước khi chúng ta biết.

Chúng tôi đã chọn một số xu hướng chính mà chúng tôi đã nhận thấy thông qua các công cụ tăng tốc khởi nghiệp mà chúng tôi nghĩ rằng có chân trong năm 2018.

Xu hướng 1: Di truyền thời gian thực

Vào tháng 11 năm 2016, đã có. không khí dự đoán giữa một nhóm các nhà nghiên cứu và bác sĩ Trung Quốc tại Bệnh viện Tây Trung Quốc ở Thành Đô khi họ chuẩn bị tiêm một bệnh nhân giấu tên với phức hợp chỉnh sửa gen CRISPR-CAS9 từ Streptococcus pyogenes như một phần của thử nghiệm lâm sàng nhằm cố gắng điều trị bệnh nhân hung hăng đó ung thư phổi. Bác sĩ ung thư giám sát Lu You tại Đại học Tứ Xuyên cho biết thử nghiệm đã diễn ra suôn sẻ,

Tiếp tục tiến lên một năm, và nhà sinh học Josiah Zayner được cho là đã tự tiêm một phức hợp plasmid CRISPR-CAS9 có chứa Myostatin Knock-Out. Tại sao anh lại làm vậy? Vâng, công khai cho sự nghiệp chỉnh sửa gen người sống. Không có cơ hội nào để anh ta có thể bị rách giống như một trong những con chó này được sử dụng thuốc ức chế Myostatin.

Mặc dù chú chó con này trông khá đáng sợ, nhưng thực tế là khối lượng cơ nạc nhiều hơn có liên quan khá nhiều đến tuổi thọ và ở một con người có thể rất đáng mong đợi. Mặc dù hiệu quả của các thí nghiệm của Josiah vẫn còn được nhìn thấy, nhưng thực tế là với các công cụ giá rẻ tại nhà, Josiah hoàn toàn có thể tự mình thực hiện công việc này và ông đang truyền cảm hứng cho những người khác thử điều tương tự.

Không thể nghi ngờ rằng công nghệ sinh học đã dân chủ hóa đến mức mà bất cứ ai cũng có thể đi theo nó theo nghĩa đen. Tất nhiên có những rủi ro rõ ràng và một đường cong học tập cực đoan liên quan. Rõ ràng là có những người sẵn sàng và có thể thực hiện các thí nghiệm di truyền phức tạp trên chính họ, và điều này dẫn chúng ta đến kết luận rằng loại điều này sẽ ở đây.

Ngay sau khi nỗ lực tự sửa đổi của Josiah được công khai, một bệnh nhân 44 tuổi tên là Brian Madeux, người mắc hội chứng Hunter, đã nhận được một phương pháp điều trị nhằm chỉnh sửa bộ gen của các tế bào gan. Máu của anh ta được truyền với một cấu trúc CRISPR khác nhắm vào một đột biến trong các tế bào của anh ta ngăn họ sản xuất một loại enzyme chủ yếu phá vỡ một số loại đường nhất định. CRISPR đã được sử dụng để chèn một bản sao thay thế gen để sửa đổi các tế bào gan của anh ta vào một nhà máy để tạo ra enzyme mà anh ta bị thiếu.

Tất cả những gì cộng lại là một vụ nổ tiềm năng của các thử nghiệm cả bên trong và bên ngoài y học về biến đổi gen của người sống trong thời gian thực, và nó sẽ không thể chữa khỏi bệnh như chúng ta có thể thấy. Muốn mắt xanh và tóc vàng? Tiềm năng của công nghệ này để thay đổi hình ảnh thẩm mỹ của con người không chỉ dừng lại ở nhiều cơ bắp, và về mặt nghiêm trọng, chắc chắn những người mắc bệnh hiện tại không thể điều trị được và trình độ chuyên môn sẽ được đưa vào vấn đề trong tay họ. Các công ty dược phẩm cũng nên lưu ý rằng nếu bạn có thể khắc phục tình trạng di truyền trong thời gian thực, thì thuốc cho tình trạng đó có khả năng ngừng bán.

Chúng tôi dự đoán rằng trong năm 2018, di truyền thời gian thực sẽ là một điều.

Điều này dẫn đến xu hướng lớn tiếp theo

Xu hướng 2: Sân sau Bio

Để làm công nghệ sinh học tiên tiến là khó khăn vì nhiều lý do, và một trong những vấn đề lớn nhất là chi phí hoạt động quá mức khi làm việc với các sinh vật sống như vi khuẩn gây bệnh. Nếu bạn thực hiện một thay đổi để nói một liên cầu khuẩn và sau đó bạn xả nó xuống nhà vệ sinh, rất có thể bạn sẽ phát hành một vấn đề tự sao chép vào thế giới.

Mặc dù đã có rất nhiều tiến bộ trong việc giảm chi phí trong các thiết bị phòng thí nghiệm nguồn mở để làm công nghệ sinh học, nhưng đã có bất cứ điều gì tăng chi phí đáng kể để tuân thủ các tiêu chuẩn quy định mới. Điều này đã ngăn cản rất nhiều công nghệ sinh học sân sau xảy ra với nhau cho đến bây giờ. Cell-Free Tech đã phát triển một nền tảng chi phí thấp để thực hiện các thí nghiệm di truyền mà không cần tế bào sống và bạn có thể mua nó trên Kickstarter. Nền tảng này kết hợp với các thiết bị mất chi phí như phòng thí nghiệm Bento cung cấp cho bất kỳ ai công cụ để thực hiện kỹ thuật công nghệ sinh học có ý nghĩa trong sân sau của họ, và hoàn toàn không cần chi phí pháp lý, bởi vì không có gì thực sự sống được đùa giỡn.

Ngày càng có nhiều nguồn cung cấp linh kiện, công cụ và linh kiện để tạo ra một làn sóng mày mò và thử nghiệm lớn để phát triển các công nghệ và sản phẩm mới có thể, và có khả năng sẽ thay đổi thế giới (và chúng tôi cảm thấy tốt hơn). Giống như những người nghiên cứu về ngành công nghiệp máy tính trong những năm 70 đã đặt nền móng cho thời đại thông tin hiện đại, do đó, những người tiên phong về công nghệ sinh học ở sân sau cũng sẽ đưa chúng ta vào thời đại công nghệ sinh học. Một ví dụ khác là Nghiên cứu Triển vọng bắt đầu trong tầng hầm và đã phát triển một giải pháp chi phí thấp, sử dụng các bộ phận và công cụ phổ biến, để khám phá ra các loại kháng sinh mới trong bụi bẩn Có, giống như bạn tìm thấy ở sân sau!

Mặc dù bây giờ chúng ta có thể 'vi sinh vật của tôi' từ sân sau của bạn, như đã đề cập ở trên, vấn đề chỉ là thời gian cho đến khi chúng ta hack cơ thể của chính mình. Trong thực tế, nó đã bắt đầu.

Một số dự án sinh học Do-it-Yourself thậm chí trở thành công ty khởi nghiệp, như NuLeaf Tech, vì vậy đây là một lĩnh vực tràn đầy tiềm năng.

Bộ hack-genome này cho phép bạn chỉnh sửa bộ gen trong nhà của bạn. Nghe có vẻ hoang dã phải không? Nó chỉ dành cho vi khuẩn và nấm men - cho đến nay. Nhưng người sáng lập của nó là một trong số ít các nhà khoa học làm việc để chỉnh sửa gen của chính mình.

Trong khi điều này đã làm dấy lên các cuộc tranh luận và khiến FDA sụp đổ vì những kẻ tấn công sinh học dưới tầng hầm, nhiều rào cản vẫn phải vượt qua. Tuy nhiên, xu hướng là rõ ràng. Trong tương lai, nó có thể trở nên rẻ hơn và nhanh hơn để hack bộ gen của chúng ta hơn là trả phí bảo hiểm y tế.

Và đã có một trường hợp thực tế, với tiềm năng nhiều hơn nữa để theo dõi. Rốt cuộc, nó có thể là vấn đề của sự sống và cái chết. Tristan Roberts là một chàng trai trẻ bị nhiễm HIV. Cùng với công ty công nghệ sinh học Thăng thiên Biomedical, anh hiện đang điều hành một liệu pháp gen HIV thử nghiệm cho chính mình và cũng đang bận rộn ghi lại hành trình.

Trong thập kỷ tới, chúng ta có thể sẽ có quyền truy cập vào một số loại trị liệu sửa chữa bộ gen giá cả phải chăng sẽ được bảo vệ bởi chăm sóc sức khỏe cơ bản toàn cầu (có lẽ như Hộp ChaosGene để sửa thuật toán di động trong câu chuyện khoa học viễn tưởng của tôi).

Thực tế là các công cụ này ngày càng trở nên dễ tiếp cận và có sẵn với giá rẻ ngày nay thay đổi mọi thứ. Điều này dẫn đến xu hướng megatrend cuối cùng của chúng tôi khởi động vào năm 2018 - số hóa chính cuộc sống.

Xu hướng 3: Số hóa cuộc sống

Khi sinh học trở thành một công nghệ thông tin, giải quyết cái chết trở thành một thách thức lập trình. Vì vậy, nơi này mang lại cho chúng ta, và cuộc sống chính nó?

Nhân hóa

Công nghệ đang tiến gần hơn và gần hơn với cơ thể: ngay vào cơ thể! Công nghệ lớn đã làm cho nó tiến đến sức khỏe và nó sẽ đến với cơ thể chúng ta cùng với dữ liệu và cơ sở người dùng đi kèm với nó.

Giao diện não-máy tính là một ví dụ. Họ đã làm dấy lên mối lo ngại về việc hack não cũng như những hy vọng hoang dã cho tương lai để cho phép chúng ta 'cạnh tranh với AI' (theo Elon Musk) hoặc hợp nhất với AI. Công ty mới Neuralink của ông là một trong những động lực tiên phong trong lĩnh vực này. Nếu bạn tò mò, hãy xem những mô tả công việc (ý định chơi chữ) có đầu óc này về cách xây dựng bộ não máy tính của tương lai.

Facebook, trong khi đó, đang tiến gần hơn đến việc đọc suy nghĩ của bạn. Mạng xã hội có một đội ngũ kỹ sư lớn làm việc trên giao diện máy tính của riêng họ. Trong những năm tới, người đầu tiên trong chúng ta sẽ gõ những văn bản đầu tiên trên Facebook bằng bộ não của mình.

Nhưng sự tăng cường của con người đi xa hơn bộ não của chúng ta - đến toàn bộ hệ điều hành là cơ thể của chúng ta. Sự hợp tác gần đây của Apple mang đến một bộ cấy ốc tai điện tử kết nối iPhone đến mức khó nghe. Công nghệ cyborg này cho phép người dùng truyền âm thanh, cuộc gọi và âm nhạc trực tiếp vào tai họ. Sức mạnh tính toán tập trung mà chúng ta mang theo trong túi thậm chí có thể cứu sống: Siri đã cứu sống và đồng hồ Apple cũng vậy, bằng cách gọi xe cứu thương đến một người đàn ông bị đau tim. Với việc Google Verily đang làm việc với ống kính tiếp xúc thông minh đo glucose của họ và Amazon chuyển sang chuỗi cung ứng dược phẩm, một làn sóng chuyển đổi đang đến với sức khỏe và khả năng của chúng tôi.

Các tế bào, cơ thể và sinh học của chúng ta đang trở thành những cỗ máy sinh học có thể đo lường, duy trì và cố định bằng công nghệ, thậm chí có thể xây dựng một Google Google Health Health, giống như với bộ cảm biến sinh học của Profusa.

Chúc mừng điều đó, có lẽ với một ly cocktail thực tế ảo?

Sinh vật kỹ thuật số

Sinh vật là các thuật toán di động tự sao chép. Có lẽ bạn đã đi qua triển lãm nghệ thuật của Dewey-Hagborg, một triển lãm hấp dẫn về khuôn mặt ma quái của những người lạ được tái tạo từ không có gì ngoài các mẫu DNA được tìm thấy trên đường phố. Điều này cho thấy sức mạnh của kế hoạch chi tiết di truyền này, như chúng ta đã thảo luận trong xu hướng đầu tiên của chúng tôi. Có lẽ bạn muốn kiểm tra xem khuôn mặt của bạn có nằm trong số đó không?

Vậy chuyện gì xảy ra nếu chúng ta sử dụng phần mềm và công nghệ của cuộc sống để hợp nhất ranh giới giữa hai người?

Nó tạo ra các dạng sống kỹ thuật số mới, như robot thực vật ăn bitcoin này hoặc một con sâu kỹ thuật số nguồn mở. Thứ hai là một nỗ lực để tạo ra một tuyến trùng kỹ thuật số từ máy tính để bàn cho mục đích nghiên cứu. Trong khi đó, một bộ chuyển đổi sinh học sang kỹ thuật số đang được các nhà nghiên cứu tiên phong xung quanh Viện J.Craig Venter (JCVI) thực hiện. Chúng tôi đã có thể in các vật liệu sinh học, nhưng đến một lúc nào đó, chúng tôi sẽ in toàn bộ sinh vật - và có thể gửi chúng qua không gian.

Còn ngành nông nghiệp thì sao? Nông nghiệp cũng vậy, ngày càng trở nên dựa trên dữ liệu và tự động. Một số ví dụ được kết nối - bò và internet của bò. Sinh vật kỹ thuật số có thể giúp chúng ta giải quyết nhu cầu năng lượng của chúng tôi? Bạn quyết định: Những vi khuẩn lam được in kỹ thuật số này có thể tạo ra các thiết bị điện và năng lượng.

Mushtari không chỉ là một mảnh đáng kinh ngạc của thời trang thế hệ tiếp theo, mà nó còn là sự cộng sinh của thiết bị đeo, sinh học tổng hợp và vi lỏng. Hãy tưởng tượng đặt các vi khuẩn tạo năng lượng và Mushtari lại với nhau: Trong tương lai, bạn có thể mặc nhà máy sinh học tạo ra năng lượng của riêng bạn!

Cuối cùng, chúng ta sẽ có thể lưu trữ dữ liệu của thế giới trong lòng bàn tay với việc lưu trữ dữ liệu DNA. Startup Helixworks là một trong những người tiên phong. Họ đang phát triển một cỗ máy phân tử để chuyển đổi dữ liệu số của bạn thành DNA, an toàn trước các cuộc tấn công mạng, an toàn cho việc lưu trữ lâu dài.

Với các công nghệ hiện có, câu hỏi đặt ra là: Chúng ta muốn trở thành kỹ thuật số như thế nào?

Bill Liao là Đối tác chung tại SOSV và Giám đốc điều hành tại RebelBio.

Bài viết này được viết bởi Bill Liao và Elsa Sotiriadis.

Theo dõi ấn phẩm Trung bình của chúng tôi! SOSV: Cảm hứng từ sự tăng tốc.

Theo kịp với cộng đồng của chúng tôi. Theo dõi bản tin của SOSV và theo dõi chúng tôi trên Facebook, LinkedIn và Twitter!