生物革命準備擴大規模

生物製造領域的突破可以為美國經濟定位重塑行業的新可能性——並保持我們的全球競爭力

想像一下在你的露台上烤一塊實驗室培育的牛排——但這些磚塊是由細菌製成的。 野餐的客人穿著蘑菇腰帶、藻類人字拖或蛋白質外套。 與此同時，有人為他們的汽車換上新的蒲公英輪胎。 隨著迅速興起的技術革命，所有這一切都可能成為可能。

美國多年來一直引領生物科學研究，但最近遇到了拐點。 現在可以經濟高效地完成基因測序，而基因編輯、高級計算、生物信息學、自動化和人工智能的進步正在融合，將我們可以用生物學做的事情提升到一個新的、令人震驚的水平。 我們以生物學方式構建分子、材料和結構的能力將釋放出突破性的創新，這些創新將取代我們今天使用的物體和產品。 麥肯錫全球研究所最近的一項研究估計，全球經濟中多達 60% 的實物投入理論上可以通過生物方式生產。

研髮帶來了這個機會。 生物製造是我們將這場革命擴大到工業、環境和社會領域的方式。 好處可能是巨大的：

· 根據麥肯錫的分析，每年對全球經濟產生 4 萬億美元的影響。

· 更具可持續性的產品，例如化學品、清潔燃料以及可持續生產的商品和食品。

· 脫碳和環境修復的創新。

· 突破性的醫療保健創新，包括組織修復和按需藥品生產。

· 農村農業經濟的經濟機會。

· 新產業和新工作。

擴大規模的時間。 回顧 1990 年代數字革命的初期，數字技術正悄悄進入經濟，為美國創造了約 200 億美元的附加值。 克林頓政府制定了一個政策框架來支持私營部門開發和部署數字技術和基礎設施。 數字革命加速了採用曲線的急劇攀升，數字經濟的實際增加值在 2.5 年增長了十倍，達到 2021 萬億美元以上。隨著數字革命的規模擴大，它重塑了人類體驗、經濟、國家安全、商業、通信、整個行業和社會——而且沒有放緩。

2017 年，競爭力委員會與四個美國國家實驗室合作開展了一項名為“推進美國生物科學：可持續能源、環境修復、21 世紀農業、人類健康和生物製造的挑戰和機遇”的研究.” 合作和研究的目的是利用我們多年的研究和數十億美元的研發投資，以便從實驗室和試點製造轉向大型生物製造平台。 我們呼籲美國採取戰略性、積極性和協調性的努力，以抓住生物製造的巨大潛力。 這些步驟包括：

· 追求生物科學和生物工程的前沿，包括研發和加強我們的能力，例如應用先進計算和人工智能來推動快速變化的行業。

· 彌合創新“死亡之谷”——能源部表示，平均需要 10 年才能完全擴大生物過程——並加快創新過程。 為了將時間縮短一半，我們需要試驗台和原型製作工作來加速科學轉化為試點製造的應用，還需要工業基礎設施和供應鏈來實現生物製造的規模化。

· 培養跨越生命科學和生物加工、化學、生物工程、數據和計算科學以及生物製造生產的多學科勞動力。

· 為公司將生物基產品推向市場創造清晰、透明的監管途徑。 由於生物應用將跨越一系列領域——從食品和藥物到材料和化學品，再到環境修復和消費品——監管環境很複雜，但流程必須高效、精簡和及時。

· 建立生物製造範例的標準。 需要護欄來促進生物安全和生物安保，以及整個生物基產品生命週期的環境和職業安全。 我們還必須就道德、法律和社會問題（包括數據隱私）進行認真的對話。

可擴展的框架。 去年，國會和拜登政府通過 2022 年 CHIPS 和科學法案啟動了許多此類行動。該立法要求總統實施國家工程生物學研究與發展計劃，並指示總統通過跨學科研究推進生物製造研究中心，支持教育和培訓，並致力於建立全國試驗台網絡和概念驗​​證活動，以提昇實驗室研究水平。

此外，14081 月，拜登總統簽署了關於“推進生物技術和生物製造創新”的第 XNUMX 號行政命令，建立了由總統國家安全事務助理領導的整體政府方法來推進生物技術和生物製造。 該行政命令要求加強和協調聯邦對生物製造研發的投資，促進國內生物製造生產的擴大，勞動力培訓，以及澄清和簡化法規。 它還指示聯邦機構儘自己的一份力量，從研發、標准或勞動力發展，或減輕對國家和經濟安全的威脅。

“隨著生物經濟從治療學擴展到商品，我們必須大幅增加對平台技術研發的投資，例如合成生物學和數據驅動的放大工藝開發，以進一步縮短實驗室到市場的時間， ”德克薩斯 A&M 大學系統研究副校長 Joe Elabd 說。 “強大的學術-產業-政府聯盟和區域中心網絡將成為實現這一目標和增強美國競爭力的關鍵推動因素。”

這一國家政策和計劃框架可以加速私營部門的創新引擎，將生物革命推向高速檔並駛入快車道。 同時，中國的目標是到 2035 年將其生物經濟推向世界前列。其“十四五”生物經濟發展規劃是通過創新推進中國在生物醫藥、農業、生物製造和生物安全四個領域的支柱產業的詳細戰略、工業化和政府政策。 與我們最偉大的經濟對手的競爭已經開始——我們的努力是朝著正確方向邁出的一步，我們必須擴大它們，而不是高枕無憂。

由於生物製造跨越眾多部門和社會領域，新的生物能力將極大地重塑經濟，從製造業到農業再到製藥、化學品和消費品的供應鏈。 我們已經從實驗室迅速走向革命的風口浪尖，在現實生活中，每天都有應用，比如前面提到的野餐。 通過為這些技術的發展創造途徑和投資，我們和子孫後代都可以受益並繼續創新。