Заўвагі універсітэта сінгулярнасці - лічбавая біялогія (7 з 25)

Рэйманд Макалі: Лічбавая біялогія

Дакладчык:

Рэйманд вывучае, як прымяненне тэхналогій у жыцці - біялогіі, генетыкі, медыцыны, сельскай гаспадаркі - уплывае на кожнага з нас. Ён вядомы тым, што выкарыстоўвае сюжэтныя апавяданні і прыродныя прыклады, каб паказаць, як хутка гэтыя змены адбываюцца прама цяпер.

Рэйманд: старшыня біятэхналагічнага трэка ва Універсітэце Сінгулярнасці (http://singularityu.org/), аналітычны цэнтр Сіліконавай даліны, прысвечаны навучанню лідэраў экспаненцыяльным тэхналогіям. Сузаснавальнік і галоўны архітэктар BioCurious (http://biocurious.org/), хакерская прастора для біятэхналогій, некамерцыйная арганізацыя, дзе прафесійныя навукоўцы, аматары майстроў DIYbio і прадпрымальнікі збіраюцца разам, каб распрацаваць наступную вялікую справу, з якой выйдзе. гараж Сіліконавай даліны. Частка каманды, якая распрацавала паслядоўнасць ДНК наступнага пакалення ў Illumina, дзе працавала ў галіне біяінфарматыкі, паслядоўнасці рака і асабістай геномікі. Яго творчасць і гісторыя былі прадстаўлены ў правадах, Forbes, Часе і Прыродзе.

Пра што я даведаўся ад Рэймонда

Як Брэд, Рэйманд таксама выкарыстоўваў Prezi, спасылкі на яго слайды тут

Рэйманд пачаў з вызначэння сферы таго, што ён лічыць Біятэхналогія: 1/3 сусветнай эканомікі: гэта медыцына, сельская гаспадарка, энергетыка, вытворчасць і ланцужок паставак (шмат якія вызначэння сыходзяцца па розных тэхналагічных тэмах, і гэта павінна мець сэнс ужо зараз)

Паводле Рэймонда, ёсць тры кавалачкі лічбавай біялогіі: паслядоўнасць ДНК, генная інжынерыя і дэмакратызацыя доступу да інструментаў.

Дык што такое паслядоўнасць?

Парадкаванне геному - высвятленне парадку нуклеатыдаў ДНК або баз, у геноме - парадку As, Cs, Gs і Ts, якія ўваходзяць у склад ДНК арганізма. Геном чалавека складаецца з больш чым 3 мільярдаў гэтых генетычных літар.

Сёння паслядоўнасць ДНК у вялікіх маштабах - маштабе, неабходным для грандыёзных праектаў, такіх як паслядоўнасць цэлага геному - у асноўным ажыццяўляецца высокатэхналагічнымі машынамі. Пакуль ваша вока скануе паслядоўнасць літар, каб прачытаць прапанову, гэтыя машыны "прачыталі" паслядоўнасць падстаў ДНК.

Паслядоўнасць ДНК, якая была пераведзена з хімічнага алфавіту жыцця ў наш алфавіт напісаных літар, можа выглядаць так:

Гэта значыць, у гэтым канкрэтным фрагменце ДНК адэнін (А) ідзе за гуанінам (Г), за ім ідзе тымін (Т), пасля чаго цытозін ©, іншы цытазін © і гэтак далей на.

Што такое генная інжынерыя? Гэта працэс дадання новай ДНК у арганізм.

Дарэчы, я зразумеў абодва тэрміна: паслядоўнасць - гэта малюнак, генная інжынерыя - гэта змяненне карціны.

Вікіпедыя кажа:

"Генная інжынерыя, якая таксама называецца генетычнай мадыфікацыяй, - гэта непасрэдная маніпуляцыя геномам арганізма з выкарыстаннем біятэхналогіі. Гэта набор тэхналогій, якія выкарыстоўваюцца для змены генетычнага складу клетак, уключаючы перадачу генаў у межах і праз відавыя межы для атрымання ўдасканаленых ці новых арганізмаў. Новая ДНК можа быць устаўлена ў геном гаспадара, спачатку вылучыць і скапіяваць цікавы генетычны матэрыял, выкарыстоўваючы метады малекулярнага кланавання для стварэння паслядоўнасці ДНК, альбо сінтэзуючы ДНК, а затым устаўляючы гэтую канструкцыю ў арганізм гаспадара. "

Інструменты і ўмовы

Biotech быў падобны на многія "чорныя скрыні" ў маім свеце. Гэта незвычайныя невядомасці, пра якія я проста "не магу" ведаць. Я выявіў, што зламаныя чорныя скрыні - гэта, мабыць, лепшае выкарыстанне майго часу. Першым інструментам для размовы пра біятэхналогіі стаў Micro Micro Arrays. Гэта па сутнасці Біячып. Гэты тэрмін шырока тлумачыцца ў Інтэрнэце, і адзін з лепшых малюнкаў, якія тлумачаць мікрамасіў, устаўлены ніжэй.

Самым зручным для карыстальнікаў інструментам, які прадставіўся, стаў 23andMe. Гэтая кампанія дапамагае вам вызначыць, што ваша ДНК кажа пра вас і вашу сям'ю за 99 долараў. Усё, што ён патрабуе, гэта крыху каса і віёлы. Цікава, што 23andMe сутыкнуўся з некаторымі праблемамі FDA. 23andMe сцвярджаў, што яны проста займаюцца рэкрэацыйнай геномікай. FDA сказаў, што "мы не ведаем, як рэкрэацыйна казаць людзям, што яны будуць мець рак". Прыклады таго, як выглядае справаздача аб ДНК, прыведзены ў спасылцы Prezi і настойліва рэкамендуецца.

У выніку аблічбоўкі біялогіі біятэхналагічная індустрыя вельмі моцна прытрымліваецца закону Мура і на самай справе ідзе нашмат хутчэй. Кошт расшыфроўкі чалавечага геному ўпала са 100 мільёнаў долараў у 2000 годзе да ніжэй за 99 долараў. Рэйманд кажа, што ў 2019 годзе гэта будзе прамываць туалет.

Чаму ўсё гэта актуальна?

Рэйманд падзяліўся асабістым прыкладам, які быў страшным, але цікавым. Калі Рэйманд зрабіў сваё ўласнае секвенирование, ён даведаўся, што ў яго вялікая верагоднасць атрымаць AMD (макулярную дэгенерацыю). Гэта, відавочна, было страшна, але Рэйман зрабіў нешта з гэтым. Уся гэтая справа супраць "няведанне - гэта асалода".

Паколькі Рэйманд займаецца вялікім поспехам, ён у значнай ступені зрабіў усё наступнае і на самай справе аказаў дапамогу ў пошуку значных спосабаў пераадолення AMD.

Некалькі прыкладаў таго, што лічыцца перадавой у сферы аховы здароўя:

  • Verinata Health: Гэтая кампанія была набыта кампаніяй Illina, яна забяспечвае неінвазіўныя бацькоўскія выпрабаванні для плёну. Уся ідэя складаецца ў тым, каб зрабіць медыцынскую дапамогу больш прагнастычнай, а не рэактыўнай
  • Канец мамаграмы і каланаскапіі, а таксама звычайна інвазіўныя метады ўжо бліжэй. Я памятаю, калі ў майго бацькі была зроблена ангіяграфія, працэдура была даволі інвазівной, у мінулым годзе, калі мама зрабіла тую ж самую працэдуру, увядзенне трубкі было праз руку, а не ўнутраную частку сцягна
  • Медыцына хутка становіцца аблічбаванай, і мноства аналізаў, якія патрабуюць працяглых візітаў да лекара, становяцца даступнымі (на мой погляд, не падыходзіць для вялікіх бальніц і дыягнастычных лабараторый). Гэтая машына, паказаная ніжэй, можа зрабіць тэсты на большасць інфекцый горла за 20 хвілін, а машына каштуе 200 долараў

У аснове ўсіх тэхналагічных дасягненняў (асабліва падзення выдаткаў) на біятэхналогію або лічбавую біялогію ляжыць акт аблічбавання рабочага патоку. Нулі і тыя даволі дзіўныя, бо наш мозг звязаны і з нулямі, і з імі (больш падрабязна пра гэта ў раздзеле неўралогіі), наступныя тры тэхналогіі / кампаніі распачалі працэс паслядоўнасці і геннай інжынерыі і адлюстравалі яго працэс у лічбавая рамка:

  • Параўноўванне паўправаднікоў Ion Torrent. Гэта гіперспасылка з'яўляецца адным з самых крутых відэа, якія я калі-небудзь бачыў (і я толькі што навучыўся ўводзіць відэа ў Medium!). Менавіта такі разуменне дазваляе закон Мура. Мы часта прымаем закон Мура як належнае, але часта забываем, што ў чалавечага духу ёсць такія "ага" моманты, у якіх гаворыцца: "чаму мы не можам выкарыстоўваць што-то асноўнае для лічбавых камер і ўжываць тую ж канцэпцыю для паслядоўнасці ДНК (высвятляючы паслядоўнасць для G, A, T і C) "... Паглядзіце відэа.
  • Geniachip, набыты кампаніяй Roche, мае місію зрабіць генетычную інфармацыю паўсюдна даступнай
  • Oxford Nanopore Technologies вельмі эфектыўна выкарыстоўваюць USB-флешку, каб зрабіць біялагічны аналіз партатыўным. Праверце іх працоўны паток

Хаця апісаныя вышэй інструменты ў асноўным звязаны з паслядоўнасцю, працэс геннай інжынерыі больш падобны на распрацоўку праграмнага забеспячэння, менавіта тут гены ўстаўляюць копіі і з'яўляюцца прынцыпова новыя тыпы арганізмаў. Так выглядае рэдактар ​​Plasmid (я думаю, яны могуць выглядаць нашмат прыгажэй і прывабней)

Два інструмента геннай інжынерыі, з якімі варта пагуляць:

  • DNA 2.0 прапануе інтэграваны набор рашэнняў для навукова-даследчай супольнасці, уключаючы платформы для бялковай і вектарнай інжынерыі, такія прадукты, як вектары экспрэсіі, флуарэсцэнтныя і храмагенныя вавёркі, клеткавыя штамы і рэагенты, а таксама дызайн генаў, аптымізацыя, сінтэз і кланаванне. Паглядзіце іх відэа (YOUTUBE адкрываецца ў Пакістане !!!)

Хоць шмат пытанняў выклікае генная інжынерыя (Монсанто часта цытуецца як злая кампанія, якая ўкручвае біяразнастайнасць), ёсць неабходнасць зрабіць выкідванне пэўных генаў (хаця я прызнаю, я не ў поўнай меры разумею ўплыў на нашу экасістэму калі гэта адбудзецца)

Ужо першы чалавечы эмбрыён быў адрэдагаваны CRISPR, але гэтая навіна была занадта супярэчлівай, каб публікаваць ці дзяліцца.

Апошняе, што я хачу падзяліцца працай Рэймонда, - гэта яго супер крутая вучэбная / касмічная кампанія пад назвай Bio-Curious! Я планую правесці некаторы час у гэтым аб'екце гэтым летам у Каліфорніі

Вялікая ідэя - дэмістыфікаваць страшныя ўмовы біялогіі і зрабіць больш даступнымі інструменты. Гэтая думка глыбока пераклікаецца са мной, таму што я таксама лічу, што размеркаванне капіталу не павінна быць прывілеем нямногіх, а на самай справе значна больш якасныя інвестыцыйныя рашэнні могуць быць прыняты шляхам пошуку натоўпу. Для гэтага карпарацыям і іх кіраўнікам давядзецца пераадолець параною і няўпэўненасць у сабе. Хоць я думаю, што значна большая праблема заключаецца ў тым, што большасць кіраўнікоў прадпрыемстваў не зусім разумеюць, як і чаму іх кампаніі каштоўныя, але гэта дыскусія ў іншы раз.

Такім чынам, што дастала Бія-цікаўнаму на сённяшні дзень? Мікракрут - выдатны прыклад.

Апошняя размова Рэймонда, якая абагульняе большасць таго, што я напісаў.

Поўны набор падрабязных нататак можна знайсці па гэтай спасылцы