Ülikooli märkused - digitaalbioloogia (7 25-st)

Raymond McCauley: digitaalbioloogia

Kõneleja:

Raymond uurib, kuidas mõjutab tehnoloogia rakendamine elus - bioloogia, geneetika, meditsiin, põllumajandus - igaüht meist. Ta on tuntud lugude jutustamise ja maapealsete näidete abil, et näidata, kui kiiresti need muutused toimuvad.

Raymond on: Singularity Ülikooli biotehnoloogia raja õppetool (http://singularityu.org/), Silicon Valley mõttekoda, mis on pühendatud juhtide koolitamisele eksponentsiaalsete tehnoloogiate alal. Biotehnoloogia häkkerite - Biocurious - kaasasutaja ja peaarhitekt (http://biocurious.org/). See pole mittetulunduslik koht, kus kutselised teadlased, DIYbio harrastajad ja ettevõtjad tulevad kokku, et kavandada järgmine suur asi, mis välja tuleb Silicon Valley garaaž. Osa meeskonnast, kes töötas välja järgmise põlvkonna DNA sekveneerimise Illuminas, kus ta töötas bioinformaatika, vähi sekveneerimise ja isikliku genoomika alal. Tema loomingut ja lugu on kajastatud filmides Wired, Forbes, Aeg ja Loodus.

Mida ma Raymondilt õppisin

Nagu Brad, on ka Raymond siin kasutanud Prezi, lingid oma slaididele siin

Raymond alustas oma tegevuse määratlemisega, mida ta peab biotehnoloogiaks: 1/3 maailmamajandusest: see on meditsiin, põllumajandus, energeetika, tootmine ja tarneahel (paljud määratlused lähenevad erinevatele tehnoloogilistele teemadele ja sellel peaks praeguseks olema mõte).

Raymondi järgi on digitaalbioloogiat kolm tükki: DNA sekveneerimine, geenitehnoloogia ja tööriistadele juurdepääsu demokratiseerimine.

Mis on järjestamine?

Genoomi järjestamine näitab DNA nukleotiidide või aluste järjekorda genoomis - As, Cs, Gs ja Ts järjekorda, mis moodustavad organismi DNA. Inimese genoom koosneb enam kui 3 miljardist nendest geneetilistest tähtedest.

Tänapäeval toimub DNA suures mahus sekveneerimine - ulatus, mis on vajalik selliste ambitsioonikate projektide jaoks nagu kogu genoomi sekveneerimine - enamasti kõrgtehnoloogiliste masinate abil. Kui teie silm skaneerib lause lugemiseks tähejada, "loevad need masinad" DNA aluste jada.

DNA jada, mis on tõlgitud elu keemilisest tähestikust meie kirjalike tähtede tähestikku, võib välja näha järgmine:

See tähendab, et selles konkreetses DNA tükis järgneb adeniinile (A) guaniin (G), millele järgneb tümiin (T), millele omakorda järgneb tsütosiin ©, veel üks tsütosiin © jne. peal.

Mis on geenitehnoloogia? See on uue DNA lisamise protsess organismi.

Olen mõlemast terminist aru saanud: järjestamine on pildi joonistamine, geenitehnoloogia muudab pilti.

Vikipeedia ütleb:

„Geenitehnoloogia, mida nimetatakse ka geneetiliseks muundamiseks, on organismi genoomi otsene manipuleerimine biotehnoloogia abil. See on tehnoloogiate kogum, mida kasutatakse rakkude geneetilise ülesehituse muutmiseks, sealhulgas geenide ülekandmiseks liikide piires ja üle nende, et toota parendatud või uudseid organisme. Uue DNA võib sisestada peremeesorganismi genoomi, eraldades ja kopeerides esmalt huvipakkuvat geneetilist materjali, kasutades DNA järjestuse genereerimiseks molekulaarseid kloonimismeetodeid, või sünteesides DNA ja seejärel sisestades selle konstrukti peremeesorganismi. "

Tööriistad ja tingimused

Biotech on olnud sarnane paljude minu maailma mustade kastidega. See on ebaharilik tundmatus, millest ma lihtsalt “ei saa” teada. Olen leidnud, et lahtiste mustade kastide lõhkumine on minu aja parimaid kasutusviise. Esimene vahend, mida Biotechi vestluses tutvustati, oli DNA mikromassiivid. See on sisuliselt biokiip. Seda mõistet on veebis põhjalikult lahti seletatud, üks parem pilt, mis selgitab mikrorõiku, on kleebitud allpool.

Kõige kasutajasõbralikum ja tarbijatele mõeldud tööriist oli 23andMe. See ettevõte aitab teil kindlaks teha, mida teie DNA ütleb teie ja teie pere kohta 99 dollari eest. Kõik, mida see nõuab, on natuke sülitada ja vioola. Huvitav on see, et 23andMe sattus mõne FDA teema juurde. 23andMe väitsid, et nad tegelesid lihtsalt harrastusgenoomikaga. FDA ütles, et "me ei tea, kui harjumuspärane on inimestele vähkkasvaja saamine". Näited selle kohta, kuidas DNA-aruanne välja näeb, on toodud Prezi lingis ja on väga soovitatav.

Bioloogia digiteerimise tulemusel järgib biotehnoloogiatööstus väga palju Moore'i seadusi ja tegelikult läheb see palju kiiremini. Inimese genoomi dekodeerimise kulud on langenud 2000. aasta 100 miljonilt dollarilt nüüd alla 99 dollarini. Raymond ütleb, et see võrdub tualeti loputusega 2019. aastal.

Miks see kõik asjakohane on?

Raymond jagas isiklikku näidet, mis oli hirmutav, kuid huvitav. Kui Raymond sai oma sekveneerimise tehtud, sai ta teada, et tal on suur tõenäosus saada AMD (vanusega seotud kollatähni degeneratsioon). See oli ilmselgelt hirmutav, kuid Raymond tegi sellega midagi. See on kogu juhtum, et teadmatus on õndsus.

Kuna Raymond on asjatundja, tegi ta ära peaaegu kõik järgmised toimingud ja on tegelikult aidanud teadusuuringuid AMD ületamiseks üsna sisukal viisil

Mõned näited sellest, mida tervishoius peetakse tipptasemel:

  • Verinata Health: Selle ettevõtte on nüüdseks omandanud illuminaat. See pakub lootele mitteinvasiivseid vanemlikke katseid. Kogu idee on muuta tervishoid pigem ennustavaks kui reageerivaks
  • Mamogrammide ja kolonoskoopiate lõpp, pluss üldiselt invasiivsed tehnikad, on lähedal. Mäletan, kui mu isal oli angiograafia tehtud, oli protseduur üsna sissetungiv, eelmisel aastal, kui mu ema tegi sama protseduuri, oli toru sisestamine tema käe kaudu, mitte reie sisekülg
  • Meditsiin digitaliseerub kiiresti ja paljud testid, mis nõuavad pikki arstivisiite, on muutumas taskukohaseks (minu arvates pole see hea haiglate või diagnostikalaborite jaoks). Allpool näidatud masin suudab enamiku kurguinfektsioonide teste teha 20 minutiga ja masin maksab 200 dollarit

Biotehnoloogia või digitaalbioloogia kõigi tehnoloogiliste edusammude (eriti kulude languse) keskmes on töövoo digitaliseerimine. Nullid ja need on üsna hämmastavad, tegelikult on meie aju ühendatud ka nullidega ja nendega (selle kohta lähemalt neuroteaduste jaotises), järgmised kolm tehnoloogiat / ettevõtet on võtnud sekveneerimise ja geenitehnoloogia protsessi ning kaardistanud selle protsessi digitaalne raamistik:

  • Ion Torrenti pooljuhtide sekveneerimine See hüperlink on üks lahedamaid videoid, mida ma eales näinud olen (ja ma õppisin just videote tutvustamiseks keskmises!). Just selline mõistmine võimaldab Moore'i seadust. Me võtame Moore'i seadust sageli enesestmõistetavana, kuid unustame sageli inimvaimu, millel on need “Aha” hetked, mis ütleb, et “miks me ei saaks digikaamerate puhul kasutada midagi fundamentaalset ja rakendada sama mõistet DNA sekveneerimiseks (jada nuputades G, A, T ja C hulgast) ”... lihtsalt vaadake videot.
  • Roche nüüd omandatud Geniachipil on ülesanne geneetiline teave universaalselt kättesaadavaks teha
  • Oxford Nanopore Technologies kasutab bioloogilise analüüsi kaasaskantavuse tagamiseks USB-mälupulka väga tõhusalt. Vaadake nende töövoogu

Kui ülalkirjeldatud tööriistad on enamasti seotud sekveneerimisega, siis geenitehnoloogia protsess sarnaneb pigem tarkvaraarendusega, just seal geenid kopeeritakse ja ilmnevad põhimõtteliselt uut tüüpi organismid. See näeb välja Plasmiidi toimetaja (ma arvan, et need võivad tunduda palju uhkemad / ahvatlevamad)

Kaks geenitehnoloogia tööriista, millega tasub mängida:

  • DNA 2.0 pakub teadusringkondadele integreeritud lahenduste torujuhtme, sealhulgas valkude ja vektorite konstrueerimise platvorme, tooteid nagu ekspressioonivektorid, fluorestsents- ja kromogeensed valgud, rakutüved ja reagendid, samuti geenide kavandamist, optimeerimist, sünteesi ja kloonimist. Vaadake nende videot (YOUTUBE avatakse Pakistanis !!!)

Ehkki geenitehnoloogia osas tõstetakse esile palju probleeme (Monsanto on sageli öeldud kui kurjast ettevõttest, kes keeras bioloogilise mitmekesisuse tagasi), tuleb teatud geenid välja lüüa (kuigi ma tunnistan, et ma ei mõista täielikult meie ökosüsteemile avalduvat mõju) kui see juhtub)

Juba esimest inimembrüot on CRISPR “redigeerinud”, kuid see uudis oli avaldamiseks või jagamiseks liiga vaieldav.

Viimane asi, mida tahan Raymondi loomingu kohta jagada, on tema ülilahe õppimis- / jagatud kosmoseettevõte nimega Bio-Curious! Plaanin sel suvel Californias veeta mõnda aega selles asutuses

Suurejooneline idee on desinfitseerida bioloogia hirmutavad terminid ja muuta tööriistad kättesaadavamaks. See mõte kõlab minuga sügavalt, sest ka mina usun, et kapitali eraldamine ei tohiks olla väheste privileeg ning tegelikult saab rahva hulgast hankida palju parema kvaliteediga investeerimisotsuseid. Selleks peavad korporatsioonid ja nende juhid ületama oma paranoia ja ebakindluse. Kuigi minu arvates on palju suurem probleem see, et enamik ärijuhte ei saa täpselt aru, kuidas ja miks nende ettevõtted väärtuslikud on, aga see on arutelu juba teist korda.

Mida on Bio-curious tänaseks kätte andnud? Microculus on suurepärane näide.

Raymondi viimane vestlus võttis kokku suurema osa minu kirjutatuist.

Sellel lingil on saadaval täielik üksikasjalike märkuste komplekt