被提名为OSTP主任的埃里克·兰德博士认为联邦政府在创造和分享合成生物学工具包和最佳实践方面发挥着关键作用

通过2021年5月11日,

合成生物学领域有巨大的潜力对社会产生建设性的影响,已经做出了贡献产品如药物,食品成分,和生活肥料。随着该领域的不断发展,合成生物学工具、技术和过程的标准化将有助于实现这一潜力。20世纪半导体产业的快速发展及其对标准化的推动,为合成生物产业提供了一个潜在的模式。这一想法是在4月底探讨的听力由参议院商务、科学和运输委员会召开,讨论提名埃里克·兰德尔博士为科学技术政策办公室主任。

合成生物学的潜力

美国继续在合成生物学领域处于领先地位至关重要。合成生物学有潜力彻底改变许多部门,如医疗保健和农业。例如,研究人员正致力于设计免疫细胞来治疗癌症,纠正缺陷基因,优化抗体和疫苗的生产。在农业,合成生物学可以用来优化植物利用氮和磷的能力,减少必要的化肥用量,或增加食物的营养价值。决策者认识到合成生物学的潜力;例如,该学科被列为重点研究重点无尽的前沿行动,是一个单独的主要焦点两党连立的法案旨在支持美国合成生物学。

在听证会上,兰德博士建议(1:06:05),为了让更多的创新者能够接触到合成生物学技术,联邦政府应该在创造和传播合成生物学“工具包”方面发挥作用,并分享使用这些技术的最佳实践。Lander博士将此与使用半导体工具包和组装集成电路的早期阶段联系起来。标准化促进了半导体行业的发展,并充分利用合成生物学的潜力,标准化,标准化,可以发挥作用。制定标准允许为了精确测量和研究人员之间更精确的交流。特别是对于合成生物学,标准化将支持规模生产和承担更复杂的任务。的一些挑战围绕标准的是标准化可能会降低研究人员的灵活性和创造力,以及确定哪些系统或过程应该标准化,并成功地决定这些标准应该是什么。

合成生物学中的许多标准化尝试都受到了关注细菌因为它们通常比其他类型的细胞更容易被改造,而且它们可以产生有价值的化合物,用于研究和工业用途。无细胞系统,其中感兴趣的成分是人工产生或提取或富集从其他细胞,然后在体外精制,已经被研究成功的标准,但不幸的是,这些系统缺乏在没有人为干预的情况下规模化或生产重要物质的能力。一些区域研究人员正在寻求进一步标准化,包括DNA链的设计、数据和生物系统模型的制作。

一个联邦机构,国家标准与技术研究所(NIST),已经在着手建立合成生物学的标准。NIST目前正与研究人员和制造商合作开发测量工具帮助比较和复制科学结果。其中一项成就是生产人类基因组参考材料,以帮助比较不同血统的人的基因,提高对DNA测序的信心,并改进基因测试。NIST也提供了帮助开发单克隆抗体和RNA的参考材料,并开发了第一种使用DNA鉴定用于遗传研究的小鼠细胞系的方法。

标准化将有助于改善研究人员之间的交流,以及整个领域的质量保证。标准化研究过程和制造的行为在以前帮助了许多其他行业,正如Lander博士提到的,半导体行业就是其中之一。

半导体和标准化

半导体的出现对电子设备至关重要,开始在19世纪早期,研究和开发一直持续到20世纪。半导体是一种能够行为电位于导体(如大多数金属)和绝缘体(如橡胶或玻璃)之间。与大多数金属不同的是,半导体的导电性随着温度的升高而降低改善它们在温度升高时的导电性。大量的半导体是由,尽管还有其他材料,如锗和砷化镓,也被使用。它们独特的特性可以制成半导体极其重要的在所有现代电子设备中。

半导体最初开发的时候,还没有标准化。到1972年,有超过2000种不同的规格用于硅半导体晶圆。半导体设备和材料国际(SEMI)是主要的行业组织之一,该组织决定开发半导体和材料的标准发表该书于1978年出版。

这些SEMI标准是通过一个小型志愿者网络开发的任务部队.当需要制定新标准时,一个由SEMI行业成员组织的志愿者组成的工作组就会成立。建议的标准包括审议并投票全体会员都同意。如果有任何反对票,公开论坛会议召开为了讨论这些组织反对标准的原因,需要提供更多的证据,如果反对意见有说服力,则将建议的标准送回工作组进行修订。只有在所有的反对票都被考虑和处理之后才是标准批准.SEMI开发的所有标准都是重新评估每五年一次,以确保它们是最新的。

半导体行业的标准化有很多好处。例如,标准化半导体的尺寸允许制造商应该专注于降低生产成本和提高性能的方法,而不必在制造过程中投入大量时间。此外,测量标准使科学家能够有效地建立过去的研究,获得后续资金,并致力于新半导体技术的商业化。

前进

合成生物学将有助于重要进步在医学,农业和其他许多领域。然而,如何制定标准,使研究人员能够更有效地比较数据、重现结果并创造产品,仍然存在问题。半导体行业可以成为一个有用的例子,说明标准化如何帮助一个行业的快速发展,并彻底改变了人们的生活。随着不同的立法提案通过国会的政策制定过程,围绕合成生物学标准的讨论只会变得更加必要。我们鼓励CSPI社区作为国会和联邦政府在这一领域的资源,我们监测未来的政策发展。