生物革命准备扩大规模

生物制造领域的突破可以为美国经济定位重塑行业的新可能性——并保持我们的全球竞争力

想象一下在你的露台上烤一块实验室培育的牛排——但这些砖块是由细菌制成的。 野餐的客人穿着蘑菇腰带、藻类人字拖或蛋白质外套。 与此同时，有人为他们的汽车换上新的蒲公英轮胎。 随着迅速兴起的技术革命，所有这一切都可能成为可能。

美国多年来一直引领生物科学研究，但最近遇到了拐点。 现在可以经济高效地完成基因测序，而基因编辑、高级计算、生物信息学、自动化和人工智能的进步正在融合，将我们可以用生物学做的事情提升到一个新的、令人震惊的水平。 我们以生物学方式构建分子、材料和结构的能力将释放出突破性的创新，这些创新将取代我们今天使用的物体和产品。 麦肯锡全球研究所最近的一项研究估计，全球经济中多达 60% 的实物投入理论上可以通过生物方式生产。

研发带来了这个机会。 生物制造是我们将这场革命扩大到工业、环境和社会领域的方式。 好处可能是巨大的：

· 根据麦肯锡的分析，每年对全球经济产生 4 万亿美元的影响。

· 更具可持续性的产品，例如化学品、清洁燃料以及可持续生产的商品和食品。

· 脱碳和环境修复的创新。

· 突破性的医疗保健创新，包括组织修复和按需药品生产。

· 农村农业经济的经济机会。

· 新产业和新工作。

扩大规模的时间。 回顾 1990 年代数字革命的初期，数字技术正悄悄进入经济，为美国创造了约 200 亿美元的附加值。 克林顿政府制定了一个政策框架来支持私营部门开发和部署数字技术和基础设施。 数字革命加速了采用曲线的急剧攀升，数字经济的实际增加值在 2.5 年增长了十倍，达到 2021 万亿美元以上。随着数字革命的规模扩大，它重塑了人类体验、经济、国家安全、商业、通信、整个行业和社会——而且没有放缓。

2017 年，竞争力委员会与四个美国国家实验室合作开展了一项名为“推进美国生物科学：可持续能源、环境修复、21 世纪农业、人类健康和生物制造的挑战和机遇”的研究.” 合作和研究的目的是利用我们多年的研究和数十亿美元的研发投资，以便从实验室和试点制造转向大型生物制造平台。 我们呼吁美国采取战略性、积极性和协调性的努力，以抓住生物制造的巨大潜力。 这些步骤包括：

· 追求生物科学和生物工程的前沿，包括研发和加强我们的能力，例如应用先进计算和人工智能来推动快速变化的行业。

· 弥合创新“死亡之谷”——能源部表示，平均需要 10 年才能完全扩大生物过程——并加快创新过程。 为了将时间缩短一半，我们需要试验台和原型制作工作来加速科学转化为试点制造的应用，还需要工业基础设施和供应链来实现生物制造的规模化。

· 培养跨越生命科学和生物加工、化学、生物工程、数据和计算科学以及生物制造生产的多学科劳动力。

· 为公司将生物基产品推向市场创造清晰、透明的监管途径。 由于生物应用将跨越一系列领域——从食品和药物到材料和化学品，再到环境修复和消费品——监管环境很复杂，但流程必须高效、精简和及时。

· 建立生物制造范例的标准。 需要护栏来促进生物安全和生物安保，以及整个生物基产品生命周期的环境和职业安全。 我们还必须就道德、法律和社会问题（包括数据隐私）进行认真的对话。

可扩展的框架。 去年，国会和拜登政府通过 2022 年 CHIPS 和科学法案启动了许多此类行动。该立法要求总统实施国家工程生物学研究与发展计划，并指示总统通过跨学科研究推进生物制造研究中心，支持教育和培训，并致力于建立全国试验台网络和概念验证活动，以提升实验室研究水平。

此外，14081 月，拜登总统签署了关于“推进生物技术和生物制造创新”的第 XNUMX 号行政命令，建立了由总统国家安全事务助理领导的整体政府方法来推进生物技术和生物制造。 该行政命令要求加强和协调联邦对生物制造研发的投资，促进国内生物制造生产的扩大，劳动力培训，以及澄清和简化法规。 它还指示联邦机构尽自己的一份力量，从研发、标准或劳动力发展，或减轻对国家和经济安全的威胁。

“随着生物经济从治疗学扩展到商品，我们必须大幅增加对平台技术研发的投资，例如合成生物学和数据驱动的放大工艺开发，以进一步缩短实验室到市场的时间， ”德克萨斯 A&M 大学系统研究副校长 Joe Elabd 说。 “强大的学术-产业-政府联盟和区域中心网络将成为实现这一目标和增强美国竞争力的关键推动力。”

这一国家政策和计划框架可以加速私营部门的创新引擎，将生物革命推向高速档并驶入快车道。 同时，中国的目标是到 2035 年将其生物经济推向世界前列。其“十四五”生物经济发展规划是通过创新推进中国在生物医药、农业、生物制造和生物安全四个领域的支柱产业的详细战略、工业化和政府政策。 与我们最伟大的经济对手的竞争已经开始——我们的努力是朝着正确方向迈出的一步，我们必须扩大它们，而不是高枕无忧。

由于生物制造跨越众多部门和社会领域，新的生物能力将极大地重塑经济，从制造业到农业再到制药、化学品和消费品的供应链。 我们已经从实验室迅速走向革命的风口浪尖，在现实生活中，每天都有应用，比如前面提到的野餐。 通过为这些技术的发展创造途径和投资，我们和子孙后代都可以受益并继续创新。