Биореволюция, готова за мащабиране

Пробивите в биопроизводството биха могли да позиционират икономиката на САЩ за нови възможности, които прекрояват индустриите - и поддържат нашата глобална конкурентоспособност

Представете си, че печете отгледана в лаборатория пържола във вътрешния си двор, но тухлите са направени от бактерии. Гостите на вашата кухня носят колан с гъби, джапанки с водорасли или протеиново палто. Междувременно някой навива нови гуми от глухарчета за колата си. Всичко това може да е възможно с технологичната революция, която бързо пониква.

Съединените щати ръководят бионаучните изследвания от години, но наскоро достигнаха инфлексна точка. Сега секвенирането на гени може да се извърши рентабилно, докато напредъкът в редактирането на гени, усъвършенстваните компютри, биоинформатиката, автоматизацията и изкуственият интелект се събират, за да изведат това, което можем да направим с биологията, на ново, изумително ниво. Способността ни да изграждаме молекули, материали и структури по биологичен път е настроена да отприщи революционни иновации, които ще заменят предметите и продуктите, които използваме днес. Неотдавнашно проучване на McKinsey Global Institute изчислява, че до 60% от физическите вложения в световната икономика теоретично могат да бъдат произведени по биологичен път.

R&D даде тази възможност. Биопроизводството е начинът, по който привеждаме тази революция в мащаб в индустриални, екологични и социални области. Ползите могат да бъдат огромни:

· 4 трилиона долара годишно глобално икономическо въздействие, според анализа на McKinsey.

· По-устойчиви продукти, като химикали, по-чисти горива и устойчиво произведени стоки и храни.

· Иновации за декарбонизация и възстановяване на околната среда.

· Революционни иновации в здравеопазването, включително възстановяване на тъкани и производство на лекарства при поискване.

· Икономически възможности за селскостопански стопанства.

· Нови индустрии и нови работни места.

Време за мащабиране. Припомняйки си първите дни на дигиталната революция през 1990-те години на миналия век, цифровите технологии се промъкваха в икономиката, представлявайки около 200 милиарда долара добавена стойност в САЩ. Администрацията на Клинтън въведе политическа рамка в подкрепа на развитието на частния сектор и внедряването на цифрови технологии и инфраструктура. Дигиталната революция се ускори до стръмно изкачване нагоре по кривата на приемане и дигиталната икономика нарасна десетократно в реална добавена стойност до над 2.5 трилиона долара през 2021 г. С мащабирането на дигиталната революция тя промени човешкия опит, икономиката, националната сигурност, бизнес, комуникации, цели индустрии и общество – и не се забавя.

През 2017 г. Съветът по конкурентоспособност си партнира с четири национални лаборатории на САЩ за проучване, озаглавено „Напредък на бионауката в САЩ: предизвикателства и възможности в устойчивата енергия, възстановяване на околната среда, селско стопанство на 21-ви век, човешко здраве и биопроизводство.” Целта на партньорството и проучването беше да се възползваме от нашите години на изследване и милиарди инвестиции в научноизследователска и развойна дейност, за да преминем от лаборатории и пилотно производство към големи платформи за биопроизводство. Призовахме за стратегически, агресивни и координирани усилия на САЩ за улавяне на големия потенциал на биопроизводството. Тези стъпки включват:

· Преследване на границите на бионауката и биоинженерството, включително научноизследователска и развойна дейност и укрепване на нашите способности, като например прилагане на усъвършенствани компютри и AI за подхранване на бързо променящ се сектор.

· Преодоляване на иновационната „долина на смъртта“ — 10-те години, които Министерството на енергетиката посочва средно, че са необходими за пълно мащабиране на биопроцес — и ускоряване на иновационния процес. С цел да намалим това време наполовина, ние се нуждаем от тестови платформи и усилия за създаване на прототипи, за да ускорим превода на науката към приложение в пилотно производство, както и индустриална инфраструктура и вериги за доставки, за да доведем биопроизводството в мащаб.

· Разработване на мултидисциплинарна работна сила, обхващаща науки за живота и биопреработка, химикали, биоинженерство, данни и изчислителна наука и производство на биопроизводство.

· Създаване на ясни, прозрачни регулаторни пътеки за фирмите да пуснат на пазара продукти на биологична основа. Тъй като биоприложенията ще обхващат редица области - от храни и лекарства до материали и химикали до възстановяване на околната среда и потребителски продукти - регулаторната среда е сложна, но процесите трябва да бъдат ефективни, рационализирани и навременни.

· Установяване на стандарти за парадигмата на биопроизводството. Необходими са предпазни огради за насърчаване на биобезопасността и биосигурността, както и за екологична и професионална безопасност през целия жизнен цикъл на био-базирани продукти. Също така трябва да проведем сериозен разговор по етични, правни и социални въпроси, включително поверителността на данните.

Рамка за мащабиране. Миналата година Конгресът и администрацията на Байдън задействаха много от тези действия чрез Закона за CHIPS и науката от 2022 г. Законодателството налага на президента да приложи Национална инициатива за изследване и развитие на инженерната биология и насочва президента да напредне в изследванията в биопроизводството чрез интердисциплинарни изследвания центрове, подкрепят образованието и обучението и работят за национална мрежа от тестови платформи и дейности за доказване на концепцията за повишаване на лабораторните изследвания.

Освен това през септември президентът Байдън подписа изпълнителна заповед 14081 за „напредък в биотехнологиите и иновациите в биопроизводството“, установявайки цялостен правителствен подход за напредък в биотехнологиите и биопроизводството, ръководен от помощника на президента по въпросите на националната сигурност. Изпълнителната заповед призовава за укрепване и координиране на федералните инвестиции в научноизследователска и развойна дейност в биопроизводството, насърчаване на разширяването на местното биопроизводствено производство, обучение на работната сила и изясняване и рационализиране на разпоредбите. Той също така насочва федералните агенции да изпълняват своята роля, варираща от научноизследователска и развойна дейност, стандарти или развитие на работната сила, или смекчаване на заплахите за националната и икономическа сигурност.

„Тъй като биоикономиката се разширява от терапевтични към обикновени продукти, от решаващо значение е да увеличим значително инвестициите в научноизследователска и развойна дейност за платформени технологии, като синтетична биология и разработка на процеси, управлявани от данни, за да съкратим допълнително времето от лабораторията до пазара, “, каза Джо Елабд, заместник-канцлер по изследванията в системата на Тексаския университет A&M. „Силният алианс между академията, индустрията и правителството и мрежа от регионални центрове ще бъде важен фактор за постигане на тази цел и засилване на конкурентоспособността на САЩ.“

Тази национална политическа и програмна рамка може да засили двигателя на иновациите в частния сектор, премествайки биореволюцията на по-висока предавка и в бързата лента. Едновременно с това Китай има за цел да изведе биоикономиката си на преден план в света до 2035 г. Неговият 14-ти петгодишен план за развитие на биоикономиката е сложна стратегия за напредък на основните китайски индустрии в четири области — биомедицина, селско стопанство, биопроизводство и биосигурност — чрез иновации , индустриализация и правителствена политика. Конкурентната надпревара с най-големия ни икономически партньор вече е в ход — нашите усилия са стъпки в правилната посока и трябва да ги разширим и да не се успокояваме.

Тъй като биопроизводството обхваща множество сектори и социални области, новите биоспособности масово ще прекроят икономиката, от производството до селското стопанство до веригите за доставка на фармацевтични продукти, химикали и потребителски продукти. Бързо се преместихме от лабораторията към това да бъдем на върха на революцията, с реални, ежедневни приложения като гореспоменатото готвене. Чрез създаване на пътища — и инвестиции — за утвърждаването на тези технологии, ние и бъдещите поколения можем да се възползваме и да продължим да правим иновации.