Bio-Revolution آماده مقیاس

پیشرفت در تولید زیستی می تواند اقتصاد ایالات متحده را در موقعیت های جدیدی قرار دهد که صنایع را تغییر می دهد - و رقابت جهانی ما را حفظ می کند.

تصور کنید یک استیک آزمایشگاهی را در پاسیو خود کباب کنید - اما آجرها از باکتری ساخته شده اند. مهمانان در آشپزی شما کمربند قارچی، دمپایی جلبکی یا پوشش پروتئینی پوشیده اند. در همین حین، شخصی لاستیک‌های قاصدک جدید را برای ماشینش می‌پیچد. همه اینها می تواند با انقلاب فناوری که به سرعت در حال رشد است امکان پذیر باشد.

ایالات متحده سال ها تحقیقات علوم زیستی را رهبری کرده است، اما اخیراً به نقطه عطف رسیده است. توالی‌یابی ژن اکنون می‌تواند به صرفه انجام شود، در حالی که پیشرفت‌ها در ویرایش ژن، محاسبات پیشرفته، بیوانفورماتیک، اتوماسیون و هوش مصنوعی در حال همگرایی هستند تا آنچه را که می‌توانیم با زیست‌شناسی انجام دهیم به سطحی جدید و خیره‌کننده برسانیم. توانایی ما برای ساخت مولکول‌ها، مواد و ساختارها به‌صورت بیولوژیکی، قرار است نوآوری‌های مهمی را ایجاد کند که جایگزین اشیا و محصولاتی شود که امروزه استفاده می‌کنیم. یک مطالعه اخیر توسط موسسه جهانی مک کینزی تخمین می‌زند که 60 درصد از نهاده‌های فیزیکی اقتصاد جهانی از نظر تئوری می‌تواند به صورت بیولوژیکی تولید شود.

تحقیق و توسعه این فرصت را به وجود آورده است. تولید زیستی روشی است که ما این انقلاب را در حوزه‌های صنعتی، محیطی و اجتماعی به مقیاس می‌رسانیم. مزایا می تواند بسیار زیاد باشد:

بر اساس تحلیل مک کینزی، سالانه 4 تریلیون دلار تأثیر اقتصادی جهانی دارد.

· محصولات پایدارتر، مانند مواد شیمیایی، سوخت های پاک تر، و کالاها و مواد غذایی تولید شده پایدار.

· نوآوری برای کربن زدایی و اصلاح محیط زیست.

· نوآوری های پیشگامانه مراقبت های بهداشتی، از جمله ترمیم بافت و تولید دارو بر اساس تقاضا.

· فرصت های اقتصادی برای اقتصادهای کشاورزی روستایی.

· صنایع جدید و مشاغل جدید.

زمان برای مقیاس. با یادآوری روزهای اولیه انقلاب دیجیتال در دهه 1990، فناوری دیجیتال در حال ورود به اقتصاد بود و حدود 200 میلیارد دلار ارزش افزوده ایالات متحده را به خود اختصاص داد. دولت کلینتون چارچوب سیاستی را برای حمایت از توسعه بخش خصوصی و استقرار فناوری دیجیتال و زیرساخت ایجاد کرد. انقلاب دیجیتال در یک صعود تند به منحنی پذیرش شتاب گرفت و اقتصاد دیجیتال به ارزش واقعی ده برابر افزایش یافت و به بیش از 2.5 تریلیون دلار در سال 2021 افزوده شد. همانطور که انقلاب دیجیتال مقیاس‌پذیر شد، تجربه انسانی، اقتصاد، امنیت ملی را تغییر داد. تجارت، ارتباطات، کل صنایع و جامعه - و کند نمی شود.

در سال 2017، شورای رقابت پذیری با چهار آزمایشگاه ملی ایالات متحده برای مطالعه ای به نام "پیشبرد علوم زیستی ایالات متحده: چالش ها و فرصت ها در انرژی پایدار، اصلاح محیط زیست، کشاورزی قرن بیست و یکم، سلامت انسان، و تولید زیستی" شریک شد..هدف از مشارکت و مطالعه، سرمایه‌گذاری بر روی سال‌ها تحقیق و میلیاردها سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه به منظور انتقال از آزمایشگاه‌ها و تولید آزمایشی به پلت‌فرم‌های بزرگ تولید زیستی بود. ما خواستار تلاش استراتژیک، تهاجمی و هماهنگ ایالات متحده برای به دست آوردن پتانسیل عظیم تولید زیستی شدیم. این مراحل شامل:

· پیگیری مرزهای علوم زیستی و مهندسی زیستی، از جمله تحقیق و توسعه و تقویت قابلیت‌های ما، مانند استفاده از محاسبات پیشرفته و هوش مصنوعی برای تأمین انرژی بخشی که به سرعت در حال تغییر است.

· پل زدن بر نوآوری "دره مرگ" - 10 سالی که وزارت انرژی به طور متوسط ​​نشان می دهد که مقیاس کامل یک فرآیند زیستی طول می کشد - و سرعت بخشیدن به فرآیند نوآوری. با هدف به نصف رساندن این زمان، ما به بسترهای آزمایشی و تلاش‌های نمونه‌سازی برای تسریع در ترجمه علم به کاربرد در تولید آزمایشی، و زیرساخت‌های صنعتی و زنجیره‌های تامین برای افزایش تولید زیستی در مقیاس نیاز داریم.

· توسعه نیروی کار چند رشته ای که شامل علوم زیستی و پردازش زیستی، مواد شیمیایی، مهندسی زیستی، داده ها و علوم محاسباتی، و تولیدات زیستی است.

· ایجاد مسیرهای نظارتی شفاف و شفاف برای شرکت ها برای ارائه محصولات مبتنی بر زیست به بازار. از آنجایی که کاربردهای زیستی طیف وسیعی از حوزه ها را شامل می شود - از غذا و دارو گرفته تا مواد و مواد شیمیایی گرفته تا اصلاح محیط زیست و محصولات مصرفی - چشم انداز نظارتی پیچیده است، اما فرآیندها باید کارآمد، ساده و به موقع باشند.

· ایجاد استانداردهایی برای پارادایم تولید زیستی. نرده‌های محافظ برای ارتقای ایمنی زیستی و امنیت زیستی و برای ایمنی محیطی و شغلی در طول چرخه عمر محصول مبتنی بر زیست مورد نیاز است. ما همچنین باید در مورد مسائل اخلاقی، قانونی و اجتماعی، از جمله حریم خصوصی داده ها، گفتگوی جدی داشته باشیم.

چارچوب به مقیاس. سال گذشته، کنگره و دولت بایدن بسیاری از این اقدامات را از طریق قانون تراشه‌ها و علم در سال 2022 آغاز کردند. این قانون، رئیس‌جمهور را موظف می‌کند که یک طرح ملی تحقیق و توسعه زیست‌شناسی مهندسی را اجرا کند و رئیس‌جمهور را به پیشبرد تحقیقات تولید زیستی از طریق تحقیقات بین‌رشته‌ای هدایت کند. مراکز، از آموزش و پرورش حمایت می کنند و برای ایجاد شبکه ملی بسترهای آزمایش و فعالیت های اثبات مفهوم برای ارتقای تحقیقات آزمایشگاهی تلاش می کنند.

علاوه بر این، در ماه سپتامبر، رئیس جمهور بایدن فرمان اجرایی 14081 را در مورد «پیشبرد بیوتکنولوژی و نوآوری تولید زیستی» امضا کرد، که یک رویکرد کل دولتی برای پیشبرد بیوتکنولوژی و تولید زیستی به رهبری دستیار رئیس جمهور در امور امنیت ملی ایجاد کرد. این فرمان اجرایی خواستار تقویت و هماهنگی سرمایه گذاری فدرال در تحقیق و توسعه بیولوژیکی، ترویج توسعه تولیدات زیستی داخلی، آموزش نیروی کار، و شفاف سازی و ساده سازی مقررات است. همچنین سازمان های فدرال را هدایت می کند تا نقش خود را انجام دهند، از تحقیق و توسعه، استانداردها یا توسعه نیروی کار، یا کاهش تهدیدات برای امنیت ملی و اقتصادی.

از آنجایی که اقتصاد زیستی از درمان به محصولات کالایی گسترش می‌یابد، بسیار مهم است که سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه برای فناوری‌های پلت‌فرم، مانند زیست‌شناسی مصنوعی و توسعه فرآیند مقیاس‌پذیری مبتنی بر داده‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش دهیم تا زمان آزمایشگاه تا بازار را کوتاه‌تر کنیم. جو الابد، معاون پژوهشی در سیستم دانشگاه تگزاس A&M گفت. «اتحاد قوی آکادمی- صنعت-دولت و شبکه ای از مراکز منطقه ای یک عامل مهم برای دستیابی به این هدف و تقویت رقابت ایالات متحده خواهد بود.»

این چارچوب سیاست و برنامه ملی می‌تواند موتور نوآوری بخش خصوصی را توربوشارژ کند، و انقلاب زیستی را به دنده‌های بالا و به مسیر سریع تبدیل کند. به طور همزمان، چین قصد دارد تا سال 2035 اقتصاد زیستی خود را به خط مقدم جهان برساند. چهاردهمین برنامه پنج ساله آن برای توسعه اقتصاد زیستی، یک استراتژی پیچیده برای پیشبرد صنایع ستونی چین در چهار زمینه - پزشکی زیستی، کشاورزی، تولید زیستی - از طریق نوآوری زیستی است. صنعتی شدن و سیاست دولت رقابت رقابتی در حال حاضر با بزرگترین همتای اقتصادی ما در جریان است - تلاش‌های ما گام‌هایی در مسیر درست هستند و باید آنها را گسترش دهیم و راحت نباشیم.

از آنجایی که تولید زیستی بخش‌ها و حوزه‌های اجتماعی متعددی را کاهش می‌دهد، قابلیت‌های زیستی جدید به شکل گسترده‌ای اقتصاد را تغییر می‌دهد، از تولید تا کشاورزی و زنجیره‌های تامین دارو، مواد شیمیایی و محصولات مصرفی. ما به سرعت از آزمایشگاه به سمت آستانه انقلاب حرکت کرده‌ایم، با برنامه‌های واقعی و روزمره مانند برنامه آشپزی فوق‌الذکر. با ایجاد مسیرها - و سرمایه گذاری - برای تثبیت این فناوری ها، ما و نسل های آینده می توانیم سود ببریم و به نوآوری خود ادامه دهیم.