Il CRISPR ha avuto più copertura mediatica di qualsiasi tecnica di laboratorio a memoria d'uomo, e la copertura ha riguardato la medicina.
L'occupazione è per lo più altrove, e il divario tra le due cose causa problemi reali nella pianificazione della forza lavoro, perché le persone arrivano aspettandosi un campo e ne trovano un altro.
Il divario tra il titolo e il lavoro
Eseguire un editing genico è una procedura di laboratorio. Non è banale ed è ben alla portata di un biologo molecolare competente con formazione e pratica.
La biologia sintetica è la disciplina di progettare sistemi biologici perché facciano qualcosa di specificato: costruire circuiti genetici, ingegnerizzare vie metaboliche, costruire organismi che producono una molecola target a un ritmo economicamente valido, e fare tutto questo in modo abbastanza prevedibile da essere un processo industriale.
Saper modificare un genoma è come saper saldare. È necessario, è specialistico, e non è la stessa cosa che progettare la struttura.
Il peso commerciale sta con la seconda. Il lavoro Bio Revolution del McKinsey Global Institute ha stimato che circa il 60 percento degli input fisici dell'economia globale potrebbe, in linea di principio, essere prodotto per via biologica, e separatamente che circa il 45 percento dell'attuale carico globale di malattia potrebbe essere affrontato con scienza già concepibile oggi. Entrambi i numeri sono affermazioni condizionali sulla possibilità tecnica, non previsioni, ed entrambi descrivono lavoro che è ingegneria, non tecnica.
Cosa copre questa direzione
L'ambito: DNA ricombinante, CRISPR ed editing genico, circuiti genetici e sistemi biologici programmabili.
Quattro competenze sottostanti.
Costruzione molecolare. Progettare e assemblare costrutti di DNA, clonazione, e il lavoro pratico di portare una sequenza progettata dentro un organismo e confermare che sia presente e funzionante.
Editing e modifica. CRISPR e sistemi correlati, incluse le parti raramente nei titoli: effetti fuori bersaglio, efficienza dell'editing, delivery e conferma di cosa sia davvero successo invece di ciò che si voleva.
Progettazione di circuiti e vie metaboliche. Far comportare i componenti biologici come un sistema. Regolazione, livelli di espressione, flusso metabolico, e il fatto scomodo che i componenti biologici sono molto meno modulari di quanto suggerisca la metafora ingegneristica.
Ingegneria dei ceppi. Prendere un organismo di produzione e migliorare cosa produce, quanto in fretta e con quanta stabilità nel corso delle generazioni. È qui che si trova la maggior parte dell'occupazione industriale.
Cosa è routine, cosa è in sperimentazione, cosa non è né l'uno né l'altro
Questa distinzione appartiene a qualsiasi programma onesto in questo campo, perché il dibattito pubblico la appiattisce.
Prassi commerciale di routine. Ingegnerizzare microbi e linee cellulari per produrre proteine, enzimi e sostanze chimiche. È industriale da decenni nelle sue forme precedenti ed è oggi molto più sofisticata. La maggior parte dei lavori in biologia sintetica sta qui.
Approvato o in uso clinico avanzato, in ambiti ristretti. Un numero ridotto di terapie geniche e cellulari ha raggiunto l'approvazione per indicazioni specifiche. È reale, è trasformativo per quei pazienti, ed è un campo piccolo che impiega relativamente poche persone sotto forte regolamentazione.
In sperimentazione o sviluppo. Un insieme molto più ampio di applicazioni terapeutiche in varie fasi, con la solita elevata percentuale di abbandono davanti a sé.
Né routine né vicino. Le affermazioni più ampie sulla biologia programmabile che circolano nella copertura del campo. I componenti biologici non si compongono in modo affidabile come quelli elettronici, il contesto cambia il comportamento, e la prevedibilità resta il problema irrisolto centrale della disciplina.
Un piano di forza lavoro costruito sulla quarta categoria non sopravvive al contatto con un laboratorio. Uno costruito sulla prima è su terreno solido.
Dove si colloca in questo dominio
L'ingegneria genetica e la biologia sintetica sono la sesta delle dieci direzioni del dominio biotecnologia di Astra Trainer. Poggia su biologia cellulare e molecolare, biochimica e microbiologia, e alimenta direttamente bioprocessistica e biomanifattura, biotecnologia industriale, e biotecnologia agricola e alimentare.
I partner che pianificano questa direzione quasi sempre pianificano anche la bioprocessistica insieme, perché un ceppo ingegnerizzato che non si può scalare è un risultato di laboratorio, non un prodotto. I percorsi vanno dai fondamentali al lavoro applicato e sono sequenziati con gli scienziati del partner. Qui trovi le dieci direzioni.
Il ciclo progetta-costruisci-testa-impara come struttura occupazionale
Il campo organizza il proprio lavoro come un ciclo, e il ciclo si mappa in modo pulito sulle famiglie di ruoli, il che lo rende utile per la pianificazione della forza lavoro.
Progettare. Decidere cosa costruire. Progettazione di vie metaboliche, progettazione di costrutti, sempre più computazionale. Organico ridotto, competenza alta.
Costruire. Costruire il DNA e portarlo dentro l'organismo. L'automazione ha reso questo passaggio industriale per scala, il che lo trasforma in un'operazione di throughput con problemi di attrezzatura, pianificazione e qualità.
Testare. Misurare cosa ha fatto davvero il costrutto. Analitico, ad alto volume, e il passaggio che più spesso limita il ritmo del ciclo.
Imparare. Dare senso ai risultati e decidere il round successivo. Analisi dei dati unita al giudizio biologico.
Due conseguenze per l'organico.
I passaggi di costruzione e test riguardano ormai soprattutto automazione, throughput e affidabilità, il che significa che chi li gestisce bene è più vicino alla manifattura e all'automazione di laboratorio che alla ricerca. Le organizzazioni che li coprono con ricercatori ottengono persone costose e sottoutilizzate e un ciclo lento.
Il ritmo del ciclo è la variabile competitiva. Un'azienda che completa il ciclo il doppio più in fretta migliora il doppio più in fretta, e il ritmo del ciclo è limitato dal passaggio peggio coperto.
I ruoli, nel dettaglio
Ingegneri di ceppi e di metabolismo. Migliorano gli organismi di produzione. La popolazione industriale più numerosa.
Biologi molecolari in ruoli di costruzione. Costruiscono e validano costrutti in volume.
Scienziati e ingegneri di automazione di laboratorio. Gestiscono la robotica che rende possibili costruzione e test ad alto throughput. Un ruolo genuinamente scarso, che i laureati in biologia raramente puntano.
Scienziati analitici. Misurano cosa ha prodotto l'organismo ingegnerizzato, il che si ricollega alla direzione della biochimica.
Scienziati di sviluppo di linee cellulari. Nei biologici, ingegnerizzano e selezionano le linee cellulari di mammifero che producono proteine terapeutiche.
Scienziati di processo per terapie geniche e cellulari. Piccolo, regolamentato, specializzato.
Chi può essere riqualificato
Biologi molecolari. Il bacino ovvio. Hanno già la tecnica e serve loro il pensiero di progettazione e sistemi, più la mentalità industriale su throughput e riproducibilità.
Personale di automazione e robotica di laboratorio. Da qualsiasi industria. Capiscono strumentazione, pianificazione, throughput e affidabilità, e serve loro la biologia. È una conversione sottoutilizzata e punta esattamente sul passaggio che più spesso strozza il ciclo.
Analisti di dati. Il passaggio "imparare" ha bisogno di persone a proprio agio con dati sperimentali in volume. Si abbina naturalmente alla direzione della bioinformatica.
Personale di fermentazione e di processo. Portano la realtà dello scale-up che spesso manca ai progettisti formati solo in laboratorio, e aggiungere loro capacità di progettazione produce persone che progettano ceppi effettivamente producibili.
Chimici. Particolarmente per il lavoro sulle vie metaboliche, dove il ragionamento è chimico.
La governance è parte del ruolo, non un livello aggiunto. Il lavoro con organismi geneticamente modificati è governato da livelli di contenimento, approvazione di biosicurezza istituzionale e, in molte giurisdizioni, requisiti di notifica o licenza. Rilascio ambientale, applicazione clinica e uso agricolo hanno ciascuno un proprio regime normativo. La formazione costruisce la capacità scientifica e la consapevolezza di dove si trovano questi confini. Non costituisce autorizzazione alla biosicurezza, approvazione istituzionale o alcun permesso normativo, e in questo campo non sono formalità amministrative.
Cosa portarsi a casa
L'editing è una tecnica e la biologia sintetica è la disciplina ingegneristica attorno ad essa. I lavori stanno nella seconda.
L'ingegneria industriale dei ceppi è prassi commerciale di routine ed è dove si trova la maggior parte dell'occupazione. L'editing genico terapeutico è reale, ristretto e pesantemente regolamentato, e confondere le due cose distorce i piani di forza lavoro.
Il ciclo progetta-costruisci-testa-impara si mappa su quattro famiglie di ruoli, e i passaggi costruzione e test sono problemi di automazione e throughput che non andrebbero coperti con ricercatori.
Il personale di automazione di laboratorio è la conversione più sottoutilizzata disponibile e punta sul passaggio che di solito limita il ritmo del ciclo.
E i componenti biologici sono meno modulari di quanto implichi la metafora ingegneristica. Un programma che insegna la metafora senza l'avvertenza produce persone sorprese dal loro primo progetto vero.
La biologia sintetica è la stessa cosa dell'editing genico?
No. L'editing genico è una tecnica di laboratorio. La biologia sintetica è la disciplina ingegneristica di progettare sistemi biologici perché facciano qualcosa di specificato, ed è lì che si trova l'occupazione.
Dove sono la maggior parte dei lavori in biologia sintetica?
Nell'ingegneria industriale di ceppi e metabolismo, per produrre proteine, enzimi e sostanze chimiche. L'editing genico terapeutico impiega relativamente poche persone sotto forte regolamentazione.
Cosa limita quanto in fretta migliora un'azienda?
Il ritmo del ciclo progetta-costruisci-testa-impara, limitato dal passaggio peggio coperto. Costruzione e test sono di solito problemi di automazione e throughput più che di ricerca.
Chi può essere formato per questo?
I biologi molecolari hanno bisogno del livello di progettazione e sistemi. Il personale di automazione di laboratorio ha bisogno della biologia ed è il bacino più sottoutilizzato. Gli analisti di dati si adattano al passaggio "imparare", e il personale di fermentazione porta la realtà dello scale-up che spesso manca ai progettisti da laboratorio.
Dove si colloca nel dominio?
Sesta delle dieci direzioni del dominio biotecnologia di Astra Trainer, quasi sempre pianificata insieme alla bioprocessistica. Qui trovi le dieci direzioni.