Bio-Revolution готова к масштабированию

Прорывы в области биопроизводства могут предоставить экономике США новые возможности, которые изменят отрасли и поддержат нашу глобальную конкурентоспособность.

Представьте себе, что вы жарите на гриле выращенный в лаборатории стейк, но кирпичи сделаны из бактерий. Гости на вашей кухне одеты в грибной пояс, шлепанцы из водорослей или протеиновое пальто. Тем временем кто-то подкатывает к своей машине новые шины цвета одуванчика. Все это стало возможным благодаря стремительно нарастающей технологической революции.

Соединенные Штаты в течение многих лет возглавляли исследования в области биологических наук, но недавно они достигли переломного момента. Секвенирование генов теперь может быть экономически эффективным, в то время как достижения в области редактирования генов, передовых вычислений, биоинформатики, автоматизации и искусственного интеллекта объединяются, чтобы вывести то, что мы можем сделать с биологией, на новый, поразительный уровень. Наша способность создавать молекулы, материалы и структуры биологическим путем должна привести к прорывным инновациям, которые заменят предметы и продукты, которыми мы пользуемся сегодня. Недавнее исследование, проведенное Глобальным институтом McKinsey, показало, что до 60% физических ресурсов мировой экономики теоретически могут быть получены биологическим путем.

R&D предоставили эту возможность. Биопроизводство — это то, как мы привносим эту революцию в масштабах промышленности, окружающей среды и общества. Преимущества могут быть огромными:

· Согласно анализу McKinsey, 4 триллиона долларов в год оказывают глобальное экономическое воздействие.

· Более устойчивые продукты, такие как химикаты, более чистое топливо, товары и продукты питания, произведенные устойчивым образом.

· Инновации для обезуглероживания и восстановления окружающей среды.

· Революционные инновации в области здравоохранения, включая восстановление тканей и производство лекарств по запросу.

· Экономические возможности для сельского хозяйства в сельской местности.

· Новые отрасли и новые рабочие места.

Время масштабирования. Вспоминая первые дни цифровой революции в 1990-х годах, цифровые технологии проникали в экономику, что составило около 200 миллиардов долларов добавленной стоимости в США. Администрация Клинтона разработала политическую основу для поддержки частного сектора в развитии и развертывании цифровых технологий и инфраструктуры. Цифровая революция ускорилась до крутого подъема вверх по кривой внедрения, а реальная добавленная стоимость цифровой экономики выросла в десять раз и составила более 2.5 триллиона долларов в 2021 году. По мере масштабирования цифровой революции она изменила человеческий опыт, экономику, национальную безопасность, бизнес, связь, целые отрасли и общество — и не замедляется.

В 2017 году Совет по конкурентоспособности в партнерстве с четырьмя национальными лабораториями США провел исследование под названием «Развитие бионауки США: проблемы и возможности в области устойчивой энергетики, восстановления окружающей среды, сельского хозяйства 21 века, здоровья человека и биопроизводства»..«Цель партнерства и исследования заключалась в том, чтобы извлечь выгоду из наших многолетних исследований и миллиардов инвестиций в исследования и разработки, чтобы перейти от лабораторий и опытного производства к крупным биопроизводственным платформам. Мы призвали США к стратегическим, агрессивным и скоординированным усилиям по использованию огромного потенциала биопроизводства. Эти шаги включали:

· Преследование границ бионауки и биоинженерии, включая НИОКР и укрепление наших возможностей, таких как применение передовых вычислений и ИИ, для подпитки быстро меняющегося сектора.

· Преодоление инновационной «долины смерти» — 10 лет, которые, по данным Министерства энергетики, в среднем требуются для полного масштабирования биопроцесса — и ускорение инновационного процесса. Чтобы сократить это время вдвое, нам нужны испытательные стенды и усилия по созданию прототипов, чтобы ускорить преобразование науки в приложения для пилотного производства, а также промышленная инфраструктура и цепочки поставок, чтобы масштабировать биопроизводство.

· Развитие междисциплинарной рабочей силы, охватывающей науки о жизни и биотехнологии, химические вещества, биоинженерию, данные и вычислительную науку, а также биопроизводство.

· Создание четких и прозрачных нормативных путей для компаний, чтобы вывести на рынок биопродукты. Поскольку биоприложения будут охватывать целый ряд областей — от продуктов питания и лекарств до материалов и химикатов, восстановления окружающей среды и потребительских товаров — нормативно-правовая база сложна, но процессы должны быть эффективными, оптимизированными и своевременными.

· Установление стандартов для парадигмы биопроизводства. Ограждения необходимы для обеспечения биобезопасности и биозащиты, а также для обеспечения безопасности окружающей среды и охраны труда на протяжении всего жизненного цикла биопродуктов. Мы также должны серьезно обсудить этические, юридические и социальные вопросы, включая конфиденциальность данных.

Фреймворк для масштабирования. В прошлом году Конгресс и администрация Байдена инициировали многие из этих действий посредством Закона о ЧИПС и науке от 2022 года. Закон обязывает президента реализовывать Национальную инициативу по исследованиям и разработкам в области инженерной биологии и предписывает президенту продвигать исследования в области биопроизводства посредством междисциплинарных исследований. центры, поддерживать образование и обучение, а также работать над созданием национальной сети испытательных стендов и мероприятий по проверке концепции для повышения уровня лабораторных исследований.

Кроме того, в сентябре президент Байден подписал Указ № 14081 о «продвижении инноваций в области биотехнологии и биопроизводства», устанавливающий общегосударственный подход к развитию биотехнологии и биопроизводства во главе с помощником президента по вопросам национальной безопасности. В указе содержится призыв к поддержке и координации федеральных инвестиций в исследования и разработки в области биопроизводства, содействие расширению отечественного производства биопродукции, обучение рабочей силы, а также уточнение и оптимизация правил. Он также предписывает федеральным агентствам выполнять свою часть работы, начиная от исследований и разработок, стандартов или развития рабочей силы до смягчения угроз национальной и экономической безопасности.

«Поскольку биоэкономика расширяется от терапевтических средств до товарных продуктов, крайне важно, чтобы мы значительно увеличили инвестиции в исследования и разработки для платформенных технологий, таких как синтетическая биология и разработка процессов масштабирования на основе данных, чтобы еще больше сократить время от лаборатории до рынка. — сказал Джо Элабд, вице-канцлер по исследованиям системы Техасского университета A&M. «Сильный союз академии, промышленности и правительства, а также сеть региональных центров станут важным фактором для достижения этой цели и повышения конкурентоспособности США».

Эта национальная политика и программная основа могли бы ускорить двигатель инноваций в частном секторе, переводя биореволюцию на высокую скорость и на скоростную полосу. В то же время Китай стремится вывести свою биоэкономику на передовые позиции в мире к 2035 году. Его 14-й пятилетний план развития биоэкономики представляет собой продуманную стратегию развития основных отраслей промышленности Китая в четырех областях — биомедицина, сельское хозяйство, биопроизводство и биобезопасность — за счет инноваций. , индустриализация и государственная политика. Конкурентная гонка с нашим крупнейшим экономическим партнером уже идет — наши усилия — это шаги в правильном направлении, и мы должны расширять их и не расслабляться.

Поскольку биопроизводство затрагивает множество секторов и социальных сфер, новые биовозможности в значительной степени изменят экономику, от производства до сельского хозяйства и цепочек поставок фармацевтических препаратов, химикатов и потребительских товаров. Мы быстро перешли от лаборатории к тому, чтобы быть на пороге революции, с реальными повседневными приложениями, такими как вышеупомянутая кулинария. Создавая пути — и инвестиции — для того, чтобы эти технологии закрепились, мы и будущие поколения можем извлечь выгоду и продолжать внедрять инновации.