ICHStellen Sie sich eine Welt vor, in der alles von Kunststoff bis Beton aus Biomasse hergestellt wird. Personalisierte Zell- und Gentherapien verhindern Pandemien und behandeln bisher unheilbare genetische Erkrankungen. Fleisch stammt aus Laboranbau; Nährstoffreiche Körner sind klimabeständig. So könnte die Zukunft in den kommenden Jahren aussehen.

Die nächste große bahnbrechende Revolution findet in der Biologie statt. Dadurch können wir Krankheiten wirksamer bekämpfen, den Planeten ernähren, Energie erzeugen und Kohlenstoff binden. Wir stehen bereits an der Schwelle zu diesen Möglichkeiten. Im vergangenen Jahr gab es einige wichtige Meilensteine: Die USA genehmigten erstmals die Produktion und den Verkauf von Fleisch aus Laboranbau; Die KI von google DeepMind vorhergesagt Strukturen aus über 2 Millionen neuen Materialien, die potenziell für Chips und Batterien verwendet werden können; Casgevy war die erste zugelassene kommerzielle Gen-Editing-Behandlung mit CRISPR. Wenn ich heute ein junger Mensch wäre, wäre Biologie wirklich eines der faszinierendsten Studienfächer.

Wie die digitale Revolution wird auch die Biotech-Revolution die amerikanische Wirtschaft, wie wir sie kennen, verändern – und sie kommt schneller als erwartet, angetrieben durch KI. Die jüngsten Fortschritte in der Biotechnologie eröffnen uns die Möglichkeit, die Biologie genauso zu programmieren, wie wir Computer programmieren. So wie chatgpt von OpenAI die menschliche Spracheingabe trainiert, um neuen Text zu erstellen, könnten auf biologischen Sequenzen trainierte KI-Modelle neuartige Proteine ​​entwerfen, das Krebswachstum vorhersagen und andere nützliche Verbrauchsmaterialien herstellen. Künftig wird KI uns dabei helfen können, Millionen theoretischer und tatsächlicher biologischer Experimente durchzuführen und die Ergebnisse ohne mühsames Ausprobieren genauer vorherzusagen – was die Zahl neuer Entdeckungen enorm beschleunigt.

Wir stehen jetzt am Rande eines „ChatGPT-Momentes“ in der Biologie, mit bedeutenden technologischen Innovationen und einer breiten Akzeptanz am Horizont. Aber wie bereit ist Amerika, alles Nötige zu tun, um es in die Tat umzusetzen? Ich freue mich unglaublich über diesen bevorstehenden Durchbruch, aber es ist von größter Bedeutung, sicherzustellen, dass er an unseren Küsten geschieht. Deshalb bin ich Mitglied der Nationalen Sicherheitskommission für aufstrebende Biotechnologie. Wie die Kommission kürzlich in ihrem jüngsten Zwischenbericht schrieb: „Eine anhaltende Führungsrolle der USA in der Biotechnologieentwicklung ist nicht garantiert.“

Amerika war in der Vergangenheit der Vorreiter in einer aufstrebenden Industrie, bevor es seine Führungsrolle verlor, indem es seine Produktion in andere Teile der Welt auslagerte. Dieses Muster wiederholt sich in High-Tech-Sektoren wie Personenkraftwagen, Unterhaltungselektronik, Solarpaneelen und vor allem Halbleitern. Um denselben Fehler zu vermeiden, ist es von entscheidender Bedeutung, dass wir im In- und Ausland eine zuverlässige Lieferkette sicherstellen, die alles von der Rohstoffgewinnung bis zur Datenspeicherung abdeckt, während wir gleichzeitig die erforderliche Talentpipeline aufbauen. Sich bei Schlüsselkomponenten der Biotechnologie auf andere Länder zu verlassen, birgt enorme wirtschaftliche und nationale Sicherheitsrisiken. Wenn wir beispielsweise unsere genetischen Informationen in den Händen unserer Gegner lassen, könnte dies ihnen möglicherweise bei der Entwicklung einer Biowaffe helfen, die auf ein bestimmtes genetisches Profil abzielt. Die jüngste Durchführungsverordnung von Präsident Biden zielt darauf ab, den Verkauf solch sensibler personenbezogener Daten an China und andere gegnerische Länder zu verhindern.

Eine Investition sowohl in das Humankapital als auch in die physische Infrastruktur wird für die weitere Führung der USA in der Biotechnologie von entscheidender Bedeutung sein. Solche Investitionen müssen nicht nur von der Regierung kommen, sondern sollten auch Anreize bieten, mehr private Finanzierung anzuregen, wie es der CHIPS- und Science Act tat. Man kann gar nicht genug betonen, wie wichtig die Bioökonomie für das US-Wachstum in den nächsten fünfzig Jahren sein wird. Derzeit erwirtschaftet die Bioökonomie mindestens 5 % des US-BIP; im Vergleich dazu machen Halbleiter nur etwa 1 % des US-BIP aus. Nach bestimmten Maßstäben könnten 60 % des physischen Inputs für die Weltwirtschaft durch biologische Prozesse erzeugt werden – das Potenzial der Biologie für die Bewältigung einiger der größten Herausforderungen der Menschheit, einschließlich des Klimawandels, ist enorm.

Da KI unsere Fähigkeit, die Biologie zu konstruieren, steigert, brauchen wir Leitplanken. Während es leicht ist, Weltuntergangsszenarien heraufzubeschwören, in denen einsame Amateure von zu Hause aus eine Biowaffe von Grund auf bauen, haben Studien von Rand Corporation und OpenAI argumentiert, dass aktuelle große Sprachmodelle wie ChatGPT das Risiko der Entstehung einer biologischen Bedrohung nicht wesentlich erhöhen. da sie keine neuen Informationen bereitstellen, die über das hinausgehen, was bereits im Internet verfügbar ist. Und es ist auch wichtig zu bedenken, dass nur weil ein KI-Modell neuartige Krankheitserreger entwickeln kann, die Benutzer nicht über die sichere Nasslabor-Infrastruktur und die Ressourcen verfügen, um sie zu entwickeln.

Dennoch entwickelt sich die Biorisikolandschaft ständig weiter, da die Zugänglichkeit und Benutzerfreundlichkeit von KI-Tools verbessert wird. Bald könnten komplexere Basismodelle böswilligen Akteuren mehr Daten, wissenschaftliches Fachwissen und Fähigkeiten zur Fehlersuche bei Experimenten bieten und dabei helfen, mögliche biologische Wirkstoffe vorzuschlagen und ihnen dabei zu helfen, biologische Teile bei einer Vielzahl von Lieferanten zu bestellen, um Screening-Protokolle zu umgehen.

Organisationen wie die Federation of American Scientists und die Nuclear Threat Initiative haben für aktuelle DNA-Sequenz-Screening-Methoden und die Bewertung der biologischen Fähigkeiten von KI-Tools ein strukturiertes Red-Teaming empfohlen – die aktive Suche nach Schwachstellen, um unsere Biosicherheitsinfrastruktur präventiv zu sichern. Mehr als 90 Wissenschaftler haben gerade einen Aufruf unterzeichnet, um sicherzustellen, dass sich die KI im Bereich des Proteindesigns verantwortungsvoll entwickelt. Wir benötigen sowohl Standards für die Entwicklung als auch Anforderungen für die Umsetzung von Risikobewertungen sowie die Zusammenarbeit zwischen dem öffentlichen und dem privaten Sektor, um eine robuste Testökonomie zu schaffen.

Mittlerweile haben die meisten von uns wahrscheinlich ein mit Biotechnologie hergestelltes Produkt gegessen, sich damit behandeln lassen oder es getragen. Bald wird die Technologie jede Branche revolutionieren und unser normales Leben grundlegend verändern: Neue Fruchtbarkeitsbehandlungen werden die Elternschaft verändern; Eine zelluläre Neuprogrammierung könnte beginnen, den Alterungsprozess umzukehren. Biocomputing wird die Computer von morgen antreiben. Da wir als Land am Rande dieser Innovationen stehen, haben wir die einzigartige Chance, die Entwicklung der Biotechnologie voranzutreiben, ihre immensen Vorteile zu erkennen und die Normen für verantwortungsvolle Innovation zu gestalten – bevor andere Länder voraneilen.