7 ý tưởng công nghệ sinh học lớn cho năm 2019

Các nhà khoa học và những người sáng tạo khác cho chúng tôi biết về những phát triển mà họ đang theo dõi và những cuộc trò chuyện mà họ sẽ bắt đầu.

Hoạt hình bằng Render Fruit

Một nhà nghiên cứu về tuổi thọ hàng đầu, David Sinclair, nói rằng chúng ta đang bước vào một trong những thời điểm thú vị nhất trong lịch sử loài người. Anh ấy đề cập đến những đột phá mà anh ấy mong đợi trong công việc của mình. Nhưng nó cũng đúng trong nhiều lĩnh vực khác. Chỉnh sửa gen, đổi mới thực phẩm và sinh học tổng hợp đã sẵn sàng để định hình lại đáng kể khái niệm của chúng ta về ý nghĩa của con người.

Tuy nhiên, tiến bộ công nghệ thôi là chưa đủ. Chúng ta phải đặt câu hỏi đúng về cách điều khiển những tiến bộ sắp xảy ra.

Feng Zhang, người tiên phong của CRISPR nghĩ rằng đó chính xác là những gì đang xảy ra trong chỉnh sửa gen. Công nghệ này sắp có những bước tiến lớn trong y học ngay cả khi cộng đồng khoa học tạm dừng các ứng dụng khác để xem xét ý nghĩa đạo đức của chúng.

Đây là những gì mà Sinclair, Zhang và năm chuyên gia khác nói với tôi về cách họ nhìn mọi thứ đến với nhau.

Có những tiến bộ thực sự thú vị trong ba lĩnh vực. Khu vực đầu tiên là thuốc dựa trên CRISPR. Các thử nghiệm lâm sàng đang bắt đầu và các nhà phát triển thuốc hiện đang thử nghiệm CRISPR trong bối cảnh các bệnh về máu, như tế bào hình liềm và cũng thử nghiệm nó trong mắt để điều trị mù. Cũng có công việc di chuyển khá nhanh để áp dụng CRISPR trong điều trị ung thư.

Khu vực thứ hai đang biến CRISPR thành một công cụ chẩn đoán mạnh mẽ cho các bệnh truyền nhiễm như Ebola, hoặc bất kỳ loại virus dịch bệnh nào, và cũng thúc đẩy ứng dụng của nó trong tương lai để chẩn đoán nhiễm trùng do vi khuẩn hoặc thậm chí là ung thư.

Khu vực thứ ba là khả năng chỉnh sửa gen để cải thiện nông nghiệp. Làm cho nông nghiệp hiệu quả hơn, có thể tăng năng suất và có thể tăng các đặc tính dinh dưỡng của nông sản để có thể cải thiện sức khỏe của con người. Và bạn biết đấy, chẩn đoán dựa trên CRISPR cũng có thể được sử dụng cho an toàn thực phẩm - có thể biết liệu một loại thực phẩm nào đó có bị nhiễm vi khuẩn nhất định hay không.

Hy vọng của tôi là toàn xã hội sẽ bắt đầu tham gia vào một cuộc trò chuyện nghiêm túc về những gì nó muốn, về mặt chỉnh sửa gen và thay đổi dòng mầm của con người. Tin tức xuất phát từ Trung Quốc đang xúc tác cho cuộc trò chuyện đó. Đó là một cuộc trò chuyện quan trọng cần có, đặc biệt là vì công nghệ sắp xảy ra. Điều quan trọng là tạm dừng để thực sự có cuộc trò chuyện đó để chúng ta có thể nhận được sự đồng ý của xã hội, theo bất kỳ hướng nào, để tìm ra những gì chúng ta muốn làm - và việc tạm dừng đó không phải là toàn bộ nghiên cứu của CRISPR, mà cụ thể là sử dụng CRISPR trong việc chỉnh sửa phôi thai để tạo thai.

Mỗi lần có một loại meme virus nào đó được gọi cho những cá nhân mà chúng ta nghe hoặc nhìn thế giới khác đi một chút - hãy nhìn vào Yanny so với Laurel năm nay - nó bị virus bởi vì tất cả chúng ta đều gặp khó khăn với việc nhận ra rằng về cơ bản chúng ta trải nghiệm thế giới khác nhau. Nhưng tôi nghĩ đó là một trong những điều quan trọng nhất mà chúng ta cần cho sự đồng cảm, để hiểu rõ hơn về sự tiến hóa của loài người, và để đảm bảo rằng trí tuệ nhân tạo và các ứng dụng của nó thực sự được nhận ra bởi cá nhân trái ngược với cá nhân.

Tôi không tin rằng công nghệ nên đồng cảm với tôi. Tôi không muốn robot cố gắng mô phỏng phẩm chất của con người bằng mọi cách. Tôi đang tìm kiếm những cách mà công nghệ nâng cao năng lực của con người và điều đó rất khác biệt. Tôi nghĩ đó là điều quan trọng trong khí hậu ngày nay. Chúng ta đang bước vào kỷ nguyên mà công nghệ mang lại lợi ích cho các cá nhân - trong khả năng, hiệu suất của họ, thành công tại nơi làm việc - và cuộc sống sẽ phụ thuộc nhiều vào các hướng mới mà công nghệ cho phép.

Vấn đề không chỉ là thiên vị trong AI, bởi vì chúng ta đã nói về điều đó một thời gian. Đó là chúng ta là những cá nhân và chúng ta cần xem xét một công nghệ sẽ tác động đến các nhân khẩu học khác nhau như thế nào. Những thay đổi hành vi sẽ xảy ra nếu công nghệ thành công là gì? Và nếu không? Nếu chúng ta không đưa ra một cách tốt hơn để đảm bảo rằng công nghệ phải chịu trách nhiệm cho việc nhận ra những lợi ích đó, thì chúng ta sẽ kết thúc với nhiều rạn nứt và chia rẽ nhân khẩu học hơn.

Một hai khoảnh khắc xác định [trong công nghệ thực phẩm năm 2018] có ý nghĩa thực sự lớn cho năm tới. Trước hết, Tyson Ventures đã đầu tư vào một công ty ở Jerusalem có tên là Công ty thịt tương lai. Tyson có một sự kìm hãm trên thị trường protein truyền thống, do đó, đây là một tín hiệu lớn về việc họ nhìn đa dạng hơn về ý nghĩa của protein và xem nông nghiệp tế bào là điều khả thi trong tương lai. Tôi nghĩ sẽ rất thú vị vào năm 2019 để xem có bao nhiêu người chơi Big Protein khác theo dõi.

Một điều khác là [các quan chức ở Hoa Kỳ nói rằng họ sẽ không điều chỉnh các loại cây trồng do CRISPR chỉnh sửa. Rõ ràng vẫn còn những câu hỏi về cách dán nhãn - điều đó vẫn còn đang tranh cãi - nhưng gánh nặng pháp lý khi giới thiệu một sản phẩm thực phẩm CRISPR ở Hoa Kỳ đã trở nên dễ dàng hơn. Đồng thời, châu Âu đã đi một con đường khác. Họ coi CRISPR là theo các quy tắc điển hình cho GMO, vốn khá nghiêm ngặt. Tôi nghĩ những gì sẽ xảy ra là đầu tư sẽ chuyển sang Hoa Kỳ theo một cách thực sự tích cực, và thực sự sẽ thay đổi làn gió đổi mới. Ví dụ, Calyxt có đậu tương được chỉnh sửa gen mà không tạo ra chất béo chuyển hóa. Điều đó dự kiến ​​sẽ có mặt trên thị trường vào năm 2019.

Phần lớn công việc giao diện máy tính não [BCI] đã tập trung vào phát triển các hệ thống để khôi phục một số loại chuyển động hoặc chức năng cho người đã mất nó. Năm nay đã có một vài bài báo đáng chú ý rằng: 'Điều đó tốt và tốt, đó là tất cả cần thiết, nhưng có một nửa câu chuyện khác, đó là khôi phục lại cảm giác.' Bạn không thể phản ứng nhanh nếu phản hồi trực quan là tất cả những gì bạn có. Vì vậy, công việc đã diễn ra trong năm ngoái đã tập trung vào việc trả lại, đặc biệt là cho những người bị chấn thương cột sống, khả năng nhận được các loại phản hồi cảm giác khác như áp lực, nhiệt độ, kết cấu hoặc quyền sở hữu. Công việc này còn rất nhiều ở giai đoạn đầu và nó sẽ thực sự thú vị để xem nó tiến triển trong năm tới.

Một cột mốc quan trọng trên đường chân trời là một hệ thống BCI được cấy ghép hoàn toàn. Mục tiêu là để nó vô hình như máy tạo nhịp tim. Hầu hết mọi thứ mà [lĩnh vực BCI đã làm] cho đến nay đều dựa trên phòng thí nghiệm và chúng tôi hiện đang làm việc để tạo ra các thiết bị được cấy ghép hoàn toàn để chúng tôi có thể bắt đầu nghĩ về việc sử dụng tại nhà và tiềm năng cho ai đó sử dụng chúng thiết bị 24/7 mà không bị ràng buộc với máy tính hoặc không có chuyên gia điều khiển thiết bị.

Rất nhiều nhân vật của công chúng và các công ty tư nhân đã hứa hẹn rất nhiều điều về BCI. Giống như Facebook, nơi đã hứa hẹn khả năng gõ 100 từ mỗi phút trên điện thoại của bạn chỉ bằng suy nghĩ của bạn. Tôi rất biết ơn vì những cá nhân này đã gây được sự chú ý cho BCI, nhưng điều tôi lo sợ là những tuyên bố công khai có thể mang lại những kỳ vọng không thực tế. Sẽ không giống như bạn nghĩ về những gì bạn muốn cho bữa tối và bạn có thể gửi nó cho bạn cùng phòng của mình. Những thiết bị này có thể cung cấp một số chức năng quan trọng, và có thể là một số cải tiến, cho những người bị chấn thương thần kinh, và sau đó có thể trong một số cách nhỏ, điều này sẽ gây khó khăn cho công chúng. Nhưng tất cả chúng ta cần có trách nhiệm trong cách chúng ta nói về nó.

Nâng [Trong phòng thí nghiệm của tôi] chúng tôi đã nghiên cứu về NAD phân tử. Chúng tôi đã công bố trên Cell vào tháng 3 rằng bằng cách tăng mức độ NAD, chúng tôi có thể nhanh chóng đảo ngược nhiều khía cạnh của sự lão hóa ở chuột. [Chúng tôi đã cho] những con chuột già khả năng chạy lại như những con chuột nhỏ và thực sự cạnh tranh với những con chuột non. Điều đó đã xảy ra vì đã cải thiện lưu lượng máu trong toàn bộ con vật. Phân tử mà chúng tôi sử dụng được gọi là NMN. Chúng tôi đặt nó vào nguồn cung cấp nước, và chỉ sau một tuần, chúng tôi đã thấy sự gia tăng sức chịu đựng. Chúng tôi rất hào hứng với bước đột phá này vì nó cho thấy rằng chúng tôi hiểu tại sao chúng tôi mất lưu lượng máu khi chúng tôi già đi và tại sao chúng tôi mệt mỏi và cảm thấy yếu đuối. Nhưng nó cũng cho thấy rằng chúng ta có một cách rất nhanh để đảo ngược điều đó. Bạn có thể tưởng tượng những người mệt mỏi, ngồi xe lăn, hoặc thậm chí nằm liệt giường, có năng lượng để ra ngoài và tập thể dục trở lại.

Năm tới, chúng tôi hy vọng sẽ báo cáo về một dự án mà chúng tôi đã bắt đầu 10 năm trước. Chúng tôi đang xem xét việc lập trình lại các tế bào để làm cho chúng trẻ lại. Chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đã tìm thấy một nguyên nhân cơ bản của sự lão hóa và chúng tôi có thể quay số đó về phía trước và ở một mức độ nào đó ngược lại.

Tôi nghĩ rằng công chúng không nhận ra công nghệ này tiên tiến đến mức nào và có bao nhiêu nhà đầu tư và công ty cũng tham gia. Năm 2019 sẽ là một năm đầu nguồn cho lĩnh vực này. Chỉ cần rất nhiều thứ được hội tụ. Khoa học, phía doanh nghiệp, các thử nghiệm lâm sàng báo cáo và mối quan tâm chung từ công chúng - tất cả điều đó có nghĩa là trong một năm kể từ bây giờ, chúng ta có thể thấy mình ở một trong những thời điểm thú vị nhất trong lịch sử loài người. Luôn luôn mất một thời gian dài để có được kết quả phòng thí nghiệm cho con người, thường là ít nhất một thập kỷ, nhưng nó sẽ đến ngay bây giờ. Thực sự không có câu hỏi nào.

Một điều quan trọng nhất mà chính phủ có thể làm trong thời gian ngắn để chuyển cây kim về sức khỏe cho công dân của mình là bắt đầu nói về nó như một khoản đầu tư, thay vì chi tiêu. Chúng ta cần nghĩ về "chi tiêu" cho sức khỏe như tạo ra một tài sản, đó là một lực lượng lao động lành mạnh, hoạt động hiệu quả, thay vì một lực lượng lao động xuống cấp, mất tinh thần, nghiện ngập, mất tập trung, có năng suất thấp và nhiều chi phí.

Nếu bạn là người đóng thuế, bạn sẽ chi rất nhiều tiền để sửa chữa những người bị hỏng hơn bạn sẽ bỏ ra nếu chúng ta giữ họ khỏe mạnh ngay từ đầu. Ý tôi là, lợi tức đầu tư của tất cả những thứ này là rất lớn, nhưng nó không phải là ngay lập tức. Nó cần có thời gian. Có rất nhiều người trong y tế cộng đồng - y tế công cộng và công tác xã hội - những người hiểu điều này. Về mặt các chính trị gia, không ai thực sự nghĩ vượt quá nhiệm kỳ của họ.

Với cuộc khủng hoảng opioid đang diễn ra, với tôi, cuộc khủng hoảng thực sự không chỉ là những người chết vì quá liều, đó là những người sống với nghiện ngập và sống với những lỗ hổng dẫn đến chứng nghiện đó. Các phương pháp điều trị nghiện không phải là về, 'Ồ chúng ta đã có chất theo dõi kỹ thuật số hoặc chất mới tuyệt vời này sẽ thay đổi mọi thứ.' Tôi không tin bất cứ điều gì như thế. Rất nhiều về việc khỏe mạnh không phải là về sự đổi mới, nó vẫn là về tất cả những thứ 'nhàm chán': trải nghiệm thời thơ ấu, môi trường mà con người sống, vận chuyển đến công việc, thực phẩm lành mạnh, v.v.

Tôi rất vui khi thấy nền kinh tế tuần hoàn trở thành một phần của cuộc trò chuyện trong sinh học tổng hợp năm nay. Có tiềm năng lớn về sinh học để cung cấp các lựa chọn thay thế tốt hơn cho hệ thống sản xuất và sản xuất hiện tại. Tạo vật liệu mới là khía cạnh vĩ mô, nhưng sinh học cũng có thể giúp tái sử dụng vật liệu hoặc tạo ra các hóa chất bền vững được sử dụng trong chế biến vật liệu. Tôi nghĩ đó là lãnh thổ thực sự phong phú để nhân rộng sự can thiệp mà sinh học tổng hợp có thể tạo ra để tạo ra tương lai bền vững.