CRISPR получил больше внимания прессы, чем любая другая лабораторная техника на памяти живущих, и почти вся эта пресса была о медицине.
А занятость в основном сосредоточена совсем в другом месте, и разрыв между этими двумя картинами создаёт реальные проблемы в кадровом планировании: люди приходят, ожидая одну область, а находят другую.
Разрыв между заголовками и реальной работой
Провести редактирование гена — это лабораторная процедура. Она не тривиальна, но вполне по силам грамотному молекулярному биологу при должном обучении и практике.
Синтетическая биология — это дисциплина проектирования биологических систем под конкретную задачу: построение генетических цепей, инженерия метаболических путей, создание организмов, производящих целевую молекулу с приемлемой скоростью, — и всё это достаточно предсказуемо, чтобы стать промышленным процессом.
Уметь редактировать геном — это как уметь варить металл. Это необходимо, это требует мастерства, но это не то же самое, что спроектировать конструкцию.
Коммерческий вес — за вторым. В работе Bio Revolution McKinsey Global Institute оценил, что около 60% физических исходных материалов мировой экономики в принципе можно производить биологически, а отдельно — что примерно 45% нынешнего глобального бремени болезней в принципе можно устранить наукой, представимой уже сегодня. Обе цифры — условные утверждения о технической возможности, а не прогнозы, и обе описывают работу, которая является инженерией, а не техникой.
Что входит в это направление
Охват: рекомбинантная ДНК, CRISPR и редактирование генов, генетические цепи и программируемые биологические системы.
Под этим — четыре ключевые компетенции.
Молекулярное конструирование. Проектирование и сборка ДНК-конструкций, клонирование и практическая работа по внедрению спроектированной последовательности в организм с подтверждением того, что она там есть и работает.
Редактирование и модификация. CRISPR и родственные системы, включая то, что редко попадает в заголовки: нецелевые эффекты, эффективность редактирования, доставка и подтверждение того, что произошло на самом деле, а не того, что планировалось.
Проектирование цепей и путей. Заставить биологические компоненты вести себя как единая система. Регуляция, уровни экспрессии, метаболический поток и неудобный факт: биологические детали гораздо менее модульны, чем предполагает инженерная метафора.
Инженерия штаммов. Взять производственный организм и улучшить то, что он производит, с какой скоростью и насколько стабильно в поколениях. Именно здесь сосредоточена основная промышленная занятость.
Что уже рутина, что ещё в испытаниях, а что ни то ни другое
Это различие должно быть в любой честной программе по этой теме, потому что публичная дискуссия его стирает.
Рутинная коммерческая практика. Инженерия микроорганизмов и клеточных линий для производства белков, ферментов и химикатов. В более ранних формах это уже десятилетиями было промышленной практикой, а сейчас стало значительно сложнее. Здесь находится большинство рабочих мест в синтетической биологии.
Одобрено или используется в клинической практике — но узко. Небольшое число генных и клеточных терапий получили одобрение для конкретных показаний. Это реально, это меняет жизнь тех пациентов, но это маленькая область с относительно небольшой занятостью и жёстким регулированием.
В испытаниях или разработке. Гораздо более широкий набор терапевтических применений на разных стадиях, впереди у которых обычный для отрасли отсев.
Ни то ни другое. Более широкие заявления о программируемой биологии, которые кочуют по публикациям об этой сфере. Биологические детали не соединяются так же надёжно, как электронные, контекст меняет поведение, а предсказуемость остаётся главной нерешённой проблемой дисциплины.
Кадровый план, построенный на четвёртой категории, не переживёт первого контакта с лабораторией. План, построенный на первой, стоит на твёрдой почве.
Место направления в домене
«Генная инженерия и синтетическая биология» — шестое из десяти направлений в домене биотехнологий Astra Trainer. Оно опирается на клеточную и молекулярную биологию, биохимию и микробиологию и напрямую питает биопроцессинг и биопроизводство, промышленную биотехнологию, а также сельскохозяйственную и пищевую биотехнологию.
Партнёры, разворачивающие это направление, почти всегда объединяют его с биопроцессингом, потому что сконструированный штамм, который нельзя масштабировать, — это лабораторный результат, а не продукт. Треки идут от основ к прикладной работе и выстраиваются вместе с учёными партнёра. Посмотреть все десять направлений можно здесь.
Цикл «спроектировать — собрать — протестировать — сделать выводы» как структура занятости
Отрасль организует свою работу как замкнутый цикл, и этот цикл аккуратно ложится на группы профессий, что делает его удобным инструментом для кадрового планирования.
Проектирование. Решить, что строить. Проектирование путей, проектирование конструкций — всё более вычислительное занятие. Небольшая численность, высокая квалификация.
Сборка. Построение ДНК и её внедрение в организм. Автоматизация вывела этот этап на промышленный масштаб, превратив его в операцию с высокой пропускной способностью — со своими проблемами оборудования, планирования и качества.
Тестирование. Измерение того, что конструкция сделала на самом деле. Аналитический, высокообъёмный этап, который чаще всего и ограничивает скорость цикла.
Выводы. Осмысление результатов и решение о следующем раунде. Анализ данных, требующий биологической экспертизы.
Два следствия для кадровой политики.
Этапы сборки и тестирования сегодня в основном про автоматизацию, пропускную способность и надёжность, а значит, люди, которые хорошо ими управляют, ближе к производству и лабораторной автоматизации, чем к исследованиям. Организации, укомплектовывающие эти этапы научными сотрудниками, получают дорогих, недозагруженных людей и медленный цикл.
Скорость цикла — это конкурентная переменная. Компания, проходящая цикл вдвое быстрее, улучшается вдвое быстрее, а скорость цикла ограничена тем этапом, где хуже всего с кадрами.
Роли по именам
Инженеры по штаммам и метаболической инженерии. Улучшают производственные организмы. Самая многочисленная промышленная группа.
Молекулярные биологи на конструкторских ролях. Строят и валидируют конструкции в больших объёмах.
Учёные и инженеры по лабораторной автоматизации. Управляют робототехникой, которая делает возможными высокопроизводительную сборку и тестирование. По-настоящему дефицитная роль, на которую выпускники-биологи почти никогда не претендуют.
Учёные-аналитики. Измеряют, что произвёл сконструированный организм, — эта работа замыкается на направление биохимии.
Учёные по разработке клеточных линий. В сфере биопрепаратов конструируют и отбирают линии клеток млекопитающих, производящие терапевтические белки.
Технологи генной и клеточной терапии. Небольшая, регулируемая и узкоспециализированная роль.
Кого можно переобучить
Молекулярные биологи. Очевидный резерв. Уже владеют техникой, не хватает проектного и системного мышления, а также промышленного подхода к пропускной способности и воспроизводимости.
Специалисты по лабораторной автоматизации и робототехнике. Из любой отрасли. Понимают приборы, планирование, пропускную способность и надёжность, не хватает биологии. Недооценённое направление переобучения, которое закрывает как раз тот этап, что чаще всего становится узким местом цикла.
Аналитики данных. Этапу «выводы» нужны люди, которым комфортно работать с большими объёмами экспериментальных данных. Естественно сочетается с направлением биоинформатики.
Специалисты по ферментации и технологическим процессам. Приносят реальный опыт масштабирования, которого часто не хватает лабораторным проектировщикам. Добавив им проектные компетенции, получаешь людей, способных спроектировать штамм, который реально можно произвести.
Химики. Особенно ценны в работе с метаболическими путями, где мышление по сути химическое.
Регулирование — часть самой работы, а не надстройка над ней. Работа с генетически модифицированными организмами регулируется уровнями биозащиты, институциональным одобрением по биобезопасности и во многих юрисдикциях — требованиями уведомления или лицензирования. Выпуск в окружающую среду, клиническое применение и использование в сельском хозяйстве подпадают под собственные регуляторные режимы. Обучение даёт научную компетентность и понимание того, где проходят эти границы. Оно не даёт разрешения на работу по биобезопасности, институционального одобрения или какого-либо регуляторного допуска, а в этой области это не формальности.
Что важно запомнить
Редактирование — это техника, а синтетическая биология — инженерная дисциплина вокруг неё. Рабочие места — во втором.
Промышленная инженерия штаммов — рутинная коммерческая практика, и именно там сосредоточена основная занятость. Терапевтическое редактирование генов реально, но узко и жёстко регулируется, а их смешение искажает кадровые планы.
Цикл «спроектировать — собрать — протестировать — сделать выводы» ложится на четыре группы профессий, а этапы сборки и тестирования — это задачи автоматизации и пропускной способности, которые не стоит закрывать научными сотрудниками.
Специалисты по лабораторной автоматизации — самый недооценённый резерв для переобучения, и они закрывают как раз тот этап, что обычно ограничивает скорость цикла.
А биологические детали менее модульны, чем предполагает инженерная метафора. Программа, которая учит этой метафоре без оговорки, выпускает людей, которых удивляет их первый реальный проект.
Синтетическая биология — это то же самое, что редактирование генов?
Нет. Редактирование генов — лабораторная техника. Синтетическая биология — инженерная дисциплина проектирования биологических систем под конкретную задачу, и именно там сосредоточена занятость.
Где находится большинство рабочих мест в синтетической биологии?
В промышленной инженерии штаммов и метаболических путей — при производстве белков, ферментов и химикатов. Терапевтическое редактирование генов даёт сравнительно мало рабочих мест при жёстком регулировании.
Что ограничивает скорость улучшений в компании?
Скорость цикла «спроектировать — собрать — протестировать — сделать выводы», а её ограничивает тот этап, где хуже всего с кадрами. Сборка и тестирование — обычно задачи автоматизации и пропускной способности, а не исследовательские задачи.
Кого можно переобучить на эти роли?
Молекулярным биологам не хватает проектного и системного мышления. Специалистам по лабораторной автоматизации не хватает биологии, и это самый недооценённый резерв. Аналитики данных подходят для этапа «выводы», а специалисты по ферментации приносят реальный опыт масштабирования, которого часто не хватает лабораторным проектировщикам.
Какое место это направление занимает в домене?
Шестое из десяти направлений в домене биотехнологий Astra Trainer, почти всегда разворачивается вместе с биопроцессингом. Посмотреть все направления можно здесь.