7 store bioteknologiske ideer til 2019

Videnskabsmænd og andre skabere fortæller os om udviklingen, de holder øje med og samtalerne, de vil starte.

Animation af Render Fruit

En førende levetidsforsker, David Sinclair, siger, at vi går ind i "en af ​​de mest interessante tidspunkter i menneskets historie." Han henviser til gennembrud, som han forventer inden for sin egen linje. Men det er sandt også på mange andre områder. Genredigering, madinnovation og syntetisk biologi er klar til dramatisk omforme vores koncept om, hvad det betyder at være menneske.

Alligevel er teknologiske fremskridt alene ikke nok. Vi er nødt til at stille de rigtige spørgsmål om, hvordan man styrer forestående fremskridt.

CRISPR-pioneren Feng Zhang mener, at det er nøjagtigt, hvad der sker i genredigering. Teknologien er ved at gøre store fremskridt inden for medicin, selv når det videnskabelige samfund sætter pause i andre anvendelser for at gennemgå deres etiske konsekvenser.

Dette er, hvad Sinclair, Zhang og fem andre eksperter fortalte mig om, hvordan de ser ting sammen komme.

”Der er virkelig spændende fremskridt på tre områder. Det første område er CRISPR-baseret medicin. Kliniske forsøg er begyndt, og medikamentudviklere tester nu CRISPR i sammenhæng med blodsygdomme, ligesom seglcelle, og tester det også i øjet for at behandle blindhed. Der er også arbejde, der bevæger sig ret hurtigt for at anvende CRISPR i kræftbehandlinger.

”Det andet område er ved at forvandle CRISPR til et robust diagnostisk værktøj til infektionssygdomme som ebola eller enhver form for epidemivirus og også fremme dens anvendelse i fremtiden til diagnosticering af bakterielle infektioner eller måske endda kræft.

”Og det tredje område er genredigeringens evne til at forbedre landbruget. Effektivisering af landbruget, mulighed for at øge udbyttet og være i stand til at øge ernæringsegenskaberne for landbrugsprodukter for at være i stand til at forbedre menneskers sundhed enormt. Og du ved, CRISPR-baseret diagnostik kan også bruges til fødevaresikkerhed - at være i stand til at se, om en bestemt mad er forurenet af visse bakterier.

”Mit håb er, at samfundet som helhed vil begynde at engagere sig i en seriøs samtale om, hvad det vil have, med hensyn til genredigering og ændring af den menneskelige kimline. Nyheden, der kom ud af Kina, katalyserer den samtale. Det er en vigtig samtale at have, især da teknologien er så nært forestående. Det er vigtigt at tage en pause for virkelig at have den samtale, så vi kan få samfundets samtykke, uanset hvilken retning, til at finde ud af, hvad vi vil gøre - og denne pause er ikke til CRISPR-forskning som helhed, men specifikt til brug af CRISPR i redigering af embryoner for at etablere graviditet. ”

”Hver gang der er en slags viral meme, hvor det kaldes til enkeltpersoner, at vi hører eller ser verden lidt anderledes - bare se på Yanny vs. Laurel i år - det går viralt, fordi vi alle har svært ved at erkende, at grundlæggende oplever vi verden forskelligt. Og alligevel tror jeg, det er en af ​​de vigtigste ting, vi har brug for med empati, for bedre at forstå udviklingen af ​​menneskeheden og for at sikre, at kunstig intelligens og dens anvendelser faktisk realiseres [af] individet i modsætning til pålagt individet.

”Jeg tror ikke, at teknologien skal have empati med mig. Jeg vil ikke have robotter, der prøver på at efterligne menneskelige kvaliteter på nogen måde. Jeg leder efter måder, hvorpå teknologi forbedrer menneskelig kapacitet, og det er meget anderledes. Jeg tror, ​​det er kritisk i dagens klima. Vi går ind i en æra, hvor teknologi bringer fordele for enkeltpersoner - i deres kapacitet, i deres præstation, i deres succes på arbejdspladsen - og livet bliver meget afhængig af de nye retninger, som teknologien muliggør.

”Problemet er ikke kun bias i AI, fordi vi har talt om det i nogen tid. Det er, at vi er enkeltpersoner, og vi er nødt til at se på, hvordan en teknologi vil påvirke forskellige demografier. Hvad er de adfærdsændringer, der vil ske, hvis teknologien er vellykket? Og hvis det ikke er det? Hvis vi ikke finder ud af en bedre måde at sikre, at teknologi holdes ansvarlig for at realisere disse fordele, vil vi bare ende med flere demografiske kløfter og splittelser. ”

”De to definerende øjeblikke [inden for madteknologi i 2018] har virkelig store konsekvenser for næste år. For det første investerede Tyson Ventures i et selskab i Jerusalem kaldet Future Meat Technologies. Tyson har et kvælningsgreb på det traditionelle proteinmarked, så det var et stort signal i form af, at de ser mere forskelligt på, hvad protein betyder, og ser på cellulært landbrug som denne levedygtige ting i fremtiden. Jeg synes, det vil være interessant i 2019 at se, hvor mange andre Big Protein-spillere, der følger efter.

”Den anden ting er [embedsmænd i] USA sagde, at de ikke ville regulere CRISPR-redigerede afgrøder. Der er åbenlyst stadig spørgsmål om, hvordan man mærker det - det er stadig op til debat - men den lovgivningsmæssige byrde ved at indføre et CRISPR-fødevareprodukt i USA er blevet meget lettere. Samtidig gik Europa den anden vej. De anser CRISPR for at være under typiske regler for GMO'er, som er ret strenge. Jeg tror, ​​hvad der vil ske, er, at investeringen vil bevæge sig mod USA på en rigtig aggressiv måde, og virkelig vil flytte vinden for innovation. For eksempel har Calyxt deres genredigerede sojabønner, der ikke producerer transfedt. Det antages at komme på markedet i 2019. ”

”Det fleste arbejde mellem hjernecomputer [BCI] har fokuseret på at udvikle systemer til at gendanne en slags bevægelse eller funktion til nogen, der har mistet det. I år har der været et par bemærkelsesværdige papirer, der har sagt: 'Det er alt sammen godt og godt, det er alt nødvendigt, men der er en anden halvdel til historien, som genopretter fornemmelsen.' Du kan ikke reagere hurtigt, hvis visuel feedback er alt hvad du har. Så det arbejde, der er gået i det sidste år eller deromkring, har fokuseret på at give tilbage, især til mennesker med rygmarvsskade, evnen til at få andre typer sensorisk feedback som tryk, temperatur, tekstur eller propriosception. Dette arbejde er meget i sin spædbarn, og det bliver virkelig spændende at se, hvordan det skrider frem i det kommende år.

”En milepæl, der er ved horisonten, er et fuldt implanteret BCI-system. Målet er at få det til at være usynligt som en pacemaker. Næsten alt, hvad [BCI-feltet har gjort] indtil videre, er meget labbaseret, og vi arbejder nu på at gøre enheder fuldt implanteret, så vi kan begynde at tænke på hjemmebrug og potentialet for nogen til at bruge deres enhed 24/7 uden at være bundet til en computer, eller uden at en ekspert kontrollerer enheden.

”Mange offentlige personer og private virksomheder har lovet en masse ting ved BCI'er. Ligesom Facebook, der har lovet muligheden for at skrive 100 ord pr. Minut på din telefon bare med dine tanker. Jeg er meget taknemmelig for, at disse personer har bragt en masse opmærksomhed til BCI'er, men det, jeg frygter, er, at de offentlige udsagn kan give urealistiske forventninger. Det bliver ikke som om du tænker på, hvad du vil have til middag, og du kan sende det til din værelseskammerat. Disse enheder kan give nogen betydelig funktion, og muligvis nogle forbedringer, til mennesker, der har neurologisk skade, og derefter muligvis på en eller anden lille måde vil det dryppe ned til offentligheden. Men vi skal alle være ansvarlige for, hvordan vi taler om det. ”

”[I mit laboratorium] har vi arbejdet med molekylet NAD. Vi offentliggjorde i Cell i marts, at vi ved at hæve NAD-niveauer hurtigt kunne vende mange aspekter af aldring hos mus. [Vi gav] gamle mus evnen til at løbe som unge mus igen og faktisk konkurrere ud over unge mus. Det sker, fordi der var forbedret blodgennemstrømning gennem hele dyret. Molekylet, som vi brugte, kaldes NMN. Vi satte det i vandforsyningen, og efter blot en uge så vi en stigning i udholdenhed. Vi er glade for dette gennembrud, fordi det viser, at vi forstår, hvorfor vi mister blodgennemstrømningen, når vi bliver ældre, og hvorfor vi bliver trætte og føler os skrøbelige. Men det viser også, at vi har en meget hurtig måde at vende dette på. Du kan forestille dig mennesker, der er trætte, rullestolbundne eller endda sengeliggende og har energi til at komme ud og træne igen. ”

”Næste år rapporterer vi forhåbentlig om et projekt, som vi startede for 10 år siden. Vi ser på omprogrammering af celler for at gøre dem unge igen. Vi tror, ​​vi fandt en underliggende årsag til aldring, og vi er i stand til at ringe det fremad og til en vis grad baglæns.

”Jeg tror, ​​at offentligheden ikke er klar over, hvor avanceret denne teknologi er, og hvor mange investorer og virksomheder der også er involveret. 2019 bliver et vådskifteår for dette felt. Bare så mange ting konvergerer. Videnskaben, den forretningsmæssige side, de kliniske forsøg, der rapporteres ud, og den generelle interesse fra offentligheden - alt dette betyder, at vi om et år fra nu måske befinder os i en af ​​de mest interessante tidspunkter i menneskets historie. Det tager altid lang tid at få et labresultat til mennesker, normalt mindst et årti, men det kommer nu. Der er virkelig ikke noget spørgsmål. ”

”Det vigtigste, som regeringen kunne gøre på kort sigt for at bevæge nålen for helbredet for sine borgere, ville være at begynde at tale om det som en investering, snarere end som udgifter. Vi er nødt til at tænke på sundhedsudgifter som at skabe et aktiv, som er en sund arbejdsstyrke, der fungerer effektivt mod en nedslidt, demoraliseret, afhængig, distraheret arbejdsstyrke, der har lav produktivitet og mange omkostninger.

”Hvis du er skatteyder, bruger du så meget mere penge på at fikse folk, der er ødelagte, end du nogensinde ville bruge, hvis vi holdt dem sunde i første omgang. Jeg mener, at afkastet på alle disse ting er enormt, men det er ikke øjeblikkeligt. Det tager tid. Der er mange mennesker i samfundets sundhed - folkesundhed og socialt arbejde - der forstår dette. Hvad angår politikere, er der ingen, der virkelig tænker ud over deres valgperiode.

”Med den igangværende opioidkrise er den virkelige krise for mig ikke kun mennesker, der dør af overdoser, det er mennesker, der lever med afhængighed og lever med de sårbarheder, der fører til denne afhængighed. Behandlinger for afhængighed handler ikke om, 'Åh, vi har et fantastisk nyt stof eller digital tracker, der vil ændre alt.' Jeg tror ikke noget lignende vil. Så meget om at være sund handler ikke om innovation, det handler stadig om alle de 'kedelige' ting: oplevelser i den tidlige barndom, det miljø, hvor mennesker bor, transport til job, sund mad osv. ”

”Jeg er spændt på at se den cirkulære økonomi blive en del af samtalen i syntetisk biologi i år. Der er et enormt potentiale for biologi at tilbyde bedre alternativer til det nuværende produktions- og fremstillingssystem. Oprettelse af nye materialer er makroaspektet, men biologi kan også hjælpe med at genbruge materialer eller skabe bæredygtige kemikalier, der bruges til behandling af materialer. Jeg tror, ​​det er virkelig et rigt territorium til skalering af den intervention, som syntetisk biologi kan gøre for at muliggøre bæredygtig fremtid. ”