Bio-Revolution gata de scalare

Descoperirile în bioproducție ar putea poziționa economia SUA pentru noi posibilități care remodelează industriile și mențin competitivitatea noastră globală

Imaginați-vă că pregătiți o friptură cultivată în laborator pe terasa dvs., dar cărămizile sunt făcute din bacterii. Oaspeții de la cookout poartă o centură de ciuperci, șlapi de alge sau o haină de proteine. Între timp, cineva se rostogolește în cauciucuri noi de păpădie pentru mașina lui. Toate acestea ar putea fi posibile cu revoluția tehnologică care se dezvoltă rapid.

Statele Unite au condus cercetările în domeniul bioștiinței de ani de zile, dar au atins recent un punct de inflexiune. Secvențierea genelor se poate face acum în mod eficient din punct de vedere al costurilor, în timp ce progresele în editare genetică, calcul avansat, bioinformatică, automatizare și inteligență artificială converg pentru a duce ceea ce putem face cu biologia la un nivel nou, uluitor. Capacitatea noastră de a construi molecule, materiale și structuri biologic este setat să dezlănțuie inovații inovatoare care vor înlocui obiectele și produsele pe care le folosim astăzi. Un studiu recent al McKinsey Global Institute estimează că până la 60% din inputurile fizice ale economiei globale ar putea fi teoretic produse biologic.

R&D a adus această oportunitate. Bioproducția este modul în care aducem această revoluție la scară în domeniile industriale, de mediu și societale. Beneficiile ar putea fi enorme:

· 4 trilioane de dolari anual în impact economic global, conform analizei McKinsey.

· Produse mai durabile, cum ar fi produse chimice, combustibili mai curați și bunuri și alimente produse în mod durabil.

· Inovații pentru decarbonizare și remedierea mediului.

· Inovații revoluționare în domeniul sănătății, inclusiv repararea țesuturilor și producția de medicamente la cerere.

· Oportunități economice pentru economiile agricole rurale.

· Noi industrii și noi locuri de muncă.

Timpul de scalare. Reamintind primele zile ale revoluției digitale din anii 1990, tehnologia digitală s-a strecurat în economie, reprezentând aproximativ 200 de miliarde de dolari în valoare adăugată din SUA. Administrația Clinton a pus în aplicare un cadru de politică pentru a sprijini dezvoltarea și implementarea de către sectorul privat a tehnologiei și infrastructurii digitale. Revoluția digitală s-a accelerat într-o ascensiune abruptă pe curba adoptării, iar economia digitală a crescut de zece ori în valoare adăugată reală la peste 2.5 trilioane de dolari în 2021. Pe măsură ce revoluția digitală s-a extins, a remodelat experiența umană, economia, securitatea națională, afaceri, comunicații, industrii întregi și societate - și nu încetinește.

În 2017, Consiliul pentru Competitivitate a colaborat cu patru laboratoare naționale din SUA pentru un studiu numit „Advancing US Bioscience: Challenges and Opportunities in Sustainable Energy, Environmental Remediation, 21st Century Agriculture, Human Health, and Biomanufacturing.”Scopul parteneriatului și studiului a fost de a valorifica anii noștri de cercetare și miliardele de investiții în cercetare și dezvoltare pentru a trece de la laboratoare și producție pilot la platforme mari de bioproducție. Am solicitat un efort strategic, agresiv și coordonat al SUA pentru a capta potențialul mare al bioproducției. Acești pași au inclus:

· Urmărirea frontierelor bioștiinței și bioingineriei, inclusiv cercetarea și dezvoltarea și consolidarea capacităților noastre, cum ar fi aplicarea calculatoarelor avansate și a IA pentru a alimenta un sector în schimbare rapidă.

· Reducerea inovației „valea morții” – cei 10 ani pe care Departamentul de Energie indică, în medie, că este nevoie pentru a scala complet un bioproces – și accelerarea procesului de inovare. Cu scopul de a reduce acest timp la jumătate, avem nevoie de bancuri de testare și de eforturi de prototipare pentru a accelera traducerea științei în aplicarea în producția pilot, precum și o infrastructură industrială și lanțuri de aprovizionare pentru a aduce bioproducția la scară.

· Dezvoltarea unei forțe de muncă multidisciplinare care acoperă științele vieții și bioprocesarea, chimie, bioinginerie, știința datelor și computaționale și producția de bioproducție.

· Crearea unor căi de reglementare clare și transparente pentru ca firmele să introducă pe piață produse pe bază de bio. Deoarece bio-aplicațiile vor acoperi o gamă largă de domenii - de la alimente și medicamente la materiale și substanțe chimice la remedierea mediului și produse de consum - peisajul de reglementare este complex, dar procesele trebuie să fie eficiente, raționalizate și oportune.

· Stabilirea standardelor pentru paradigma bioproducției. Sunt necesare balustrade pentru a promova biosecuritatea și biosecuritatea, precum și pentru siguranța mediului și a muncii de-a lungul ciclului de viață al produselor pe bază de bio. De asemenea, trebuie să avem o conversație serioasă despre probleme etice, juridice și sociale, inclusiv confidențialitatea datelor.

Cadrul la scară. Anul trecut, Congresul și Administrația Biden au pus în mișcare multe dintre aceste acțiuni prin CHIPS and Science Act din 2022. Legislația impune președintelui să implementeze o Inițiativă Națională de Cercetare și Dezvoltare în Biologie de Inginerie și îl direcționează pe președinte să avanseze cercetarea în bioproducție prin cercetare interdisciplinară. centre, sprijină educația și formarea și lucrează pentru o rețea națională de bancuri de testare și activități de demonstrare a conceptului pentru a crește cercetarea de laborator.

În plus, în septembrie, președintele Biden a semnat Ordinul executiv 14081 privind „avansarea biotehnologiei și a inovației în bioproducție”, stabilind o abordare la nivelul întregului guvern pentru a avansa biotehnologia și bioproducția condusă de Asistentul președintelui pentru afaceri de securitate națională. Ordinul executiv solicită consolidarea și coordonarea investițiilor federale în cercetare și dezvoltare în domeniul bioproducției, promovarea extinderii producției interne de bioproducție, formarea forței de muncă și clarificarea și simplificarea reglementărilor. De asemenea, îndrumă agențiile federale să își facă partea lor, de la cercetare și dezvoltare, standarde sau dezvoltarea forței de muncă sau atenuarea amenințărilor la adresa securității naționale și economice.

„Pe măsură ce bioeconomia se extinde de la produse terapeutice la produse de bază, este esențial să creștem semnificativ investițiile în cercetare și dezvoltare pentru tehnologiile de platformă, cum ar fi biologia sintetică și dezvoltarea proceselor la scară bazată pe date, pentru a scurta și mai mult timpul de intrare pe piață la laborator. ” a declarat Joe Elabd, vice-rectorul pentru cercetare la sistemul Texas A&M University. „O alianță puternică academie-industrie-guvern și o rețea de centre regionale vor fi un factor esențial pentru atingerea acestui obiectiv și pentru a consolida competitivitatea SUA.”

Această politică națională și cadru de program ar putea supraalimenta motorul inovației din sectorul privat, transformând bio-revoluția într-o viteză mare și pe calea rapidă. În același timp, China își propune să-și propulseze bioeconomia în prim-planul lumii până în 2035. Al 14-lea plan cincinal pentru dezvoltarea bioeconomiei este o strategie elaborată pentru promovarea industriilor-pilon ale Chinei în patru domenii - biomedicină, agricultură, bioproducție și biosecuritate - prin inovare. , industrializarea și politica guvernamentală. Cursa competitivă este deja în desfășurare cu cel mai mare omolog al nostru economic - eforturile noastre sunt pași în direcția corectă și trebuie să ne extindem pe ei și să nu fim liniștiți.

Deoarece bioproducția se extinde în numeroase sectoare și domenii ale societății, noile bio-capacități vor remodela în mod masiv economia, de la producție la agricultură până la lanțurile de aprovizionare pentru produse farmaceutice, chimice și produse de larg consum. Ne-am mutat rapid de la laborator la a fi în pragul revoluției, cu aplicații în viața reală, de zi cu zi, cum ar fi cookout-ul menționat mai sus. Prin crearea de căi – și investiții – pentru ca aceste tehnologii să se impună, noi și generațiile viitoare putem beneficia și continua să inovăm.