Ghi chú của Đại học Singularity - Sinh học kỹ thuật số (7 trên 25)

Raymond McCauley: Sinh học kỹ thuật số

Diễn giả:

Raymond khám phá cách áp dụng công nghệ vào cuộc sống - sinh học, di truyền, y học, nông nghiệp - đang ảnh hưởng đến mỗi chúng ta .. Anh ta được biết đến với việc sử dụng các ví dụ kể chuyện và xuống đất để cho thấy những thay đổi này đang diễn ra nhanh như thế nào, ngay bây giờ.

Raymond là: Chủ tịch của Đường đua công nghệ sinh học tại Đại học Singularity (http://singularityu.org/), một bể nghĩ ở Thung lũng Silicon dành cho đào tạo các nhà lãnh đạo về công nghệ theo cấp số nhân. Đồng sáng lập và Kiến trúc sư trưởng cho BioCpered (http://biocpered.org/), không gian tin tặc cho công nghệ sinh học, một tổ chức phi lợi nhuận nơi các nhà khoa học chuyên nghiệp, những người có sở thích và doanh nhân DIYbio cùng nhau thiết kế ra thứ lớn tiếp theo một nhà để xe ở Thung lũng Silicon. Một phần của nhóm phát triển giải trình tự DNA thế hệ tiếp theo tại Illumina, nơi ông làm việc trong tin sinh học, giải trình tự ung thư và bộ gen cá nhân. Tác phẩm và câu chuyện của ông đã được giới thiệu trong Wired, Forbes, Time và Nature.

Những gì tôi học được từ Raymond

Giống như Brad, Raymond cũng là một Prezi đã sử dụng, liên kết đến các slide của anh ta ở đây

Raymond bắt đầu bằng cách xác định phạm vi của những gì anh coi là Công nghệ sinh học: 1/3 nền kinh tế toàn cầu: đó là y học, nông nghiệp, năng lượng, sản xuất và chuỗi cung ứng (nhiều định nghĩa đang hội tụ theo các chủ đề công nghệ khác biệt và hiện tại có ý nghĩa)

Có ba phần của sinh học kỹ thuật số theo Raymond: giải trình tự DNA, kỹ thuật di truyền và tiếp cận dân chủ hóa các công cụ.

Vậy trình tự là gì?

Trình tự bộ gen đang tìm ra thứ tự các nucleotide DNA, hoặc các bazơ, trong bộ gen - thứ tự As, Cs, Gs và Ts tạo nên DNA của sinh vật. Bộ gen của con người được tạo thành từ hơn 3 tỷ chữ cái di truyền này.

Ngày nay, trình tự DNA trên quy mô lớn - quy mô cần thiết cho các dự án đầy tham vọng như giải trình tự toàn bộ bộ gen - chủ yếu được thực hiện bởi các máy móc công nghệ cao. Giống như mắt bạn quét một chuỗi các chữ cái để đọc một câu, các máy này đã đọc một chuỗi các cơ sở DNA.

Một chuỗi DNA đã được dịch từ bảng chữ cái hóa học của cuộc sống sang bảng chữ cái chữ viết của chúng ta có thể trông như thế này:

Đó là, trong đoạn DNA đặc biệt này, một adenine (A) được theo sau bởi một guanine (G), theo sau là một thymine (T), sau đó được theo sau bởi một cytosine ©, một cytosine © khác, và vì vậy trên.

Kỹ thuật di truyền là gì? Đó là quá trình thêm DNA mới vào một sinh vật.

Cách tôi hiểu cả hai thuật ngữ: giải trình tự là vẽ bức tranh, kỹ thuật di truyền đang làm thay đổi bức tranh.

Wikipedia nói:

Kỹ thuật di truyền học, còn được gọi là chỉnh sửa gen, là sự thao túng trực tiếp bộ gen của sinh vật bằng công nghệ sinh học. Nó là một tập hợp các công nghệ được sử dụng để thay đổi cấu trúc di truyền của các tế bào, bao gồm việc chuyển gen trong và qua ranh giới loài để tạo ra các sinh vật cải tiến hoặc mới. DNA mới có thể được chèn vào bộ gen của vật chủ bằng cách trước tiên phân lập và sao chép vật liệu di truyền quan tâm bằng phương pháp nhân bản phân tử để tạo ra chuỗi DNA hoặc bằng cách tổng hợp DNA, sau đó chèn cấu trúc này vào cơ thể vật chủ.

Công cụ và Điều khoản

Công nghệ sinh học đã tương tự như nhiều hộp đen của người Bỉ trong thế giới của tôi. Đó là những ẩn số bất thường mà tôi chỉ có thể hiểu về. Tôi đã tìm thấy phá vỡ hộp đen có lẽ là cách sử dụng tốt nhất trong thời gian tôi gặp phải. Công cụ đầu tiên được giới thiệu trong cuộc trò chuyện Công nghệ sinh học là DNA Micro Mảng. Đây thực chất là một Biochip. Thuật ngữ này được giải thích rộng rãi trên web, một trong những hình ảnh tốt hơn giải thích về một microarray được dán bên dưới.

Công cụ thân thiện với người dùng và người dùng nhất được giới thiệu là 23andMe. Công ty này giúp bạn xác định DNA của bạn nói gì về bạn và gia đình với giá 99 đô la. Tất cả những gì nó cần là một chút nhổ và viola. Thật thú vị, 23andMe gặp phải một số vấn đề của FDA. 23andMe tuyên bố họ chỉ đang làm bộ gen giải trí. FDA cho biết, chúng tôi không biết giải trí nói với mọi người rằng họ sẽ bị ung thư như thế nào. Các ví dụ về giao diện DNA trông như thế nào được hiển thị trong liên kết Prezi và rất được khuyến khích.

Kết quả của việc số hóa sinh học, ngành công nghệ sinh học rất tuân theo định luật Moore và trên thực tế sẽ nhanh hơn rất nhiều. Chi phí giải mã bộ gen người đã giảm từ 100 triệu đô la năm 2000 xuống dưới 99 đô la bây giờ. Raymond nói rằng nó sẽ tương đương với việc xả bồn cầu vào năm 2019.

Tại sao tất cả điều này có liên quan?

Raymond đã chia sẻ một ví dụ cá nhân đáng sợ nhưng thú vị. Khi Raymond hoàn thành trình tự của riêng mình, anh biết rằng mình có xác suất mắc AMD cao (thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi). Điều này rõ ràng là đáng sợ, nhưng Raymond đã làm một cái gì đó về nó. Đây là toàn bộ trường hợp chống lại sự thiếu hiểu biết của người Viking là phúc lạc.

Vì Raymond là một người làm nên anh ấy đã làm gần như tất cả những điều sau đây và thực sự đã hỗ trợ nghiên cứu khắc phục AMD theo một cách khá có ý nghĩa

Một số ví dụ về những gì được coi là tiên tiến trong chăm sóc sức khỏe:

  • Verinata Health: Công ty này đã được mua lại bởi illumina, nó cung cấp thử nghiệm không xâm lấn của cha mẹ cho thai nhi. Toàn bộ ý tưởng là làm cho việc chăm sóc sức khỏe trở nên dễ đoán hơn là phản ứng
  • Sự kết thúc của mamograms và nội soi, cộng với kỹ thuật xâm lấn nói chung là gần. Tôi nhớ khi cha tôi chụp động mạch, thủ thuật khá xâm lấn, năm ngoái khi mẹ tôi thực hiện thủ thuật tương tự, việc đặt ống thông qua cánh tay trái ngược với đùi trong
  • Y học đang nhanh chóng được số hóa và rất nhiều xét nghiệm cần đến bác sĩ lâu ngày đang trở nên hợp lý (không phù hợp với các bệnh viện lớn hoặc phòng thí nghiệm chẩn đoán theo quan điểm của tôi). Máy này được hiển thị dưới đây có thể thực hiện các xét nghiệm cho hầu hết các trường hợp nhiễm trùng cổ họng trong 20 phút và máy có giá 200 đô la

Cốt lõi của tất cả các tiến bộ công nghệ (đặc biệt là giảm chi phí) trong công nghệ sinh học hoặc sinh học kỹ thuật số là hành động số hóa một luồng công việc. Các số 0 và số một khá đáng kinh ngạc, trên thực tế bộ não của chúng ta cũng có các số không và cũng vậy (nhiều hơn về phần này trong phần khoa học thần kinh), ba công nghệ / công ty sau đây đã thực hiện quá trình giải trình tự và kỹ thuật di truyền và lập bản đồ quy trình của nó một khung kỹ thuật số:

  • Trình tự bán dẫn Ion Torrent Liên kết siêu này là một trong những video thú vị nhất tôi từng xem (và tôi vừa học cách giới thiệu video ở mức trung bình!). Đây là loại hiểu biết cho phép định luật Moore. Chúng ta thường coi luật của Moore là điều hiển nhiên, nhưng thường quên rằng đó là tinh thần con người có những khoảnh khắc này, đó là lý do tại sao chúng ta không thể sử dụng một cái gì đó cơ bản cho máy ảnh kỹ thuật số và áp dụng khái niệm tương tự để giải mã DNA (tìm ra trình tự của G, A, T và C) phạm trọng Chỉ cần xem video.
  • Geniachip hiện được Roche mua lại, có sứ mệnh cung cấp thông tin di truyền trên toàn cầu
  • Oxford Nanopore Technologies đang sử dụng thanh USB rất hiệu quả để phân tích sinh học di động. Kiểm tra luồng công việc của họ

Mặc dù các công cụ được mô tả ở trên hầu hết liên quan đến giải trình tự, quá trình Kỹ thuật di truyền giống như phát triển phần mềm, đây là lúc các gen được sao chép và các loại sinh vật mới xuất hiện. Đây là một trình soạn thảo Plasmid trông như thế nào (tôi nghĩ rằng chúng có thể trông đẹp hơn / hấp dẫn hơn)

Hai công cụ kỹ thuật di truyền đáng chơi xung quanh:

  • DNA 2.0 cung cấp một hệ thống các giải pháp tích hợp cho cộng đồng nghiên cứu, bao gồm các nền tảng cho kỹ thuật vectơ và protein, các sản phẩm như vectơ biểu hiện, protein huỳnh quang và nhiễm sắc thể, các chủng và thuốc thử tế bào, cũng như thiết kế gen, tối ưu hóa, tổng hợp và nhân bản. Xem video của họ (YOUTUBE đang mở tại Pakistan !!!)

Trong khi rất nhiều mối quan tâm được nhấn mạnh về kỹ thuật di truyền (Monsanto thường được trích dẫn là công ty độc ác làm hỏng đa dạng sinh học), có một trường hợp được đưa ra để loại bỏ một số gen nhất định (mặc dù tôi thừa nhận tôi không hiểu đầy đủ về tác động đối với hệ sinh thái của chúng ta nếu điều này xảy ra)

Đã là phôi thai đầu tiên của con người đã được CRISPR chỉnh sửa, nhưng tin tức này quá gây tranh cãi để xuất bản hoặc chia sẻ.

Điều cuối cùng tôi muốn chia sẻ về công việc của Raymond là công ty không gian học tập / chia sẻ tuyệt vời của anh ấy có tên Bio-Curious! Tôi dự định sẽ dành một chút thời gian tại cơ sở này vào mùa hè này ở California

Ý tưởng lớn là để giải mã các thuật ngữ đáng sợ của sinh học và làm cho các công cụ dễ tiếp cận hơn. Suy nghĩ này cộng hưởng sâu sắc với tôi, bởi vì tôi cũng tin rằng việc phân bổ vốn không phải là đặc quyền của số ít, và trên thực tế, các quyết định đầu tư chất lượng tốt hơn đáng kể có thể được đưa ra bằng cách tìm nguồn cung ứng cho đám đông. Cho rằng các công ty và các nhà lãnh đạo của họ sẽ phải vượt qua sự hoang tưởng và bất an của họ. Mặc dù tôi nghĩ một vấn đề lớn hơn nhiều là hầu hết các nhà lãnh đạo doanh nghiệp không hiểu rõ về cách thức và lý do tại sao các công ty của họ có giá trị, nhưng đó là một cuộc thảo luận cho một thời điểm khác.

Vì vậy, những gì đã được Bio-tò mò cung cấp cho đến nay? Microculus là một ví dụ tuyệt vời.

Cuộc nói chuyện mới nhất của Raymond tóm tắt hầu hết những gì tôi đã viết.

Toàn bộ ghi chú chi tiết có sẵn tại liên kết này