सिंगुलैरिटी यूनिवर्सिटी नोट्स - डिजिटल बायोलॉजी (25 में से 7)

रेमंड मैककौली: डिजिटल बायोलॉजी

स्पीकर:

रेमंड इस बात की पड़ताल करता है कि जीवन-यापन, जेनेटिक्स, मेडिसिन, एग्रीकल्चर में जीवन को कैसे लागू किया जाए - हममें से हर एक को प्रभावित कर रहा है .. वह कहानी और डाउन-टू-अर्थ उदाहरणों का उपयोग करने के लिए जाना जाता है ताकि पता चले कि ये बदलाव कितनी जल्दी हो रहे हैं।

रेमंड है: सिंगुलैरिटी यूनिवर्सिटी में बायोटेक ट्रैक के अध्यक्ष (http://singularityu.org/), एक सिलिकॉन वैली थिंक टैंक जो एक्सप्लोसिव प्रौद्योगिकियों के बारे में प्रशिक्षण देने वाले नेताओं को समर्पित है। बायोक्यूरियस के लिए सह-संस्थापक और मुख्य वास्तुकार (http://biocurious.org/), बायोटेक के लिए हैकरस्पेस, एक नॉट-फॉर-प्रॉफिट जहां पेशेवर वैज्ञानिक, DIYbio hobbyists और उद्यमी एक साथ आने के लिए अगली बड़ी चीज डिजाइन करते हैं एक सिलिकॉन वैली गैराज। इलुमिना में अगली पीढ़ी के डीएनए अनुक्रमण विकसित करने वाली टीम का हिस्सा, जहां उन्होंने जैव सूचना विज्ञान, कैंसर अनुक्रमण और व्यक्तिगत जीनोमिक्स में काम किया। उनके काम और कहानी को वायर्ड, फोर्ब्स, टाइम और नेचर में चित्रित किया गया है।

मैंने रेमंड से क्या सीखा

ब्रैड की तरह, रेमंड भी एक इस्तेमाल किया हुआ प्रेज़ी है, यहाँ अपनी स्लाइड्स के लिंक

रेमंड ने बायोटेक्नॉलॉजी को वैश्विक अर्थव्यवस्था का 1/3 मानने के दायरे को परिभाषित करते हुए शुरुआत की: यह चिकित्सा, कृषि, ऊर्जा, विनिर्माण और आपूर्ति श्रृंखला (कई परिभाषाएँ अलग-अलग तकनीकी विषयों में परिवर्तित हो रही हैं और अब तक समझ में आ जाना चाहिए)

रेमंड के अनुसार डिजिटल जीव विज्ञान के तीन टुकड़े हैं: डीएनए अनुक्रमण, जेनेटिक इंजीनियरिंग और उपकरणों तक पहुंच का लोकतंत्रीकरण।

तो अनुक्रमण क्या है?

जीनोम अनुक्रमण एक जीनोम में डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स, या ठिकानों के क्रम का पता लगा रहा है - एक जीव के डीएनए को बनाने वाले आस, Cs, Gs और Ts का क्रम। मानव जीनोम इन आनुवंशिक पत्रों के 3 बिलियन से अधिक से बना है।

आज, बड़े पैमाने पर डीएनए अनुक्रमण - महत्वाकांक्षी परियोजनाओं के लिए आवश्यक पैमाने जैसे कि एक पूरे जीनोम अनुक्रमण करना - ज्यादातर उच्च तकनीक मशीनों द्वारा किया जाता है। आपकी आंखें एक वाक्य को पढ़ने के लिए अक्षरों के अनुक्रम को स्कैन करती हैं, ये मशीनें डीएनए ठिकानों के अनुक्रम को "पढ़ती हैं"।

एक डीएनए अनुक्रम जिसे हमारे लिखित अक्षरों की वर्णमाला में जीवन के रासायनिक वर्णमाला से अनुवादित किया गया है, वह इस तरह दिख सकता है:

यही है, डीएनए के इस विशेष टुकड़े में, एक एडेनिन (ए) के बाद एक गनीन (जी) होता है, जिसके बाद एक थाइमिन (टी) होता है, जिसके बाद साइटोसिन ©, एक और साइटोसिन © और इसके बाद एक और होता है पर।

जेनेटिक इंजीनियरिंग क्या है? यह एक जीव में नए डीएनए को जोड़ने की प्रक्रिया है।

जिस तरह से मैंने दोनों शब्दों को समझा है: अनुक्रमण चित्र खींच रहा है, आनुवंशिक इंजीनियरिंग चित्र को बदल रहा है।

विकिपीडिया कहता है:

“जेनेटिक इंजीनियरिंग, जिसे आनुवंशिक संशोधन भी कहा जाता है, जैव-प्रौद्योगिकी का उपयोग करके किसी जीव के जीनोम का प्रत्यक्ष हेरफेर है। यह कोशिकाओं के आनुवंशिक मेकअप को बदलने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों का एक सेट है, जिसमें प्रजातियों के भीतर और भर में जीवों के हस्तांतरण में सुधार या उपन्यास जीवों का उत्पादन शामिल है। पहले डीएनए अनुक्रम उत्पन्न करने के लिए या डीएनए को संश्लेषित करके आणविक क्लोनिंग विधियों का उपयोग करके ब्याज की आनुवांशिक सामग्री को अलग और कॉपी करके नए डीएनए को मेजबान जीनोम में डाला जा सकता है, और फिर इस निर्माण को मेजबान जीव में सम्मिलित किया जा सकता है। "

उपकरण और शर्तें

बायोटेक मेरी दुनिया में कई "ब्लैक बॉक्स" के समान है। यह असामान्य है कि मैं सिर्फ "नहीं" के बारे में पता कर सकते हैं। मैंने पाया है कि खुले ब्लैक बॉक्स को तोड़ना शायद मेरे समय का सबसे अच्छा उपयोग है जिसका मैंने सामना किया है। बायोटेक वार्तालाप में पेश किया गया पहला उपकरण डीएनए माइक्रो एरेज़ था। यह मूलतः बायोचिप है। इस शब्द को वेब पर बड़े पैमाने पर समझाया गया है, एक माइक्रोएरे को बेहतर चित्रों में से एक को नीचे चिपकाया गया है।

सबसे उपयोगकर्ता के अनुकूल और उपभोक्ता का सामना करना पड़ा उपकरण 23andMe था। यह कंपनी आपको यह निर्धारित करने में मदद करती है कि आपका डीएनए आपके और आपके परिवार के बारे में $ 99 के लिए क्या कहता है। इसके लिए आवश्यक थूक और वायोला का एक सा हिस्सा है। दिलचस्प बात यह है कि 23andMe एफडीए के कुछ मुद्दों में भाग गया। 23andMe ने दावा किया कि वे सिर्फ मनोरंजक जीनोमिक्स कर रहे थे। एफडीए ने कहा, "हम नहीं जानते कि कैंसर के बारे में लोगों को बताना कितना मनोरंजक है"। प्रेजी लिंक में डीएनए रिपोर्ट की तरह दिखने वाले उदाहरणों को दिखाया गया है और इसकी अत्यधिक सिफारिश की गई है।

जीव विज्ञान के डिजिटलीकरण के परिणामस्वरूप, बायोटेक उद्योग मूर के कानून का पालन कर रहा है और वास्तव में बहुत तेजी से आगे बढ़ रहा है। एक मानव जीनोम को डिकोड करने की लागत 2000 में $ 100 मिलियन से घटकर अब $ 99 हो गई है। रेमंड का कहना है कि यह 2019 में एक शौचालय को फ्लश करने के बराबर होगा।

यह सब क्यों प्रासंगिक है?

रेमंड ने एक व्यक्तिगत उदाहरण साझा किया जो डरावना लेकिन दिलचस्प था। जब रेमंड ने अपनी खुद की सीक्वेंसिंग करवाई तो उन्हें पता चला कि उन्हें एएमडी (उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन) होने की बहुत अधिक संभावना थी। यह स्पष्ट रूप से डरावना था, लेकिन रेमंड ने इसके बारे में कुछ किया। यह "अज्ञानता परमानंद है" के खिलाफ पूरा मामला है।

चूंकि रेमंड एक डू-एर है, उसने निम्न में से बहुत कुछ किया और वास्तव में बहुत सार्थक तरीके से एएमडी पर काबू पाने में शोध किया है।

स्वास्थ्य सेवा में अत्याधुनिक माने जाने वाले कुछ उदाहरण:

  • वेरिनाटा हेल्थ: इस कंपनी को अब इल्लुमिना द्वारा अधिग्रहित कर लिया गया है, यह भ्रूण के लिए गैर इनवेसिव पैतृक परीक्षण प्रदान करता है। संपूर्ण विचार यह है कि प्रतिक्रियात्मक के बजाय स्वास्थ्य सेवा को अधिक पूर्वानुमानित किया जाए
  • मैमोग्राम और कॉलोनोस्कोपी का अंत, प्लस आम तौर पर आक्रामक तकनीक के पास है। मुझे याद है कि जब मेरे पिता ने एंजियोग्राफी की थी, तो यह प्रक्रिया काफी आक्रामक थी, पिछले साल जब मेरी माँ को भी यही प्रक्रिया मिली, तो ट्यूब का इंसर्शन उसकी जांघ के विपरीत उसकी बांह से हुआ था
  • दवा का तेजी से डिजिटलीकरण हो रहा है और डॉक्टर के पास लंबी यात्राओं के लिए आवश्यक कई टेस्ट सस्ती हो रहे हैं (मेरे विचार से बड़े अस्पतालों या डायग्नोस्टिक लैबों के लिए अच्छा नहीं है)। नीचे दिखाई गई यह मशीन 20 मिनट में अधिकांश गले के संक्रमण के लिए परीक्षण कर सकती है और मशीन की लागत $ 200 है

बायोटेक या डिजिटल बायोलॉजी में सभी तकनीकी प्रगति (विशेष रूप से लागतों की गिरावट) के मूल में एक कार्य प्रवाह को डिजिटल बनाने की क्रिया है। शून्य और वे काफी अद्भुत हैं, वास्तव में हमारा मस्तिष्क शून्य और लोगों के साथ-साथ (तंत्रिका विज्ञान अनुभाग में इस पर अधिक) तारांकित है, निम्नलिखित तीन प्रौद्योगिकियों / कंपनियों ने अनुक्रमण और आनुवंशिक इंजीनियरिंग की प्रक्रिया को अपनाया है और इसकी प्रक्रिया में मैप किया है एक डिजिटल ढांचा:

  • आयन टोरेंट सेमी कंडक्टर अनुक्रमण यह हाइपर लिंक मेरे द्वारा देखे गए सबसे अच्छे वीडियो में से एक है (और मैंने अभी सीखा कि कैसे मध्यम में वीडियो पेश करना है!)। यह इस तरह की अंतर्दृष्टि है जो मूर के कानून को सक्षम बनाती है। हम अक्सर मूर के कानून को मान लेते हैं, लेकिन अक्सर यह मानवीय भावना भूल जाते हैं कि ये "अहा" क्षण हैं जो कहते हैं कि "हम डिजिटल कैमरों के लिए कुछ मौलिक का उपयोग क्यों नहीं कर सकते हैं और डीएनए को अनुक्रम करने के लिए एक ही अवधारणा को लागू करते हैं (अनुक्रम का पता लगा रहे हैं) जी, ए, टी और सी) ... "बस वीडियो देखें।
  • अब रोचे द्वारा अधिग्रहित जेनियाचिप, के पास आनुवंशिक जानकारी को सार्वभौमिक रूप से उपलब्ध कराने का एक मिशन है
  • ऑक्सफोर्ड नैनोपोर टेक्नोलॉजीज जैविक विश्लेषण को पोर्टेबल बनाने के लिए यूएसबी स्टिक का बहुत प्रभावी ढंग से उपयोग कर रही है। उनके कार्य प्रवाह की जाँच करें

जबकि ऊपर वर्णित उपकरण ज्यादातर अनुक्रमण से संबंधित हैं, जेनेटिक इंजीनियरिंग की प्रक्रिया सॉफ्टवेयर विकास की तरह अधिक है, यह वह जगह है जहां जीन को कॉपी पेस्ट किया जाता है और मौलिक रूप से नए प्रकार के जीव निकलते हैं। यह एक प्लाज्मिड संपादक जैसा दिखता है (मुझे लगता है कि वे एक बहुत सुंदर / आकर्षक दिख सकते हैं)

चारों ओर खेलने लायक दो जेनेटिक इंजीनियरिंग उपकरण:

  • डीएनए 2.0 अनुसंधान समुदाय के लिए समाधानों का एक एकीकृत पाइपलाइन प्रदान करता है, जिसमें प्रोटीन और वेक्टर इंजीनियरिंग, अभिव्यक्ति वैक्टर, फ्लोरोसेंट और क्रोमोजेनिक प्रोटीन, सेल उपभेदों और अभिकर्मकों के साथ-साथ जीन डिजाइन, अनुकूलन, संश्लेषण और क्लोनिंग जैसे प्लेटफॉर्म शामिल हैं। उनका वीडियो देखें (YOUTUBE पाकिस्तान में खुल रहा है !!!)

जबकि आनुवांशिक इंजीनियरिंग (मोनसेंटो को अक्सर जैव-विविधता को खराब करने वाली बुरी कंपनी के रूप में उद्धृत किया जाता है) के बारे में बहुत सारी चिंताएँ उजागर होती हैं, कुछ विशिष्ट जीनों को बाहर निकालने के लिए एक मामला बनता है (हालाँकि मैं मानता हूँ कि मैं हमारे पारिस्थितिकी तंत्र पर प्रभाव को पूरी तरह से नहीं समझता हूँ। यदि यह होता हैं)

पहले से ही पहला मानव भ्रूण CRISPR द्वारा "संपादित" किया गया है, लेकिन यह खबर प्रकाशित या साझा करने के लिए बहुत विवादास्पद थी।

आखिरी बात जो मैं रेमंड के काम के बारे में साझा करना चाहता हूं, वह सुपर कूल सीखने / साझा अंतरिक्ष कंपनी है जिसे बायो-क्यूरियस कहा जाता है! मैं इस गर्मी में कैलिफोर्निया में इस सुविधा में कुछ समय बिताने की योजना बना रहा हूं

भव्य विचार जीव विज्ञान की डरावनी शर्तों को डी-मिस्टीज करना है और उपकरण को अधिक सुलभ बनाना है। यह विचार मेरे साथ गहराई से प्रतिध्वनित होता है, क्योंकि मेरा यह भी मानना ​​है कि पूंजी आवंटन कुछ का विशेषाधिकार नहीं होना चाहिए, और वास्तव में भीड़ को सोर्स करके बेहतर गुणवत्ता वाले निवेश निर्णय लिए जा सकते हैं। इसके लिए निगमों और उनके नेताओं को अपने व्यामोह और असुरक्षा को दूर करना होगा। हालांकि मुझे लगता है कि एक बड़ी समस्या यह है कि ज्यादातर कारोबारी नेताओं को यह समझ में नहीं आता है कि उनकी कंपनियां कैसे और क्यों मूल्यवान हैं, लेकिन यह एक और समय के लिए चर्चा है।

तो जैव-जिज्ञासु ने आज तक क्या दिया है? माइक्रोकुलस इसका एक बेहतरीन उदाहरण है।

रेमंड द्वारा नवीनतम बात जो मैंने लिखी है, का सबसे संक्षेप में वर्णन किया है।

इस लिंक पर उपलब्ध विस्तृत नोट्स का पूरा सेट