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【战略观察】合成生物学在当前和未来对经济和国家安全产生哪些影响?

会议主题:关于合成生物学在当前和未来对经济和国家安全的影响

参与讨论的嘉宾:

Rocco Casagrande Gryphon scientific创始人兼董事总经理;

Megan Palmer 斯坦福大学国际安全与合作学院高级研究学者;

Alexcander titus博士 advanced regenerative manufacturing institute(先进再生制造研究所)首席战略官,此前为五角大楼国防部长办公室的生物技术副部长。

Q

合成生物技术是典型的军民两用技术,哪些军民两用技术会为国家安全带来风险,哪些风险是合成生物学所特有的?

A

合成生物学具有很多军民两用的问题,同时军民两用技术与合法性研究有关,而科学成果即知识和产品成果可能被滥用以应对公共卫生和国家安全构成威胁。因此,可以说即使不是全部,大多数生物技术都具有双重用途的潜力。关注的双重用途研究以用于表示该内容对安全的最大威胁,并确切地定义这些领域,是一个长期存在的话题,距离科学还很远。最近关注的问题可能与疫情大流行有关,除了生物技术外,还有生物技术的独特方面,特别具有挑战性的是生物学是一种强大的分布式技术,为包括保护我们在内的公共利益传递了巨大的潜力,如一直试图杀死我们的生物——病原体,来自生物学,它使我们特别脆弱,在这种情况下,我们需要确保在操作中能够管理这些类型的风险。双重使用技术风险正以同样快的速度发展。合成生物学的独特方面之一是重组,这些新功能在生物体内进行复制,因此对如何管理提出了快速发展的挑战。

Q

有研究人员专注于合成生物学,很多研究是在实验室进行的,合成生物学是否带来了实验室操作安全风险?随着技术的发展会带来哪些不同于传统的军民两用技术的风险?

A

绝大多数的合成生物研究与创造新的分子和新的材料、或赋予现有材料以更加环保的功能有关。合成生物学中有大量的并行性风险。你拥有更为广阔的研究空间,利用一些先进的工具、合成生物学去探索蛋白质、核酸等物质在自然界不存在的一些组合。评估风险是很困难的,因为我们无法准确了解这些合成生物的潜力是什么。但是由于病原体是高度进化的,存在着病原体与宿主共同进化的可能,它不像是新病原体的实验或策略,只基于个体的变化。因此,如果我们不了解所有的过程,一个蛋白质可能变成有毒物质。另外,合成生物学的许多希望在于我们是否能在环境中生长出生命形式的新作物,或者说藻类是在储存器甚至植物中产生并包含的,可能会改变环境,例如生物修复金属、土壤。

合成生物学还有另外的风险,因为这些是自我修复的生物,出于某种有益目的进入环境,不仅会引发失控,同时那些相同的工具教会人们如何释放病原体,以及如何使之适应环境,使得在传统机构以外的人可以使用这种环境,这些人可能遵守与环境有关的规范和规定,也可能导致人们对这些规范的意识降低,利用不应该使用的生物。

Q

从您的角度来看,生物技术的风险问题是什么?如果美国国防部和美国其他政府机构进行充分投资,则存在什么风险?

A

我们所做的所有事情都需要考虑风险,但如果我们稍微重新架构,生物技术的前景是给予发展空间,机会是减轻许多担心的风险,COVID-19事件开始赋予我们思考的机会。如果你考虑联邦政府的投资,政府的观点是成立联邦政府代表,并保护和支持帮助美国人蓬勃发展,所以其中很大一部分是经济W考虑了所有的联邦政府可以发展为特殊任务的应用,无论是国防、能源还是卫生,那些之后在广大经济领域有了主要用途的。生物技术从一个全新的矢量或维度真正给予我们技术发展能力。所以,如果你认为几千年来我们一直有技术需求的物理解决方案,我需要把一个重的物体从a点移动到b点,所以我推它、拉它或者滚动它。然后在工业革命中我们有了合成化学,他给出了化学发展的一个全新的维度,这给了我们新的技术来改变世界。生物技术是继物理学、合成化学之后的第三大技术,在物理化学和生物成分技术的基础上,我们开始探索以前无法接触的化学空间。传统的合成生物学意味着我们的我们接触新材料的能力,可能更轻量、更环保、更结实,或合成所有的这些可能在从运动器械到军事装备的任何事物上都有主要影响,对于这些材料我们建立数据,机遇与经济潜力我们称之为生物经济,它是巨大的,而且会保持增长,因此我们有制药公司以及生物技术公司,但是现在我们可以拓展人类卫生到其他的产业,而且我确定我们接下来会讨论到生物技术的应用以及影响。但我想强调的是生物技术刚刚开始从萌芽期步入促进经济的阶段,联邦政府拥有很多投资的机会。已经有很多很好的技术案例现在是DARPA的国防高级研究项目。COVID-19还显示了一个主要的问题,即全球范围内的经济受到影响,但是这些经济体可以通过新技术领域得到保护和增强。如果你要从国家安全的角度考虑经济安全,经济实力是国家安全的根本,因此,国家强大的基础是拥有技术,这是一个相互促进的作用,他超越了传统的导弹、火箭等诸如此类的技术,为国家安全带来保障,更具有战略意义和风险。

Q

如何促进生物技术发展?在投资中存在些取舍?生物技术和AI、5G等技术是否存在投资组合,其中有哪些可以受益的协同效应?

A

生物技术既可以在传统的生物安全领域发挥作用,又可以发挥更大的空间,因此,我们需要考虑,鉴于我们现在面临的COVID-19挑战,因此从国防部的立场应该做好准备并捍卫健康。在协同的角度来看,如果你知道从事生物合成学的认知包含了很多计算机科学,但对于不同领域的人,你可能不会意识到从事此类构建需要的,这些不合逻辑的新系统使用计算机算法,因此我们认为AI和深度学习使我们快速发展能力的关键,并以很高的规模和高吞吐量来进行此类分析,因此时会产生协同效应。国防部有11项现代化优先事项,其中一些只是生物技术。生物技术公司选择合成生物学来发展,也是基于其实验室中的机器人来获取高通量的信息。不仅如此,他们之间还存在着重叠,我们有很多关于DNA作为数据存储介质的话题,这就是合成生物技术的应用,而微电子市场的未来,这是另一个国防部的优先事项,因此存在很多重叠,权衡不那么容易,COVID-19向我们展示在这种技术上投资很重要。

Q

如何综合应用生物学帮助世界应对COVID-19并展望未来,这些新兴技术如何帮助我们为大流行做出准备?

A

发展新疫苗发展平台,研发RNA疫苗,还有CRISPR技术。合成生物学公司为其提供帮助,使用其平台和工具进行测试和规模生产。供应链会发生变化,我们应该重新考虑不同测试和治疗的需求。应对疫情时,共享信息很重要,学者之间需要共享一些研究,但是会涉及一些敏感性内容,我们要在学术交流的同时保护自身创新成果和科研环境安全。生物技术制造业的选择也是我们需要考虑的问题。我们要明确技术选择和技术投资对保护环境安全的影响。


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