Біореволюція готова до масштабування

Прорив у біовиробництві може надати економіці США нові можливості, які змінять галузь промисловості — і підтримають нашу глобальну конкурентоспроможність

Уявіть, що ви смажите вирощений у лабораторії стейк на своєму внутрішньому дворику, але цегла зроблена з бактерій. Гості на вашій кулінарії носять грибний пояс, водоростеві шльопанці або білкове пальто. Тим часом хтось закочує нові шини з кульбаби для своєї машини. Все це може бути можливим завдяки технологічній революції, яка швидко проростає.

Сполучені Штати роками очолюють біонаукові дослідження, але нещодавно вони досягли точки перелому. Тепер секвенування генів можна здійснювати економічно ефективно, а досягнення в області редагування генів, передових обчислень, біоінформатики, автоматизації та штучного інтелекту зближуються, щоб вивести те, що ми можемо зробити з біології, на новий, вражаючий рівень. Наша здатність будувати молекули, матеріали та структури біологічним шляхом призведе до проривних інновацій, які замінять предмети та продукти, якими ми користуємося сьогодні. Нещодавнє дослідження Глобального інституту McKinsey підрахувало, що до 60% фізичних ресурсів світової економіки теоретично можна виробляти біологічним шляхом.

Дослідження та розробки дали цю можливість. Біовиробництво – це те, як ми реалізуємо цю революцію в промисловості, навколишньому середовищі та суспільстві. Переваги можуть бути величезними:

· 4 трильйони доларів щорічно впливають на глобальну економіку, згідно з аналізом McKinsey.

· Більш стійкі продукти, такі як хімічні речовини, чистіше паливо та екологічно вироблені товари та продукти харчування.

· Інновації для декарбонізації та відновлення навколишнього середовища.

· Революційні інновації в галузі охорони здоров’я, включаючи відновлення тканин і виробництво ліків на вимогу.

· Економічні можливості для сільських аграрних господарств.

· Нові галузі та нові робочі місця.

Час для масштабування. Згадуючи перші дні цифрової революції в 1990-х роках, цифрові технології проникали в економіку, приносячи близько 200 мільярдів доларів США доданої вартості. Адміністрація Клінтона запровадила політичну основу для підтримки розвитку приватного сектору та впровадження цифрових технологій та інфраструктури. Цифрова революція прискорилася до крутого підйому вгору по кривій впровадження, а реальна додана вартість цифрової економіки зросла в десять разів і склала понад 2.5 трильйона доларів у 2021 році. З розмахом цифрової революції вона змінила людський досвід, економіку, національну безпеку, бізнес, комунікації, цілі галузі та суспільство — і не сповільнюється.

У 2017 році Рада з конкурентоспроможності співпрацювала з чотирма національними лабораторіями США для дослідження під назвою «Розвиток біонауки США: виклики та можливості у сфері сталої енергетики, відновлення навколишнього середовища, сільського господарства 21-го століття, здоров’я людини та біовиробництва»..«Мета партнерства та дослідження полягала в тому, щоб отримати вигоду від наших багаторічних досліджень і мільярдних інвестицій у дослідження та розробки, щоб перейти від лабораторій і пілотного виробництва до великих платформ біовиробництва. Ми закликали до стратегічних, агресивних і скоординованих зусиль США, щоб використати великий потенціал біовиробництва. Ці кроки включали:

· Переслідування кордонів біонауки та біоінженерії, включаючи дослідження та розробки та зміцнення наших можливостей, таких як застосування передових обчислень та штучного інтелекту для живлення сектора, що швидко змінюється.

· Подолання інноваційної «долини смерті» — 10 років, які, за даними Міністерства енергетики, у середньому потрібні для повного масштабування біопроцесу — та прискорення інноваційного процесу. Щоб скоротити цей час вдвічі, нам потрібні випробувальні стенди та прототипи, щоб прискорити перенесення наукових досягнень у пілотне виробництво, а також промислова інфраструктура та ланцюжки поставок для масштабного біовиробництва.

· Розвиток міждисциплінарної робочої сили, яка охоплює науки про життя та біообробку, хімікати, біоінженерію, дані та обчислювальну науку, а також біовиробництво.

· Створення чітких, прозорих регуляторних шляхів для компаній, щоб виводити на ринок біопродукти. Оскільки біозастосування стосуватиметься низки сфер — від харчових продуктів і ліків до матеріалів і хімікатів, відновлення навколишнього середовища та споживчих товарів — нормативний ландшафт є складним, але процеси мають бути ефективними, спрощеними та своєчасними.

· Встановлення стандартів для парадигми біовиробництва. Огородження необхідні для сприяння біобезпеці та біозахисту, а також для захисту навколишнього середовища та безпеки протягом усього життєвого циклу біопродукту. Ми також повинні серйозно обговорити етичні, правові та соціальні питання, включно з конфіденційністю даних.

Рамка для масштабування. Минулого року Конгрес та адміністрація Байдена започаткували багато з цих дій через Закон про CHIPS і науку від 2022 року. Законодавство зобов’язує президента реалізувати Національну ініціативу з досліджень і розвитку в галузі інженерної біології та наказує президенту просувати дослідження біовиробництва шляхом міждисциплінарних досліджень. центри, підтримувати освіту та навчання, а також працювати над національною мережею випробувальних стендів і діяльності з підтвердження концепції для підвищення рівня лабораторних досліджень.

Крім того, у вересні президент Байден підписав виконавчий наказ 14081 про «розвиток біотехнології та інновацій у біовиробництві», встановлюючи загальнодержавний підхід до просування біотехнології та біовиробництва на чолі з помічником президента з питань національної безпеки. Виконавчий наказ закликає зміцнювати та координувати федеральні інвестиції в науково-дослідницьку діяльність у біовиробництві, сприяти розширенню вітчизняного біовиробництва, навчати робочу силу, а також уточнювати та спрощувати правила. Він також наказує федеральним агентствам виконувати свою роль, починаючи від досліджень і розробок, стандартів або розвитку робочої сили, або пом’якшення загроз національній та економічній безпеці.

«Оскільки біоекономіка розширюється від терапевтичних до товарних продуктів, дуже важливо, щоб ми значно збільшили інвестиції в дослідження та розробки платформних технологій, таких як синтетична біологія та розробка процесів масштабування на основі даних, щоб ще більше скоротити час від лабораторії до ринку, ", - сказав Джо Елабд, віце-канцлер з досліджень системи Техаського університету A&M. «Сильний альянс академії, промисловості та уряду та мережа регіональних центрів стануть критично важливими факторами досягнення цієї мети та зміцнення конкурентоспроможності США».

Ця національна політика та рамкова програма могли б активізувати двигун інновацій у приватному секторі, перекинувши біореволюцію на найвищу передачу та у прискорену смугу. Водночас Китай прагне вивести свою біоекономіку на передові позиції у світі до 2035 року. Його 14-й п’ятирічний план розвитку біоекономіки — це детальна стратегія розвитку ключових галузей Китаю в чотирьох сферах — біомедицина, сільське господарство, біовиробництво та біозахист — за допомогою інновацій. , індустріалізація та державна політика. Конкурентна боротьба з нашим найбільшим економічним партнером уже триває — наші зусилля є кроками в правильному напрямку, і ми повинні розвивати їх і не заспокоюватися.

Оскільки біовиробництво охоплює численні сектори та сфери суспільства, нові біопотенціали суттєво змінять економіку, від виробництва до сільського господарства до ланцюгів постачання фармацевтичних препаратів, хімікатів і споживчих товарів. Ми швидко перейшли від лабораторії до того, щоб бути на порозі революції, з реальним, повсякденним застосуванням, таким як вищезгадане приготування їжі. Створюючи шляхи — та інвестиції — для впровадження цих технологій, ми та майбутні покоління можемо отримати вигоду та продовжувати впроваджувати інновації.