Bio-Revolution klaar voor schaal

Doorbraken in bioproductie kunnen de Amerikaanse economie positioneren voor nieuwe mogelijkheden die industrieën hervormen - en ons wereldwijde concurrentievermogen behouden

Stel je voor dat je een in het laboratorium gekweekte biefstuk op je terras grilt, maar de stenen zijn gemaakt van bacteriën. Gasten bij je cookout dragen een paddenstoelenriem, algenslippers of een eiwitjas. Ondertussen rolt iemand in nieuwe paardebloembanden voor zijn auto. Dit zou allemaal mogelijk kunnen zijn met de technologische revolutie die snel opkomt.

De Verenigde Staten leiden al jaren biowetenschappelijk onderzoek, maar hebben onlangs een keerpunt bereikt. Gene-sequencing kan nu kostenefficiënt worden gedaan, terwijl de vooruitgang in gen-editing, geavanceerde computers, bio-informatica, automatisering en kunstmatige intelligentie samenkomen om wat we met biologie kunnen doen naar een nieuw, verbazingwekkend niveau te tillen. Ons vermogen om moleculen, materialen en structuren biologisch te bouwen, zal baanbrekende innovaties ontketenen die objecten en producten die we vandaag gebruiken, zullen vervangen. Een recente studie van het McKinsey Global Institute schat dat maar liefst 60% van de fysieke inputs voor de wereldeconomie in theorie biologisch geproduceerd zou kunnen worden.

R&D heeft deze mogelijkheid voortgebracht. Biomanufacturing is hoe we deze revolutie op schaal brengen in industriële, ecologische en maatschappelijke domeinen. De voordelen kunnen enorm zijn:

· $ 4 biljoen per jaar aan wereldwijde economische impact, volgens de analyse van McKinsey.

· Duurzamere producten, zoals chemicaliën, schonere brandstoffen en duurzaam geproduceerde goederen en voedsel.

· Innovaties voor decarbonisatie en milieusanering.

· Baanbrekende innovaties in de gezondheidszorg, waaronder weefselherstel en on-demand productie van medicijnen.

· Economische kansen voor landbouweconomieën op het platteland.

· Nieuwe industrieën en nieuwe banen.

Tijd om te schalen. Herinnerend aan de vroege dagen van de digitale revolutie in de jaren negentig, sluipt digitale technologie de economie binnen, goed voor ongeveer $ 1990 miljard aan toegevoegde waarde in de VS. De regering-Clinton heeft een beleidskader ingevoerd om de ontwikkeling en inzet van digitale technologie en infrastructuur door de particuliere sector te ondersteunen. De digitale revolutie versnelde tot een steile klim op de acceptatiecurve, en de digitale economie is in reële waarde vertienvoudigd tot meer dan 200 biljoen dollar in 2.5. Naarmate de digitale revolutie groter werd, veranderde ze de menselijke ervaring, de economie, de nationale veiligheid, zaken, communicatie, hele industrieën en de samenleving - en vertraagt ​​niet.

In 2017 werkte de Council on Competitiveness samen met vier Amerikaanse nationale laboratoria voor een studie genaamd “Advancing US Bioscience: Challenges and Opportunities in Sustainable Energy, Environmental Remediation, 21st Century Agriculture, Human Health, and Biomanufacturing.” Het doel van het partnerschap en de studie was om te profiteren van onze jaren van onderzoek en miljarden aan R&D-investeringen om van laboratoria en pilootproductie naar grote biomanufacturing-platforms te gaan. We riepen op tot een strategische, agressieve en gecoördineerde Amerikaanse inspanning om het grote potentieel van biomanufacturing te benutten. Deze stappen omvatten:

· De grenzen van biowetenschappen en bio-engineering nastreven, inclusief R&D en het versterken van onze capaciteiten, zoals de toepassing van geavanceerde computers en AI om een ​​snel veranderende sector van brandstof te voorzien.

· Het overbruggen van de "vallei des doods" van innovatie - de 10 jaar die het ministerie van Energie gemiddeld aangeeft dat nodig is om een ​​bioproces volledig op te schalen - en het innovatieproces te versnellen. Om die tijd te halveren, hebben we testbeds en prototyping-inspanningen nodig om de vertaling van wetenschap naar toepassing naar pilootproductie te versnellen, en een industriële infrastructuur en toeleveringsketens om biomanufacturing op schaal te brengen.

· Het ontwikkelen van een multidisciplinair personeelsbestand dat life sciences en bioprocessing, chemicaliën, bio-engineering, data- en computationele wetenschap en biomanufacturing-productie omvat.

· Duidelijke, transparante regelgevende trajecten creëren voor bedrijven om biogebaseerde producten op de markt te brengen. Omdat biotoepassingen een reeks domeinen zullen bestrijken - van voedsel en medicijnen tot materialen en chemicaliën tot milieuherstel en consumentenproducten - is het regelgevingslandschap complex, maar de processen moeten efficiënt, gestroomlijnd en tijdig zijn.

· Opstellen van standaarden voor het biomanufacturing paradigma. Vangrails zijn nodig om bioveiligheid en biobeveiliging te bevorderen, en voor milieu- en arbeidsveiligheid gedurende de hele levenscyclus van biogebaseerde producten. We moeten ook een serieus gesprek voeren over ethische, juridische en sociale kwesties, waaronder gegevensprivacy.

Kader op schaal. Vorig jaar hebben het Congres en de Biden-regering veel van deze acties in gang gezet via de CHIPS and Science Act van 2022. De wetgeving schrijft voor dat de president een National Engineering Biology Research and Development Initiative implementeert en geeft de president opdracht om biomanufacturing-onderzoek te bevorderen door middel van interdisciplinair onderzoek. centra, onderwijs en opleiding ondersteunen, en werken aan een nationaal netwerk van testbeds en proof-of-concept-activiteiten om laboratoriumonderzoek naar een hoger niveau te tillen.

Bovendien ondertekende president Biden in september Executive Order 14081 over "bevordering van biotechnologie en biomanufacturing-innovatie", waarbij een overheidsbrede aanpak werd vastgesteld om biotechnologie en biomanufacturing te bevorderen onder leiding van de assistent van de president voor nationale veiligheidszaken. Het uitvoerend bevel roept op tot het versterken en coördineren van federale investeringen in biomanufacturing R&D, het bevorderen van uitbreiding van de binnenlandse biomanufacturing-productie, training van personeel en het verduidelijken en stroomlijnen van regelgeving. Het geeft ook opdracht aan federale agentschappen om hun steentje bij te dragen, variërend van R&D, normen of personeelsontwikkeling, of het verminderen van bedreigingen voor de nationale en economische veiligheid.

“Terwijl de bio-economie zich uitbreidt van therapieën naar basisproducten, is het van cruciaal belang dat we de investeringen in R&D voor platformtechnologieën, zoals synthetische biologie en datagestuurde opschalingsprocesontwikkeling, aanzienlijk verhogen om de tijd van lab-tot-markt verder te verkorten, ”zei Joe Elabd, de vice-kanselier voor onderzoek aan het Texas A&M University-systeem. "Een sterke alliantie tussen academie, industrie en overheid en een netwerk van regionale hubs zullen een cruciale factor zijn om dit doel te bereiken en het concurrentievermogen van de VS te versterken."

Dit nationale beleids- en programmakader zou de innovatiemotor van de particuliere sector een boost kunnen geven, waardoor de biorevolutie in een hogere versnelling en in een stroomversnelling terecht zou komen. Tegelijkertijd streeft China ernaar om zijn bio-economie tegen 2035 naar de voorhoede van de wereld te stuwen. Het 14e vijfjarenplan voor de ontwikkeling van de bio-economie is een uitgebreide strategie om de pijlerindustrieën van China op vier gebieden vooruit te helpen - biogeneeskunde, landbouw, bioproductie en bioveiligheid - door middel van innovatie , industrialisatie en overheidsbeleid. De competitieve race is al begonnen met onze grootste economische tegenhanger - onze inspanningen zijn stappen in de goede richting, en we moeten ze uitbreiden en niet gemakkelijk rusten.

Omdat bioproductie door tal van sectoren en maatschappelijke domeinen heen snijdt, zullen nieuwe biocapaciteiten de economie ingrijpend hervormen, van productie tot landbouw tot toeleveringsketens voor farmaceutica, chemicaliën en consumentenproducten. We zijn snel overgestapt van het lab naar het punt van revolutie, met real-life, alledaagse toepassingen zoals de eerder genoemde cookout. Door wegen — en investeringen — te creëren zodat deze technologieën ingang kunnen vinden, kunnen wij en toekomstige generaties hiervan profiteren en blijven innoveren.