Indibiome-是一种新的黑色(非常时尚)-这是英文文章的名称(
链接到Habr ),这是我自己的文字的翻译。
就像电子和计算机行业一样,处于时尚鼎盛时期的土著微生物,微生物设计机构将能够满足医疗保健,农业,食品生产,工业等领域的需求。
在我之前的俄语文章中讨论了Indibiome(
链接 )。 土著生物组是一种根源微生物组,起源于术语“土著人民”,该术语在下文中的含义是“固有于特定环境中,经过本地化和优化以实现可持续生存”。
微生物一直存在,然而,仅在最近十年中,允许有效进行微生物处理的技术以及各种微生物群落上积累的遗传和实验数据就达到了要求的水平。 以下是我对跨学科“土著生物发展局”的看法,对于您在评论中的反馈,我将感到高兴。
根据需要开发计算机和电子应用程序:首先提出问题,然后将最新,最经济的材料,元素,软件库和现有设备结合起来开发解决方案。 在微生物世界中,一切仍然基本上有不同的工作方式:有人发现了出色的微生物特性(一种可以在较高温度下工作的酶,能够驱除其他有害微生物的能力等),然后尝试创建具有此特性的应用程序。 从因果关系的角度来看,我们首先观察效果,然后尝试在任何可能的应用程序中操纵原因(微生物)。 这提供了以微生物为主要成分的解决方案,而技术的总和很少,这与以新的外形尺寸生产微电路相同,但没有合适的主板或软件开发人员来发挥其全部潜能。
在本文的背景下,关于微生物和微生物组之间差异的一个小主意,微生物组是一组处于稳定平衡状态的不同微生物,这受到微生物相互作用的支持。 我们已经足够好地研究了单个微生物,其中许多包含在十亿美元的技术中,但是由于许多相互作用引起的复杂性,对微生物组的理解还远远不够完整。 从应用的角度来看,我们通常将微生物用于生产:可生物降解的物质,药物(例如,胰岛素),食品和酒精的发酵等。有时,它们是医药和生物技术新分子的来源。 主要考虑微生物群(细菌群落)及其所占据的生态位-肠道微生物群和肠道,皮肤微生物群和皮肤,湖泊微生物群和湖泊。 当我们尝试影响微生物组时,我们专注于对小生境有用的解决方案,换句话说,一般的方法是通过添加,改进,操作微生物群来解决小生境问题。 选择微生物组构型的一个很好的线索可能是一个众所周知的利基微生物组-例如,土著生物组,阴道护理领域的许多品牌都从最近对阴道微生物组的研究中汲取了灵感(
链接到Habré上的文章)。
卫生保健方面已迈出了第一步,因为肠道微生物组和肠道显然是人类健康的基本组成部分,其他领域则是土壤和皮肤,因此只要使用开放式系统都将是有益的。 此外,您可能对建筑物,汽车,衣服,宠物的土著生物感兴趣。 只要这可以解决问题,例如,使用工厂建筑物的靛蓝菌素确保食品生产的安全性,或使用场所的靛蓝菌素来防止医院中的医院感染,或降低对宠物的过敏程度。
只有采用多学科方法才能了解微生物组的复杂性。 一旦选择了与利基相关的问题:生物信息学和文学搜索将缩小研究范围,分子生物学将用于实验室测试和操作,最后可以使用工程系统对原始的利基进行建模(其中,由于传感器的能力,可以将模型数字化见项目
SHIME和M-SHIME-ProDigest-肠道模拟器),最后,必须使用材料科学的方法将微生物组运送到该部位。 通过这种方法,甚至可以形成局部的微生物组。
所有上述事实使我们想到了微生物组设计局的概念。 工业设计和原型设计服务已经开始起作用:一个人提出了填充和电子项目,该公司开发了平板电脑,设计和3D打印设备的外壳,构建了原型并生产内部操作软件或将其连接到云。 但这一切都始于需要解决的问题,以及有关如何解决的想法。 到2020年末,微生物技术已不再是火箭科学,细菌生长和克隆以及所有人购买微芯片和数据处理都将向所有人提供。 任何解决方案都可以在几个月内进行测试。
目前,技术驱动力是学术机构,主要是作为与机构主要项目中的科学家一起的附带项目而产生附带利益。 当科研团队考虑应用发现的结果并积极前进时,通常会发生这种情况。 附带利益在光子学(
例如 )等领域是司空见惯的,研究是在应用中进行的,这种做法对微生物世界来说是新的。 潜在地,微生物学领域的学术成就包含对现有问题的各种解决方案。
虽然解决方案的核心将来自微生物组领域,但“解决方案的包装”却更加令人兴奋。 可以使用以下突破性技术来获得最终决策的其他部分:
可生物降解的材料-经常用作药物连续输送的手段,可以设计仅用于某些细菌选择性降解的材料,因此,整个溶液都可以用作治疗剂
微流体技术-芯片实验室,使用细菌作为微格式传感器或传感器的解决方案
数据科学-例如用于土壤改良策略的农业数字地图和土壤微生物组。 例如,我们使用
infotanka制作了抗生素耐药性原型图(
链接 )
生物信息学-可能会从已知基因组的细菌中产生新的微生物组-从而提供全新的代谢链
发酵技术-发酵过程可以将不可食用的食物转化为营养和功能性食品
核心专业知识
该局的主要专业知识是微生物学应用,即了解已经使用微生物制剂的各个行业的技术管道。 这将使团队避免基于一个领域的方法(即仅在医学或石油生产领域),而将成功的想法应用于各个方向。
跨部门团队应具有工程学水平,而不是诺贝尔奖获得者,这一点很重要。 团队的专业精神应包括:微生物培养,发酵,有机化学,可生物降解的材料,医疗设备,土壤微生物组等。
虽然主要的专业知识中心将寻找初始解决方案,但业务开发人员应该能够评估成本和市场价值,并随着试点项目的完成而不断提高准确性。
在产品概念的早期阶段,应使用市场营销和IP专业人员作为顾问。
在这样一个局中,任何新的解决方案在全新的市场上都不会是一片蓝海,但它将进入非微生物解决方案市场并显示出更高的效率。 此外,微生物组合物中所含的稳定性应可用来征服市场:
作为微生物组护肤霜,它不仅可以提供营养,而且还可以创建一种新型的自给自足的皮肤微生物组,直至不需要最初的乳霜为止。 市场的一个新想法是,您不必一生都卖给我很多产品,您可以创建一个需要不时维护的可持续系统。 微生物系统会在您的皮肤或花园中重现,使您可以放弃工厂来生产化学品,仓库和汽油发动机的车辆。
寻找解决方案的有希望的市场是:皮肤护理,阴道菌群,房间清洁(家庭和工业),发酵食品。 在此领域,团队应了解微生物和非微生物解决方案的水平以及未满足的需求。
首先,最好不要使用医学微生物组,尤其是在肠道区域,因为该领域竞争异常激烈,受到严格监管,包括昂贵的人体试验,并显示出最长的上市时间。 唯一的例外是使用临床实践中已使用的微生物和已经测试过的给药形式的组合,也就是说,已批准技术的组合已接近市场。 卫生,食品和化妆品等医疗用品外围市场非常有利可图,并且已经存在诸如可持续性,环境友好,精益生产和消费等趋势。
这个市场上的产品可能会产生有趣的医疗效果:房间清洁剂可以改善空气质量,或者护肤霜可以帮助治疗皮肤疾病,这些属性应在产品成熟后进行临床测试,当然,我们希望它们基于创造稳定的微生物环境。
在通过分析中心探索上述市场之后,首要目标是提供微生物解决方案。 最初,该决定可以基于自然界中可以发现或在实验室中测试过的假设微生物特性。 例如,在此阶段,用于传递微生物的其他技术可以创建竞争对手所缺乏的特性。 有趣的是,知识产权可以是微生物和互补技术的精确交集。 此外,得益于主席团的经验,它能够在不同的项目中实施类似的解决方案-这是主席团的价值-开发微生物应用框架。
在讨论解决方案时,科学咨询委员会(SAB)和其他科学家将是下一站火车。 使用有关技术发展的媒体材料,细菌基因组数据和网络数据,应对任何新项目的解决方案进行讨论,批评和调整。 因此,有机会在讨论项目的过程中让专家就特定的问题进行讨论-这将带来令人难以置信的营销价值,显而易见的是完全透明的开发方法。
下一步是实验室测试。 该局最好拥有自己的微生物实验室,但是第一步可以通过分包或在大城市里的合作实验室中完全完成。 实验室测试阶段的结果是对属性的确认和初步检查,理想地确认了发明产品在实验室条件下可以正常工作,应转移到实验室之外的测试的试验阶段。
您需要开始什么
需要一支能够进行初步工作的团队。 该工作将包括对不同市场和解决方案的技术和市场分析的描述。 可以分析市场营销,快速消费品市场,医疗器械,营养补给品的3-4人必须决定在拟议领域中如何可行的项目。
技术转让,以客户为中心和持续的反馈
在创建微生物产品时,团队应监视可以购买该技术的潜在公司客户,同时与产品的最终用户保持密切联系,并监视焦点小组的反应。 下一部分是测试,对于某些产品,需要进行临床试验(例如,功能性食品和化妆品),但是对于更简单的产品,可以在该局的实验室中完成,并且可以将其有效性与市场上现有的非微生物方法进行比较。
产品原型,设计,生产经济学,市场营销和销售计划,知识产权保护计划,测试结果-所有这些都是该局的最后阶段。 该产品可以发送到市场。 理想情况下,出售许可证,您可以出售整个技术或与公司合作伙伴或VC一起开发。
市场与解决方案
阴道健康
问题:无效的益生菌递送
解决方案:可生物降解的益生菌输送系统
口腔护理
问题:印刷的护齿和牙龈健康
解决方案:带有益生菌的帽子选项卡,(3D微笑可以成为很好的伴侣)
皮肤保养
问题:面霜效果不稳定
解决方案:带有新的皮肤微生物组的面霜(SPLAT可以成为很好的合作伙伴)
营养学
问题:食物中缺乏膳食纤维
解决方案:专为微生物组设计的小吃店(BITE可以成为很好的合作伙伴)
房间清洁
问题:医院感染
解决方案:益生菌清洁成分可提供持久保护(PIP已经做到了)
解决方案2:专有的益生菌流体反应器