Khám phá 10 xu hướng và đổi mới ngành công nghệ sinh học 2024

Những đổi mới gần đây trong công nghệ sinh học đang hướng tới các xu hướng như trí tuệ nhân tạo (AI), phân tích dữ liệu và tự động hóa để tối ưu hóa sản xuất. Do đó, đã có sự gia tăng các sản phẩm công nghệ sinh học hoặc công nghệ sinh học tiêu dùng nhắm trực tiếp vào khách hàng thay vì các doanh nghiệp dược phẩm sinh học hoặc chăm sóc sức khỏe. Những xu hướng nào trong công nghệ sinh học có tác động lớn đến ngành?

1. Trí tuệ nhân tạo

AI cho phép các công ty khởi nghiệp công nghệ sinh học tự động hóa một loạt quy trình, giúp họ mở rộng quy mô hoạt động. Ví dụ: các công ty khởi nghiệp về dược phẩm sinh học tận dụng AI để tăng tốc quá trình phát triển thuốc, sàng lọc các dấu ấn sinh học cũng như tìm hiểu các tài liệu khoa học để khám phá các sản phẩm mới. 

Các thuật toán phân loại hình ảnh cho phép phát hiện nhanh các đặc điểm khác nhau, chẳng hạn như tế bào ung thư từ các bản quét y tế hoặc các triệu chứng bệnh cây trồng từ hình ảnh lá cây. Hơn nữa, các công ty khởi nghiệp đang tận dụng khả năng học sâu để phân tích hệ vi sinh vật, sàng lọc kiểu hình và phát triển chẩn đoán nhanh.

>>> Đọc thêm: Số liệu thống kê trí tuệ nhân tạo hàng đầu bạn nên biết vào năm 2023

2. Dữ liệu lớn

Ngày nay, có một lượng dữ liệu chưa từng có trong Công nghệ sinh học, từ các công nghệ omics ngày càng phát triển và sự tích hợp của các cảm biến cũng như các thiết bị Internet of Things (IoT). Các giải pháp phân tích và dữ liệu lớn cho phép các công ty khởi nghiệp Công nghệ sinh học khai thác nguồn dữ liệu dồi dào này để thúc đẩy đổi mới. Nó cho phép các công ty dược phẩm sinh học tuyển dụng bệnh nhân để thử nghiệm lâm sàng hiệu quả hơn . Các công ty khởi nghiệp và công ty triển khai các giải pháp tin sinh học để phát triển thức ăn chăn nuôi tốt hơn, cải thiện giống cây trồng và vật nuôi cũng như khám phá các vi khuẩn chưa được khám phá.

3. Chỉnh sửa gen

Kỹ thuật di truyền đã đi một chặng đường dài từ việc chèn ngẫu nhiên DNA ngoại lai đến thực hiện các chỉnh sửa chính xác trong bộ gen. Hiệu quả chỉnh sửa gen tăng lên là do sự phát triển của các nuclease được thiết kế và gần đây là CRISPR , như những chiếc kéo phân tử. Điều này mở ra những ứng dụng trong liệu pháp gen để điều trị các rối loạn di truyền cũng như các tình trạng khác, bằng các kỹ thuật chỉnh sửa gen bổ sung, thay thế hoặc làm im lặng các gen cụ thể. Việc chỉnh sửa gen mục tiêu cũng cho phép phát triển các loài thực vật và động vật chuyển gen tốt hơn.

>>> Xem thêm: Cách trở thành Nhà phát triển giao diện người dùng: Kỹ năng, vai trò, mức lương

4. Y học chính xác

Chi phí chỉnh sửa gen và giải trình tự gen giảm khiến chúng được áp dụng thường xuyên hơn trong thực hành lâm sàng. Nó cho phép y học chính xác, một cách tiếp cận cho phép các bác sĩ xác định chiến lược điều trị và phòng ngừa nào sẽ hiệu quả cho một nhóm cụ thể. Hơn nữa, nó cho phép điều trị cá nhân hóa để điều trị một số bệnh, bao gồm cả ung thư. Các công ty khởi nghiệp về công nghệ sinh học đang tận dụng y học chính xác để xác định mục tiêu thuốc mới, khám phá các loại thuốc mới, cung cấp liệu pháp gen và phát triển các công nghệ phân phối thuốc mới.

5. Trình tự gen

Chi phí giải trình tự DNA đã giảm 5 bậc kể từ đầu những năm 2000, mở ra nhiều ứng dụng trong ngành. Giảm chi phí giải trình tự toàn bộ bộ gen cho phép xác định các rối loạn ở trẻ em, điều trị cá nhân hóa và thiết lập các nhóm thuần tập lớn với kiểu hình mở rộng . Giải trình tự cũng trình bày một phương pháp nhanh chóng và rẻ tiền để phát hiện sự hiện diện của vi khuẩn, từ việc phát hiện mầm bệnh trong các mẫu lâm sàng và mẫu sữa đến các vi khuẩn đất có lợi. Các công ty khởi nghiệp về công nghệ sinh học đang đổi mới với các công nghệ giải trình tự mới cũng như các ứng dụng mới về giải trình tự gen.

6. Sản xuất sinh học

Sản xuất sinh học sử dụng các hệ thống sinh học để sản xuất các sản phẩm y tế và liệu pháp, vật liệu sinh học, thực phẩm và đồ uống cũng như các hóa chất đặc biệt. Các công ty khởi nghiệp đang thúc đẩy các công nghệ nuôi cấy tế bào, lên men và sản xuất tái tổ hợp khác nhau để làm cho sản xuất sinh học trở nên rẻ tiền và có thể mở rộng.

Việc sử dụng nguyên liệu thô sinh học cũng làm cho nó tương đối bền vững hơn so với các mô hình sản xuất khác. Các mô hình sản xuất của ngành cũng đang áp dụng máy học và tự động hóa. Bằng cách tích hợp các mô hình Công nghiệp 4.0, các công ty khởi nghiệp Công nghệ sinh học cung cấp quy trình xử lý sinh học 4.0 để tối ưu hóa từng bước của quy trình sản xuất.

7. Sinh học tổng hợp

Khả năng đọc và ghi bộ gen chưa từng có cho phép các công ty và công ty khởi nghiệp công nghệ sinh học phát triển sản phẩm nhanh hơn bao giờ hết. Hơn nữa, sinh học tổng hợp mang lại sự tiêu chuẩn hóa và khả năng tái tạo cao hơn, cho phép thao tác với các sinh vật ở cấp độ mạng lưới gen.

Các công ty khởi nghiệp sinh học tổng hợp đang giải quyết các thách thức từ thiết kế thuốc tính toán và nông nghiệp tế bào đến các giải pháp dựa trên hệ vi sinh vật. Các nhà máy sản xuất tế bào vi khuẩn cung cấp năng suất cao các chất sinh hóa có giá trị cho các ứng dụng trong dược phẩm, vật liệu và thực phẩm. Ngoài vi khuẩn, các công ty khởi nghiệp cũng đang phát triển các giải pháp sinh học tổng hợp cho động vật có vú.

8. In sinh học

Với sự ra đời của sản xuất bồi đắp trong Công nghệ sinh học, các công ty khởi nghiệp về in sinh học cung cấp nhiều loại vật liệu và sản phẩm. Những công ty khởi nghiệp này sử dụng máy in sinh học hoạt động với mực sinh học được phát triển từ vật liệu sinh học hoặc vật liệu sinh học. Đối với các ứng dụng y tế, tế bào đóng vai trò là chất nền và phát triển xung quanh một giàn giáo. Điều này cho phép phát triển các mảnh ghép xương, da hoặc mạch máu từ tế bào của chính bệnh nhân để phục vụ y học cá nhân hóa. Các công ty khởi nghiệp khác tận dụng công nghệ in sinh học để tạo mẫu nhanh và phát triển các polyme sinh học.

9. Vi lỏng

Sự quan tâm đến vi lỏng trong ngành Công nghệ sinh học bắt nguồn từ nhu cầu về các thiết bị phòng thí nghiệm trên chip (LOC). Những phòng thí nghiệm thu nhỏ này cho phép xét nghiệm nhanh chóng và ít tốn kém các bệnh truyền nhiễm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chẩn đoán tại điểm chăm sóc (PoC). Các công ty khởi nghiệp cũng đang phát triển vi lỏng dựa trên giấy để chẩn đoán và giám sát môi trường. Công nghệ này tìm thấy nhiều ứng dụng dược sinh học hơn trong các thiết bị cơ quan trên chip (OOC) mô phỏng sinh lý của các cơ quan hoặc loại cơ quan trên các con chip nhỏ. Hệ thống OOC tìm thấy các ứng dụng trong sàng lọc thuốc và lập mô hình bệnh tật.

>>> Xem thêm: Cách trở thành nhà phát triển iOS vào năm 2023: Mức lương và kỹ năng

10. Kỹ thuật mô

Các công ty khởi nghiệp về kỹ thuật mô đã tăng mạnh về số lượng trong những năm gần đây, phần lớn nhờ vào sự phát triển của in sinh học và vi lỏng. Nó cho phép tạo ra các mô ghép tự thân để điều trị bỏng hoặc ghép tạng cũng như y học tái tạo. Theo truyền thống, chỉ giới hạn ở các ứng dụng y sinh, các công ty khởi nghiệp là các mô kỹ thuật để tạo ra các lựa chọn thay thế bền vững cho các sản phẩm động vật như thịt hoặc da. Tuy nhiên, điều này cần phải đạt đến quy mô lớn để các sản phẩm thực phẩm có giá thành tương đương với các sản phẩm làm từ động vật.

>>> Đăng ký tìm hiểu chi tiết các khóa học CNTT của FUNiX tại đây:

Tham khảo chuỗi bài viết liên quan:

5 Điểm đáng chú ý tại khóa học lập trình trực tuyến FPT – FUNiX

Từ A-Z chương trình học FUNiX – Mô hình đào tạo lập trình trực tuyến số 1 Việt Nam

Lý do phổ biến khiến học viên nước ngoài chọn FUNiX

5 Ứng dụng của machine learning quan trọng trong công cuộc chuyển đổi số

9 Xu hướng học máy hàng đầu tính đến 2025

Nguyễn Cúc

Nguồn tham khảo: startus-insights