编者按
生物技术革命的序幕已经拉开，生物技术不再只停留在制药层面，几乎所有经济活动都会受到生物技术革命的影响。合成生物学也在全球议程中发挥重大作用。美国合成生物学企业Ginkgo Bioworks的政策和伙伴关系总监瑞安·莫哈德（Ryan Morhard）近日撰文，分析了美国将如何确保其在合成生物学领域的领导地位。文章内容如下：
瑞安·莫哈德，美国合成生物学企业Ginkgo Bioworks的政策和伙伴关系总监。他曾在世界经济论坛和美国政府中任职，负责生物安全创新和全球卫生安全等事务
2022年9月14日，白宫举办“国家生物技术和生物制造计划峰会”，美国政府中负责安全、经济和科技的高级官员均参加了会议。峰会颁布的战略承认了“编程生物学”的能力，并承诺发展国内生物经济，加强与生物技术相关的国防工业基础，包括利用生物学为国防供应链制造产品。美国国家安全顾问杰克·沙利文（Jake Sullivan）也宣布，预计生物技术在未来十年的地缘政治竞争中将发挥重大作用。
生物技术也出现在近期通过的《芯片与科学法案》中，该法案旨在提高美国制造业竞争力，包括加强生物经济。美国也将启动新的国家新兴生物技术安全委员会（National Security Commission on Emerging Biotechnology），旨在帮助推动和保证美国生物技术、生物制造和相关技术的发展，以满足美国国家安全和国防需求。
生物技术是美国议程的重点。因此，了解编程微生物的基础知识、可编程生物学的地缘政治影响以及美国生物技术焦点带来的政策机会很重要。
编程细胞的能力改变了制造业
地球上的每件生物都由细胞组成，和计算机由二进制代码驱动类似，这些细胞在即脱氧核糖核酸（DNA）代码上运行。根据DNA的顺序，微生物可以为食品、农业、制药或化学产品提供关键投入。编程生物学就是设计细胞内的遗传代码，以实现特定的功能，类似于手机上的应用程序。手机上的应用程序是由程序员写的代码组成，同理，合成生物学家在细胞中写入新的程序。细胞编程的进步将影响所有生产实体产品的行业。
根据麦肯锡全球研究所的分析，编程细胞可用于全球经济实体投入的60%。传统上使用工业流程制造的大部分东西，如塑料、燃料和药品，以后都可以使用生物制造和合成生物学来制造。
生物技术不再局限于制药
几乎所有经济都会受到生物技术革命的影响。事实上，专家们预计，生物技术在农业和食品、消费品和服务以及材料和能源生产等领域应用的经济产出将很快超过人类健康带来的经济影响。生物技术传统上与制药业联系最为密切，主要是因为使用生物技术的研究和开发成本过高。现在，生物技术的低成本、自动化、小型化和科学化，正在改善并为细胞编程开辟新的可能。
此外，随着细胞编程技术的扩展，它也变得更容易获得。DNA提供了一个共同的代码，由生物技术的所有应用共享，从而出现了共享平台和服务。在现代生物经济中，公司可以将先进的生物技术研发工作外包，腾出资源专注于自己的产品和服务。就像数字革命改变了人们在信息经济中传播和使用数据的方式一样，合成生物学正在彻底改变所有经济部门的制造业和生产。未来十年中，合成生物学可能占全球制造业产出的三分之一以上，价值近30万亿美元。
合成生物学将在全球议程中发挥重大作用
在地缘政治方面，合成生物学在健康方面的应用最为人所知，表现为基于显着信使核糖核酸(mRNA) 的冠状病毒疫苗的制造和传播。事实上，对新冠病毒流行的反应表明，结合公共部门的领导和支持，生物经济提供了显着改善生物安全的能力，从生物监测、环境监测到持续发展以及大规模生产的医疗对策。
除了疫情，编程生物学对于全球议程中的其他问题也同样重要。生物技术研究人员认为，合成生物学为许多重要产品的本地可持续供应创造了机会，并创造了更具持续性和成本效应的供应链。编程生物学也为气候变化等重大全球危机提供了解决方案。不仅如此，研究人员认为，合成生物学使供应链不再受原材料可用性的限制，不再过度依赖某一供应商，这种进步提高了供应链弹性。
合成生物学还将改变营养食品的来源。例如，与传统的肉类、鸡蛋和乳制品相比，替代蛋白质能够用更少的水和农田养活更多的人。这些蛋白质也可以来自于更广泛的地点，从而建立更分散的食品供应链，减少对合成肥料的依赖。合成肥料不仅对气候和环境构成风险，而且在俄乌冲突后，供应量也持续下降。
在粮食种植方面，农作物生物技术在过去15年中使全球粮食、饲料和纤维产量增加了近10亿吨，环境足迹减少了15%以上。粮食种植领域的创新，对减少对传统粮食来源的依赖至关重要。政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change）预测，在未来十年，全球多达30%的农业用地可能不再适合耕种。
合成生物学也是能源安全的关键。使用合成生物学，微生物可用于制造燃料、塑料和其他工业化学品，从而减少对化石燃料的依赖。合成生物学也继续推动生物燃料的改进。例如，合成生物学生产的航空燃料不仅比石油产生更多能量，而且可以帮助航空公司实现其可持续发展的目标。
合成生物学已经被视为一种气候技术，前美国总统奥巴马在2021年《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方大会上预测，世界发展将依靠合成生物学的突破。现在，企业将利用合成生物学实现减排的目标。
美国如何确保在合成生物学领域的领导地位
无论哪个国家在合成生物学领域处于领先地位，都将在全球经济和全球安全的最重要驱动因素中拥有重大优势。为保证美国在生物技术的领导地位，美国应该采取如下举措：
第一，全面执行总统关于生物技术和生物制造的行政令。行政令为整个政府的部门和机构设定了目标和时间表，实现这些目标将为美国的领导力和经济竞争力提供坚实的基础。
第二，落实《芯片与科学法》中促进美国生物经济的举措。具体而言，完成美国为工程生物学制定“国家基因组测序战略”（national genomic sequencing strategy）的任务将为创新和生物安全提供重要的基础。了解越来越多的生物基因组的DNA序列有助于研究人员研究新的生物技术，并检测潜在的生物风险，如新型大流行病毒。
第三，利用即将成立的国家新兴生物技术安全委员会。如果该委员会能够与网络空间日光浴室委员会（Cybersecurity Solarium Commission）和美国人工智能国家安全委员会（National Security Commission on Artificial Intelligence）有相同的规模，那么华盛顿特区决策者中的“生物素养”（bio-literacy）将得到极大改善，这对应对生物革命的机遇和挑战至关重要。
第四，建设生物安全能力。拜登政府的《国家安全战略》强调美国需要加强美国的生物防御，为下一次大流行病做准备。正如信息时代的到来凸显了网络安全的必要性一样，生物技术的进步和流行病风险的增加刺激政府对生物安全大量投资。
文章摘译自Lawfare网站文章Programmable Biology Puts Biotech on the Geopolitical Agenda。
