バイオコンバージェンス
生物学と他分野の融合

バイオコンバージェンスは、生物学と工学技術の相乗効果を活用し、ライフサイエンスおよび関連分野における課題に取り組む学際的な産業です。診断プロセス、材料開発、医薬品研究などに応用されています。ヘルスケア以外にも、バイオコンバージェンス[1]は農業、エネルギー、食料、安全保障、気候 などの分野にも応用されています。

意味合い

バイオコンバージェンス[2]は、生物学、工学、医学、農学、計算科学、人工知能（AI）など、さまざまな分野の手法を組み合わせて、複雑な問題の解決策を開発します。

健康管理

チップ上の肺のクローズアップ
チップ上の肺のクローズアップ

ヘルスケアにおけるバイオコンバージェンスには、次のようなさまざまなテクノロジーとアプリケーションが含まれます。

  • トランスレーショナルメディシン：大規模な生物医学データセットを分析し、臨床実践に役立てる。[3]
  • ニューロモルフィックコンピューティング：計算効率を高め、エネルギー消費を削減するために神経構造をモデル化する。[3]
  • デジタルツイン：臨床試験シミュレーションのための仮想レプリカの作成。[3]
  • バイオチップ：薬物試験や疾患モデル化のために臓器機能を模倣する「臓器オンチップ」システムなど。[1] [3]
  • ナノロボティクス：標的薬物送達と低侵襲手術用。[3]
  • 再生医療：3Dバイオプリンティングを利用して移植用の組織や臓器を作成する。[4] [3]
  • 診断および生物学的センサー：リアルタイムの健康モニタリングとポイントオブケア診断のための高度なセンサーの開発。[1] [3] [4]
  • オプトジェネティクス：遺伝子工学と光学を組み合わせ、光で細胞の活動を制御する。[1]
  • バイオエレクトロニクス：神経インターフェースやバイオエレクトロニクス医薬品などの治療用途のために、電子機器と生物システムを統合する。[1]
  • 人工生体材料：医療やその他の用途のために生物学的特性を持つ材料を創り出すこと。[1]

さらに、バイオコンバージェンスは、個人の遺伝子プロファイルとリアルタイムの健康データに基づいたカスタマイズされた治療戦略を可能にすることで、個別化医療を可能にします。[3] [5] メルクのCEOであるベレン・ガリホは、個別化医療の進歩におけるバイオコンバージェンスの役割を強調し、より正確で個別化された予測的な医療療法によって患者ケアを変革することで、人類の進歩の次の波を促進すると述べています。[5]

食料と農業

両側に4列の植物が見える垂直農場
フィンランドの垂直農場

バイオコンバージェンスは、実験室や屋内垂直農場などの制御された環境での食料生産をサポートし、土地、水、特定の気候などの従来の農業資源への依存を減らします。[1] [2]用途には以下が含まれます。

  • 分子育種：分子マーカーや遺伝子マーカーを用いて、従来の選択育種に比べて植物や動物の育種を加速し、改良すること。[1] [6]
  • 遺伝子工学：植物のゲノムを改変して干ばつ耐性や収量などの特性を向上させるための精密なツールの開発。[1] [6]
  • マイクロバイオーム工学：植物、土壌、動物、水のマイクロバイオームを操作して農業の生産性と製品の品質を向上させる。[1] [2]
  • 代替タンパク質：細胞農業技術による培養肉、代替卵、代替牛乳の生産。[1] [6]

これらの技術は、資源利用を最適化し、生産効率を高めることで、食料の安全保障と持続可能性を高めることを目指しています。[2]

エネルギー、気候、先端材料

バイオコンバージェンスは、原材料や燃料を生産するための代替方法を可能にすることで、天然資源分野に貢献します。[1]用途には以下が含まれます。

  • バイオベース製造業：生物学的プロセスを利用して、遺伝子組み換え微生物由来のバイオ燃料などの材料や燃料を生産すること。[1] [3]
  • 持続可能な材料：再生不可能な資源への依存を減らすために、生分解性または生物に着想を得た材料を開発する。[1] [2]
  • 環境管理：バイオコンバージェンス技術を応用して気候変動の課題に取り組みます。例えば、人工生物システムを用いた炭素回収などです。[2] [3]

これらのアプローチは、環境への影響を軽減し、持続可能な資源利用を促進することを目的としています。[2]

歴史

「バイオコンバージェンス」という用語は、バイオテクノロジーと情報技術のヘルスケア産業への統合を説明するために2005年に使用されました。[7] 2020年以降、バイオコンバージェンスに関連するさまざまなイニシアチブと投資が世界中で出現しています。

2020年4月、欧州投資銀行とイスラエル革新庁は、世界的に台頭しているバイオコンバージェンス分野への投資を共同で推進するための協力協定を締結した。[8]

2021年3月、米国国家情報会議（NIC）は「生物学の未来」に関する研究論文を発表し、「今後20年間で、生命科学に対するより学際的でデータ集約的なアプローチは、生物に対する理解と操作能力を変革するだろう。これらの分野は、認知科学、ナノテクノロジー、物理学などと相まって、生物学的理解の進歩に貢献している。これらの多様な技術を生命科学に総合的に応用すること、いわゆるバイオコンバージェンスによって、バイオテクノロジーの設計と生産における発見と予測可能性が加速すると期待される。 」と結論付けている。[9] [引用過多]

2016年に世界初のバイオベースインクを製品化したスウェーデンの上場企業であるCELLINK Life Sciencesは、2021年9月、グループ名を「バイオコンバージェンス」の略称であるBICO Groupに変更しました。同社は、生物学、工学、コンピュータサイエンスの技術を融合したポートフォリオを構築し、バイオコンバージェンス技術企業の買収機会を検討しています。[10]

イスラエルは2022年5月、バイオコンバージェンスの研究開発を促進するために4億3500万ペソ（1億2700万米ドル）相当の5カ年国家計画を開始した。 [11]また2022年5月、ベングリオン大学（BGU）とソロカ医療センターは、バイオコンバージェンス分野における新技術の開発のための戦略的提携を発表した。[12]

2022年10月、日本は沖縄科学技術大学院大学にバイオコンバージェンス・イノベーションのグローバルセンターを設立すると発表した。これは、科学技術振興機構（JST）の産学共創オープンイノベーションプラットフォーム事業の助成を受けて実施される。[13]

マッキンゼーの公共政策と「複雑な問題に対する生物学的イノベーション」に関する報告書によると、イスラエル革新庁は「生物学、コンピュータサイエンス、数学、工学、ナノサイエンスの専門家がシームレスに連携できるよう、バイオコンバージェンス技術に投資している」とのことです。[14] [引用過多]イスラエル革新庁は、バイオコンバージェンスを「イスラエルのハイテク産業の次なる重要な成長エンジンの一つ」と見ています。[15]

市場

調査会社グランドビューリサーチによると、世界のバイオコンバージェンス市場は2021年に1,109億米ドルと評価され、 2022年から2030年にかけて年平均成長率（CAGR）7.4%で拡大すると予想されています。この成長は、高齢者人口の増加や、損傷した細胞、組織、臓器の修復を目的とした幹細胞技術の進歩などの要因に起因しています。 [16] [17]マッキンゼー・アンド・カンパニーの調査によると、バイオコンバージェンスの潜在的な用途の大部分は、医療分野以外、農業、水産養殖、消費財、新素材、化学、エネルギーなどの分野にあります。マッキンゼーは、現在開発中のバイオコンバージェンスソリューションが、今後10年から20年以内に年間最大4兆米ドルの経済効果を生み出す可能性があると推定しています。[17]

参考文献

  1. ^ abcdefghijklmn 「バイオコンバージェンス」。English Innovation Site 。 2025年5月10日閲覧。
  2. ^ abcdefg 「『バイオコンバージェンス』とは何か、そしてそれは科学の未来なのか？」世界経済フォーラム。2025年5月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2025年5月10日閲覧。
  3. ^ abcdefghij シラグサ, ニーナ; マッツ, ローラ (2024). 「バイオコンバージェンス：科学と自然を繋ぎ、明日を形づくる」バイオコンバージェンス革命. pp.  1– 24. doi :10.1007/978-3-031-61593-1_1. ISBN 978-3-031-61592-4。
  4. ^ ab 「バイオコンバージェンス」。English Innovation Site 。 2025年5月10日閲覧。
  5. ^ ab Siragusa, Nina; Nemat, André T. 編 (2024). バイオコンバージェンス革命：研究生産性における課題と機会. doi :10.1007/978-3-031-61593-1. ISBN 978-3-031-61592-4。
  6. ^ abc 「CWP水産養殖・漁業分野グループ会期中会合 - 合同セッション - CWPへのOECD活動報告」2021年。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です
  7. ^ エンジー、クリス. 「ヘルスケア、バイオテクノロジー、テクノロジーの融合とその背後にある立地決定」
  8. ^ 「バイオコンバージェンス - 欧州連合とイスラエル国のイノベーションシステムの連携」kENUP財団。
  9. ^ 「バイオテクノロジーの未来」。国家情報長官室。2021年4月。
  10. ^ Philippidis, Alex (2021年9月). 「Buying Spree: Rebranded BICO Bites Big on "Bioconvergence"」. Genetic Engineering and Biotechnology News .
  11. ^ 「イスラエル、バイオコンバージェンス促進のため1億2,700万ドル規模の5カ年国家計画を発表」Business Standard、2022年5月12日。
  12. ^ 「ベン・グリオン大学とソロカ医療センター、バイオコンバージェンス分野における新技術の戦略的提携を発表」ネゲブ・ベン・グリオン大学、2022年5月12日。
  13. ^ 「OISTに新イノベーションセンター」EurekAlert 2022年10月27日
  14. ^ 「ヨーロッパのバイオ革命：生物学的イノベーション」マッキンゼー・アンド・カンパニー、2023年1月10日。
  15. ^ 「バイオコンバージェンス：医療の未来」イスラエルイノベーション庁 – 2019年イノベーションレポート。
  16. ^ 「ヘルスケア・バイオコンバージェンス市場規模・シェアレポート 2030年」Grand View Research。
  17. ^ ab 「バイオ革命：経済、社会、そして私たちの生活を変革するイノベーション」マッキンゼー・グローバル・インスティテュート。2020年5月13日。

さらに読む

  • Dean, BV; Osland, Asbjorn; Richter, Melinda; Jiang, William Y. (2007年8月). 「サンノゼ・バイオセンター：シリコンバレーにおけるバイオコンバージェンス・アントレプレナーシップ」. PICMET '07 - 2007 Portland International Conference on Management of Engineering & Technology . pp.  2833– 2843. doi :10.1109/PICMET.2007.4349626. ISBN 9781890843151. S2CID  27440822。
  • ジョーンズ、ウィリアム・R. (2021年11月17日). 「水の惑星における今後50年間の水資源の展望：アースデイ、第四次産業革命、ワンヘルスから代替エネルギー、バイオコンバージェンス、量子コンピューティングの未来まで、共有された歴史に関する個人的な視点」. Water International . 46 ( 7–8 ): 1158–1186 . Bibcode :2021WatIn..46.1158J. doi : 10.1080/02508060.2021.2005332 . ISSN  0250-8060. S2CID  245290473.
  • スタインバーグ、デボラ・リン、マレー、スチュアート・J.編 (2011). 「編集序文：バイオコンバージェンス特集号 第1巻」MediaTropes 3 (1): i– iii.
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