Notes sobre la singularitat de la Universitat - Biologia digital (7 de 25)

Raymond McCauley: Biologia digital

L'altaveu:

Raymond explora com l’aplicació de la tecnologia a la vida (biologia, genètica, medicina, agricultura) ens afecta a cadascun de nosaltres. És conegut per haver utilitzat històries i exemples a la terra per mostrar la rapidesa que s’estan produint, ara mateix.

Raymond és: Catedràtic de la Biotech Track de la Singularity University (http://singularityu.org/), un think tank de Silicon Valley dedicat a formar líders sobre tecnologies exponencials. Co-fundador i arquitecte en cap de BioCurious (http://biocurious.org/), l’espai de pirates informàtics per a biotecnologia, sense ànim de lucre on científics professionals, aficionats a DIYbio i empresaris es reuneixen per dissenyar la següent gran cosa per sortir. un garatge de Silicon Valley. Forma part de l’equip que va desenvolupar la seqüenciació d’ADN de nova generació a Illumina, on va treballar en bioinformàtica, seqüenciació del càncer i genòmica personal. La seva obra i història han estat destacades a Wired, Forbes, Time i Nature.

El que vaig aprendre de Raymond

Igual que Brad, Raymond també un Prezi usat, enllaça a les seves diapositives

Raymond va començar definint l’abast del que considera Biotecnologia: 1/3 de l’economia global: és la medicina, l’agricultura, l’energia, la fabricació i la cadena de subministrament (moltes definicions conflueixen entre diferents temes tecnològics i això hauria de tenir sentit per ara)

Segons Raymond hi ha tres peces de biologia digital: seqüenciació d’ADN, enginyeria genètica i democratització de l’accés a les eines.

Llavors, què és la seqüenciació?

La seqüenciació del genoma és esbrinar l’ordre dels nucleòtids d’ADN, o bases, en un genoma - l’ordre de As, Cs, Gs i Ts que formen l’ADN d’un organisme. El genoma humà està format per més de 3.000 milions d’aquestes cartes genètiques.

Avui en dia, la seqüenciació d’ADN a gran escala - l’escala necessària per a projectes ambiciosos com ara la seqüenciació d’un genoma sencer - es realitza majoritàriament per màquines d’alta tecnologia. Quant a la vista escaneja una seqüència de lletres per llegir una frase, aquestes màquines “llegeixen” una seqüència de bases d’ADN.

Una seqüència d’ADN que s’ha traduït de l’alfabet químic de la vida al nostre alfabet de lletres escrites podria semblar així:

És a dir, en aquest particular trànsit d’ADN, una adenina (A) és seguida d’una guanina (G), seguida d’una timina (T), que al seu torn segueix una citosina ©, una altra citosina ©, etc. endavant.

Què és l’enginyeria genètica? És el procés d’afegir ADN nou a un organisme.

La forma en què he entès els dos termes: la seqüenciació és el dibuix, l'enginyeria genètica està alterant el quadre.

Viquipèdia diu:

"L'enginyeria genètica, també anomenada modificació genètica, és la manipulació directa del genoma de l'organisme mitjançant la biotecnologia. És un conjunt de tecnologies que es fan servir per canviar el maquillatge genètic de les cèl·lules, inclosa la transferència de gens dins i a través dels límits d'espècies per produir organismes millorats o nous. Es pot inserir un nou ADN al genoma hoste aïllant i copiant primer el material genètic d'interès mitjançant mètodes de clonació molecular per generar una seqüència d'ADN, o sintetitzant l'ADN, i després inserint aquesta construcció en l'organisme amfitrió. "

Eines i termes

Biotech ha estat semblant a moltes “caixes negres” del meu món. Es tracta de les incògnites que no acabo de saber. He trobat que les caixes negres obertes és potser els millors usos del meu temps. La primera eina introduïda a la conversa de Biotech va ser DNA Micro Arrays. Es tracta bàsicament d’un Biochip. Aquest terme s’explica de manera extensa al web, a continuació s’enganxa una de les millors imatges que expliquen un microarray.

L’eina més fàcil d’utilitzar i de cara al consumidor introduïda va ser 23andMe. Aquesta empresa us ajuda a determinar què diu el vostre ADN sobre vosaltres i la vostra família per un import de 99 dòlars. Tot el que necessita és una mica de spit i viola. Curiosament, 23andMe es va trobar amb alguns problemes de la FDA. 23andMe va afirmar que només feien genòmica recreativa. La FDA va dir que "no sabem com de recreació és dir a la gent que vagi a patir càncer". Els exemples d’aspecte d’un informe d’ADN es mostren a l’enllaç de Prezi i molt recomanable.

Com a resultat de la digitalització de la biologia, la indústria de la biotecnologia segueix molt la llei de Moore i de fet va molt més ràpid. El cost de la descodificació d’un genoma humà ha baixat dels 100 milions de dòlars el 2000 als menors de 99 dòlars. Raymond assegura que serà igual a rentar un vàter el 2019.

Per què tot això és rellevant?

Raymond va compartir un exemple personal que feia por però interessant. Quan Raymond va realitzar la seva pròpia seqüenciació, va saber que tenia una alta probabilitat de patir AMD (degeneració macular relacionada amb l'edat). Evidentment, això feia por, però Raymond va fer alguna cosa al respecte. Aquest és tot el cas contra la “ignorància és felicitat”.

Com que Raymond és un investigador, va fer gairebé tot el següent i en realitat ha ajudat a la investigació per superar l’AMD d’una manera força significativa.

Alguns exemples del que es considera d’avantguarda en l’assistència sanitària:

  • Verinata Health: Aquesta empresa ha estat adquirida per Illina, que proporciona proves parentals no invasives per al fetus. Tota la idea és fer que l’assistència sanitària sigui més predictiva que reactiva
  • El final de les mamogrames i colonoscòpies, a més de tècniques generalment invasives és a prop. Recordo que quan el meu pare va fer una angiografia, el procediment va ser força invasiu, l’any passat quan la meva mare va fer el mateix procediment, la inserció del tub va ser pel braç que no pas a la cuixa interior.
  • La medicina s'està digitalitzant ràpidament i moltes proves que requereixen llargues visites al metge són cada cop més assequibles (al meu parer no són bons per als grans hospitals ni els laboratoris de diagnòstic). Aquesta màquina que es mostra a continuació pot fer proves per a la majoria d’infeccions de gola en 20 minuts i la màquina costa 200 dòlars

El nucli de tots els avenços tecnològics (especialment la caiguda de costos) en biotecnologia o biologia digital està l’acte de digitalitzar un flux de treball. Els zeros i els altres són força sorprenents, de fet, el nostre cervell està connectat amb zeros i també (més a la secció de neurociències), les tres tecnologies / empreses següents han pres el procés de seqüenciació i enginyeria genètica i han mapejat el seu procés a un marc digital:

  • Seqüenciació de semiconductors de Ion Torrent Aquest hiper enllaç és un dels vídeos més macos que he vist mai (i només vaig aprendre a introduir vídeos a Medium!). És aquest tipus de coneixement que permet la llei de Moore. Sovint donem per descomptat la llei de Moore, però sovint oblidem que és l’esperit humà que té aquests moments “Aha” que diu “per què no podem utilitzar quelcom fonamental per a les càmeres digitals i apliquem el mateix concepte per seqüenciar un ADN (esbrinar la seqüència de G, A, T i C) ”... Només heu de veure el vídeo.
  • Geniachip ara adquirida per Roche, té la missió de fer que la informació genètica estigui disponible universalment
  • Les tecnologies d'Oxford Nanopore estan utilitzant el dispositiu USB de manera molt eficaç per fer anàlisis biològiques portàtils. Consulteu el flux de treball

Si bé les eines descrites anteriorment es relacionen majoritàriament amb la seqüenciació, el procés d’Enginyeria Genètica s’assembla més al desenvolupament de programari, aquí és on es generen còpies de genes i fonamentalment apareixen nous tipus d’organismes. Això és el que sembla un editor de Plasmides (crec que poden semblar molt més bonics / atractius)

Val la pena jugar amb dues eines d’enginyeria genètica:

  • L’ADN 2.0 ofereix un pipeline integrat de solucions per a la comunitat investigadora, incloent plataformes d’enginyeria de proteïnes i vectors, productes com a vectors d’expressió, proteïnes fluoriscents i cromogèniques, soques i reactius cel·lulars, així com el disseny de genes, l’optimització, la síntesi i la clonació. Fes una ullada al seu vídeo (YOUTUBE s'estrena a Pakistan !!!)

Tot i que es ressalten moltes preocupacions sobre l’enginyeria genètica (sovint s’esmenta que Monsanto és la companyia malvada que va arrossegar la biodiversitat), hi ha un cas que s’ha de fer per eliminar alguns gens (tot i que admeto que no entenc totalment l’impacte sobre el nostre ecosistema. si això passa)

El primer embrió humà ha estat "editat" per CRISPR, però aquesta notícia era massa controvertida per publicar-la o publicar-la.

L’últim que vull compartir sobre el treball de Raymond és la seva fantàstica empresa d’aprenentatge / espai compartit anomenada Bio-Curious! Estic pensant passar algun temps en aquesta instal·lació aquest estiu a Califòrnia

La idea genial és desistificar els espantosos termes de la biologia i fer més accessibles les eines. Aquest pensament ressona profundament, perquè jo també crec que l’assignació de capital no hauria de ser el privilegi d’uns pocs i, de fet, es poden prendre decisions d’inversió significativament de millor qualitat per abastar la multitud. Per això, les corporacions i els seus líders hauran de superar les seves paranoies i inseguretats. Tot i que crec que un problema molt més gran és que la majoria dels líders empresarials no entenen ben bé com i per què les seves empreses són valuoses, però és una discussió per a un altre temps.

Què ha presentat Bio-curiós fins ara? Microculus és un bon exemple.

Última xerrada de Raymond que resumeix la majoria del que vaig escriure.

El conjunt complet de notes detallades disponible en aquest enllaç