Singularity University Notes - Digital Biology (7 dari 25)

Raymond McCauley: Digital Biology

Pembicara:

Raymond mengeksplorasi bagaimana penerapan teknologi dalam kehidupan - biologi, genetika, kedokteran, pertanian - memengaruhi kita semua. Dia dikenal menggunakan contoh-contoh bercerita dan membumi untuk menunjukkan seberapa cepat perubahan ini terjadi, saat ini.

Raymond adalah: Ketua Biotech Track di Singularity University (http://singularityu.org/), sebuah think tank Silicon Valley yang ditujukan untuk melatih para pemimpin tentang teknologi eksponensial. Co-founder dan Chief Architect for BioCurious (http://biocurious.org/), peretas untuk bioteknologi, sebuah organisasi nirlaba di mana para ilmuwan profesional, penggemar dan pengusaha DIYbio bersatu untuk merancang hal besar berikutnya yang keluar dari garasi Silicon Valley. Bagian dari tim yang mengembangkan sequencing DNA generasi berikutnya di Illumina, di mana ia bekerja di bioinformatika, sequencing kanker, dan genomik pribadi. Karya dan ceritanya telah ditampilkan dalam Wired, Forbes, Time, dan Nature.

Apa yang saya pelajari dari Raymond

Seperti Brad, Raymond juga Prezi bekas, tautan ke slide-nya di sini

Raymond memulai dengan mendefinisikan ruang lingkup apa yang dia anggap Bioteknologi: 1/3 ekonomi global: itu adalah obat-obatan, pertanian, energi, manufaktur dan rantai pasokan (banyak definisi bertemu di berbagai tema teknologi yang berbeda dan yang seharusnya masuk akal sekarang)

Ada tiga potong biologi digital menurut Raymond: pengurutan DNA, rekayasa genetika, dan demokratisasi akses ke alat-alat.

Jadi apa urutannya?

Sekuensing genom mencari tahu urutan nukleotida DNA, atau basa, dalam genom - urutan As, Cs, Gs, dan Ts yang membentuk DNA organisme. Genom manusia terdiri dari lebih dari 3 miliar huruf genetik ini.

Saat ini, pengurutan DNA dalam skala besar - skala yang diperlukan untuk proyek ambisius seperti pengurutan seluruh genom - sebagian besar dilakukan oleh mesin berteknologi tinggi. Sama seperti mata Anda memindai urutan huruf untuk membaca kalimat, mesin ini "membaca" urutan basis DNA.

Urutan DNA yang telah diterjemahkan dari alfabet kimia kehidupan ke alfabet surat tertulis kami mungkin terlihat seperti ini:

Yaitu, dalam bagian DNA ini, adenin (A) diikuti oleh guanin (G), yang diikuti oleh timin (T), yang pada gilirannya diikuti oleh © sitosin, © sitosin lain, dan sebagainya di.

Apa itu rekayasa genetika? Ini adalah proses penambahan DNA baru ke suatu organisme.

Cara saya memahami kedua istilah: urutan adalah menggambar gambar, rekayasa genetika mengubah gambar.

Wikipedia mengatakan:

“Rekayasa genetika, juga disebut modifikasi genetik, adalah manipulasi langsung dari genom organisme menggunakan bioteknologi. Ini adalah seperangkat teknologi yang digunakan untuk mengubah susunan genetik sel, termasuk transfer gen di dalam dan melintasi batas spesies untuk menghasilkan organisme yang lebih baik atau baru. DNA baru dapat dimasukkan ke dalam genom inang dengan terlebih dahulu mengisolasi dan menyalin materi genetik yang menarik menggunakan metode kloning molekuler untuk menghasilkan sekuens DNA, atau dengan mensintesis DNA, dan kemudian memasukkan konstruksi ini ke dalam organisme inang. "

Alat dan Ketentuan

Biotech serupa dengan banyak "kotak hitam" di dunia saya. Itu adalah hal yang tidak biasa yang saya hanya “tidak bisa” mengetahuinya. Saya telah menemukan memecahkan kotak hitam terbuka mungkin adalah penggunaan terbaik dari waktu saya yang saya temui. Alat pertama yang diperkenalkan dalam percakapan Biotech adalah DNA Micro Array. Ini pada dasarnya adalah Biochip. Istilah ini dijelaskan secara luas di web, salah satu gambar yang lebih baik menjelaskan microarray ditempelkan di bawah ini.

Alat yang paling ramah pengguna dan menghadap konsumen yang diperkenalkan adalah 23andMe. Perusahaan ini membantu Anda menentukan apa yang dikatakan DNA Anda tentang Anda dan keluarga Anda sebesar $ 99. Yang dibutuhkan hanyalah sedikit ludah dan biola. Menariknya, 23andMe mengalami beberapa masalah FDA. 23andMe mengklaim mereka hanya melakukan rekreasi genomik. FDA mengatakan, "Kami tidak tahu bagaimana rekreasi memberi tahu orang-orang bahwa mereka akan terkena kanker". Contoh-contoh dari apa yang tampak seperti laporan DNA ditunjukkan pada tautan Prezi dan sangat direkomendasikan.

Sebagai hasil digitalisasi biologi, industri biotek sangat mengikuti hukum Moore dan bahkan berjalan jauh lebih cepat. Biaya decoding genom manusia telah turun dari $ 100 juta pada tahun 2000 menjadi di bawah $ 99 sekarang. Raymond mengatakan itu akan sama dengan menyiram toilet pada 2019.

Mengapa semua ini relevan?

Raymond membagikan contoh pribadi yang menakutkan tetapi menarik. Ketika Raymond mendapatkan pengurutannya sendiri, dia mengetahui bahwa dia memiliki kemungkinan tinggi untuk menderita AMD (degenerasi makula terkait usia). Ini jelas menakutkan, tetapi Raymond melakukan sesuatu. Ini adalah keseluruhan kasus melawan "kebodohan adalah kebahagiaan".

Karena Raymond adalah seorang pelaku, ia melakukan hampir semua hal berikut dan sebenarnya telah membantu penelitian dalam mengatasi AMD dengan cara yang cukup bermakna.

Beberapa contoh dari apa yang dianggap mutakhir dalam perawatan kesehatan:

  • Verinata Health: Perusahaan ini telah diakuisisi sekarang oleh illumina, menyediakan pengujian orangtua yang tidak invasif untuk janin. Idenya adalah membuat layanan kesehatan lebih prediktif daripada reaktif
  • Akhir mamogram dan kolonoskopi, ditambah teknik invasif umumnya sudah dekat. Saya ingat ketika ayah saya melakukan angiografi, prosedurnya cukup invasif, tahun lalu ketika ibu saya melakukan prosedur yang sama, pemasangan tabung melalui lengannya dan bukan paha bagian dalam.
  • Obat-obatan dengan cepat menjadi digital dan banyak tes yang memerlukan kunjungan panjang ke dokter menjadi terjangkau (tidak sesuai untuk rumah sakit besar atau laboratorium diagnostik dalam pandangan saya). Mesin yang ditunjukkan di bawah ini dapat melakukan tes untuk sebagian besar infeksi tenggorokan dalam 20 menit dan biaya mesin $ 200

Inti dari semua kemajuan teknologi (khususnya jatuhnya biaya) dalam biotek atau biologi digital adalah tindakan mendigitalkan alur kerja. Nol dan yang cukup luar biasa, sebenarnya otak kita dipenuhi dengan nol dan satu lagi (lebih lanjut tentang ini di bagian neuroscience), tiga teknologi / perusahaan berikut telah mengambil proses pengurutan dan rekayasa genetika dan memetakan prosesnya di kerangka kerja digital:

  • Sekuensing semi konduktor Ion Torrent Tautan hiper ini adalah salah satu video paling keren yang pernah saya lihat (dan saya baru belajar cara mengenalkan video dalam Medium!). Wawasan seperti inilah yang memungkinkan hukum Moore. Kita sering menerima hukum Moore begitu saja, tetapi sering lupa bahwa roh manusialah yang memiliki momen "Aha" ini yang mengatakan "mengapa kita tidak dapat menggunakan sesuatu yang mendasar pada kamera digital dan menerapkan konsep yang sama untuk mengurutkan DNA (mencari tahu urutannya) of G, A, T dan C) "... Tonton saja videonya.
  • Geniachip sekarang diakuisisi oleh Roche, memiliki misi untuk membuat informasi genetik tersedia secara universal
  • Teknologi Oxford Nanopore menggunakan stik USB sangat efektif untuk membuat analisis biologis portabel. Lihat alur kerja mereka

Sementara alat yang dijelaskan di atas sebagian besar terkait dengan pengurutan, proses Rekayasa Genetika lebih mirip dengan pengembangan perangkat lunak, ini adalah tempat gen disalin dan disalin dan secara fundamental muncul jenis organisme baru. Ini adalah apa yang tampak seperti editor Plasmid (saya pikir mereka dapat terlihat jauh lebih cantik / menarik)

Dua alat rekayasa genetika yang layak dimainkan:

  • DNA 2.0 menawarkan saluran solusi terpadu untuk komunitas penelitian, termasuk platform untuk rekayasa protein dan vektor, produk-produk seperti vektor ekspresi, protein fluoresen dan kromogenik, strain dan reagen sel, serta desain gen, optimisasi, sintesis, dan kloning. Lihat videonya (YOUTUBE dibuka di Pakistan !!!)

Sementara banyak keprihatinan disoroti tentang rekayasa genetika (Monsanto sering dikutip sebagai perusahaan jahat yang merusak keanekaragaman hayati), ada kasus yang harus dibuat untuk menghilangkan gen tertentu (meskipun saya akui saya tidak sepenuhnya memahami dampak pada ekosistem kita) jika ini terjadi)

Embrio manusia pertama telah "diedit" oleh CRISPR tetapi berita ini terlalu kontroversial untuk dipublikasikan atau dibagikan.

Hal terakhir yang ingin saya bagikan tentang karya Raymond adalah perusahaan ruang belajar / berbagi yang sangat keren bernama Bio-Curious! Saya berencana untuk menghabiskan waktu di fasilitas ini musim panas ini di California

Gagasan besarnya adalah menghilangkan misteri istilah biologi yang menyeramkan dan menjadikan alat lebih mudah diakses. Pikiran ini beresonansi dengan saya secara mendalam, karena saya juga percaya bahwa alokasi modal tidak boleh menjadi hak istimewa segelintir orang, dan pada kenyataannya keputusan investasi kualitas yang jauh lebih baik dapat dibuat dengan mencari sumber dana. Untuk itu perusahaan dan para pemimpin mereka harus mengatasi paranoia dan rasa tidak aman mereka. Meskipun saya pikir masalah yang jauh lebih besar adalah kebanyakan pemimpin bisnis tidak begitu mengerti bagaimana dan mengapa perusahaan mereka berharga, tetapi itu adalah diskusi untuk waktu yang lain.

Jadi apa yang ingin disampaikan Bio-penasaran sampai saat ini? Microculus adalah contoh yang bagus.

Pembicaraan terakhir oleh Raymond merangkum sebagian besar dari apa yang saya tulis.

Set lengkap catatan terperinci yang tersedia di tautan ini