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生物技术如何改变世界

发布日期:2014-11-12 11:57:37 【关闭】
摘要:

据美国最受欢迎的投资理财网站The Motley Fool报道:每一个行业的寿命只有45岁,自1969年冉冉升起的互联网行业,将在2014年长眠。安息吧,互联网!世界上除了在硅谷里诞生的互联网公司,还有很多大型的生物技术公司如冉冉升起的星星,正在以前所未有的速度实现超越,只是他们比较低调,低调得有些鲜为人知。

本文将从生物技术如何改变“经济、制造业、健康业、农业、环保业”5个方面来阐述生物技术引领的新兴科技革命。

生物产业引领生物经济发展

从宏观经济学来看,生物经济(Bioeconomy)是以生命科学与生物技术的研究开发与应用为基础、建立在生物技术产品和产业之上的经济,预示着一个崭新时代的来临。

从个人投资角度看,生物产业的快速发展意味着可以改变你的投资组合。

将A、G、C、T(U)遗传密码子通过可编程序来预测未来的生物模型,这是一个非专业人士能够读懂的现实,投资者甚至很难想到未来的我们是如何工作的。然而好消息是,该行业一直小心翼翼不炒作的潜力,并逐渐将潜力转化为有形资产的价值。

研究者渐渐告诉你分子生物学在削减生产成本,提供环境效益、经济价值和回报国家、公司和消费者。这个过程可能会有大量的工作要做,但他们已经做好准备迎接生物产业的即将到来。

生物专业的学生被称为“学神中的学霸”;生物界是一个集高科技、信息化和智慧化于一体的产业,与其他“土豪式”的耗能、污染传统行业相比,生物行业是产业界的“高富帅”+“白富美”。

生物产业打破传统制造业

在今天, Amazon、Apple和Google 的供应商们,例如提供显卡,处理器和内存驱动电力电子产品Intel 和NVIDIA ,他们一直致力增强其产品的软件更新,而不是构建大规模生产花大力来集合收集、平板和电脑的芯片集合能力。

在不远的将来,生物技术公司将专注于生物技术有机体和基因组的构建,而不是创建自己内部的功能。他们会在短短的几个月里,简单地指定一个化学或商业生产所需材料、下单、收到预发酵的有机体。

这些看起来似乎很牵强或是很容易实现,然而在业内,Ginkgo Bioworks、Intrexon、Synthace,他们目标简单却充满雄心,缔造生物经济界的宏图。与IT行业一样,生物科技公司正在努力压低成本,不仅投资于硬件和软件,他们甚至有构建生物工程建筑团队的计划。

不久的将来,大多数工厂不再是拥有数以万计的员工,而是仅有几十个机器人。

利用生物技术生产的机器人正在进行液体处理,照片来源:Tesla Motors(特斯拉)

工厂每一个生物技术公司都必须有一个强大的技术支持,在国外,加州大学伯克利分校的Jay Keasling将可生成异戊二烯的酵母从实验室带入了工厂,成为了“发酵之王”。 在开发前期,不需要大量有形的基础设施(土地、厂房)来支持它,生物学家和工程师们只需要整天坐在电脑前,设计和测试虚拟生物,然后建立其基因组和把它变成一个发酵罐。

注:(1)软件设计生物 (2)可伸缩的成排的机器人自动化钳工工作 (3) 为客户构建生命形式的“生物仓库” 来源:Ginkgo Bioworks

生物产业引领大健康业走进千家万户


过去十年间,微生物发酵产品走进90%的美国家庭。 来源: Amyris(阿米瑞斯)

尽管在合成生物学1.0平台上,早期的生物企业在农业、工业化学物质、酶和制药行业也取得了一定突破,但是仅仅利用早期的基础设施发展新兴生物产业难以开发自己的生物工程的能力。

对特定引物的“设计、构建、测试”变得亟不可待。世界人类基因组计划刚刚结束,这使许多DNA测序技术的崭露头角,然而DNA合成 (定点构建基因)技术在很大程度上仍然前路坎坷。

几乎所有的生物个体的生物学特征都是千变万化,令人难以捉摸。然科学家们相信基因组内的组成和变异可预测性高,努力解决“设计、构建、测试”过程,并构建出一个个特定的有机体然后测试它标志着生物技术的重大进步。

生物技术发展到今天,已经设计和构建成千上万的独特菌株,无论是青霉素菌株的构建还是合成胰岛素菌株的构建,但公司在发展过程中都面临着筛选最有效的标本的难题。

随着时间的推移,依赖自动化(机器人)和软件的高通量筛选(或高温超导),通过不断地迭代运算不仅压低了成本,而且提高了生产的复合价值。

今天,很多生物技术公司具有强大的生物工程和筛选平台。有的可以利用高通量筛选100000多株酵母菌每月,筛选后的菌株数量呈指数生长,可以在较短的时间内快速提高产量,降低设计成本。

正是通过高通量的平台,DNA合成技术的成本也在不断下降,从而表达出来的药物(抗体等)的成本不断下降。

你或许还很难想象生物产业通过整合资源,下一个乔布斯就诞生在这个产业。然而生物经济收入以每年15%的速度增长。新兴的复合生物产业通过软件 (TeselaGen、基因组的编译器、bioCAD/bioCAM软件平台支持设计和测试的虚拟生物)、自动化(机器人,可以快速、准确地执行重复任务,速度超过一个研究生手持移液管)、廉价的生物服务商(Ginkgo and Synthace等公司仅需几周的时间就能完成特定DNA的合成)三大法宝迈入了DNA2.0时代。

生物技术引领生物智慧化农业

伴随着科技进步,物联网、移动互联、3S等信息技术及智能农业装备在农业生产领域应用日渐深入。几年前谁能想到,信息技术如此深入我们的生活;几年后谁能说智慧农业不会遍布希望田野

在中国的苏州、山东、宁波等地,有一个新兴的生物分支产业正在“小荷露角”,它就是“鱼菜共生”技术。

生物技术带来环保新理念
生物技术如何改变世界

生物环保产业是环保产业的一个分支,指在环境保护方面运用生物技术达到保护生态环境的目的的产业。生物技术在环保产业中的应用相当广泛,并对环境优化、可持续发展具有深远的意义。随着生物技术的不断发展,环保的概念不在是仅限于过去的植树造林,节约能源, 生物质能;以美国Solazyme公司为代表的生物柴油技术开启了新能源研发的天堂之门,汽车制造巨头奥迪公司也进军了微生物研究领域。

生物技术在环境保护方面的应用体现在2方面:一个是在工业生产过程中的清洁生产,二是生物技术应用于环保产业前者,例如微生物降解酶。微生物降解环保厕所也正在中国的大连等城市的街头出现。

小编总结

其实生物技术伴随着你每一天的生活:

你学车、上下班的每一次指纹打卡……

你正在使用着的Iphone 5s和即将使用的Iwatch、google glass……

从出生开始,你所注射的每一支疫苗,吃下的每一颗糖丸……

为了孕育健康的宝宝,你所做的每一次产前检测……

你一日三餐所食用的“杂交水稻”加工而成的大米……

你在看《生化危机》、《双螺旋》时对未来的担忧……

你在看《实习医生格蕾》时又对未来医学发展的憧憬……

的确,科学技术是一把双刃剑,它在带来科技进步,引领经济、制造业、健康业、农业、环保业发展的同时,也有可能带来“生化危机”。但是如果我们客观、辩证地善待它,定能“开善花、结善果”,让我们用积极、发展、科学的眼光迎接生物产业的到来!

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