未來(lái)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室將需要自動(dòng)化競爭激烈、開(kāi)源技術(shù)、人工智能和許多其他新興領(lǐng)域的技能改善。以下是您需要了解的內(nèi)容空白區。
在 21 世紀(jì)初期，分子生物學(xué)信息化、細(xì)胞生物學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的濕實(shí)驗(yàn)室技能是任何尋求生命科學(xué)工作的人的關(guān)鍵形勢。雖然這些領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)仍然必不可少實踐者，但未來(lái)的實(shí)驗(yàn)室將需要根據(jù)研究和技術(shù)的新興趨勢(shì)而不同的技能組合。

以下是我們認(rèn)為有助于您熟悉的六個(gè)技能領(lǐng)域約定管轄，以推動(dòng)您的職業(yè)發(fā)展并為未來(lái)的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室做好準(zhǔn)備數據。

1. 自動(dòng)化知識(shí)
   2018 年世界經(jīng)濟(jì)論壇上發(fā)表的研究發(fā)現(xiàn)，到 2025 年發揮，自動(dòng)化設(shè)備預(yù)計(jì)將執(zhí)行當(dāng)今一半以上的任務(wù)顯著。機(jī)器人還將在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)創(chuàng)造約 6000 萬(wàn)個(gè)新工作崗位。到 2026 年開放以來，僅液體處理機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模就預(yù)計(jì)將超過(guò) 70 億美元占，很難想象在不久的將來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)不會(huì)為你的簡(jiǎn)歷增色不少提供了有力支撐。

自動(dòng)化為生命科學(xué)研究人員提供了顯著的優(yōu)勢(shì)激發創作，包括提高數(shù)據(jù)質(zhì)量、提高成本效率進一步意見、可擴(kuò)展性增幅最大，以及有更多的時(shí)間去做實(shí)驗(yàn)室中重復(fù)實(shí)驗(yàn)以外的其他事情。自動(dòng)化還有利于新一代測(cè)序或質(zhì)譜蛋白質(zhì)組學(xué)分析等新的復(fù)雜生物技術(shù)生產能力，這些技術(shù)需要越來(lái)越復(fù)雜的工作流程標準，有時(shí)過(guò)于復(fù)雜和耗時(shí)，人們無(wú)法成功執(zhí)行完善好。隨著藥物發(fā)現(xiàn)大面積、診斷甚至基礎(chǔ)研究對(duì)速度和吞吐量的需求不斷增加，自動(dòng)化的創(chuàng)新和能力正在激增活動上。

鑒于全自動(dòng)化工作流程的巨大潛力有望，許多研究實(shí)驗(yàn)室正在將科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)室工作中抽離出來(lái)——將他們從工作臺(tái)上拉下來(lái)，放在電腦前導向作用，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人完成方案，而不是自己執(zhí)行。這更有效地利用了科學(xué)家對(duì)生物學(xué)的理解十大行動，將重復(fù)的實(shí)驗(yàn)室工作留給機(jī)器人左右，這樣生物學(xué)家就可以解決困難的科學(xué)問(wèn)題。

Ginkgo Bioworks 為客戶(hù)設(shè)計(jì)定制生物體綜合措施，并建立自己的工廠可靠保障，利用軟件和硬件自動(dòng)化來(lái)擴(kuò)展該流程。Synthego 是第一家也是唯一一家提供全椩O計標準；蚪M工程解決方案的公司開展，通過(guò)利用基于云的軟件自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。Synthace 同時(shí)利用硬件和軟件來(lái)幫助大型自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)然意向，世界各地有數(shù)百名生物學(xué)家使用 Opentrons 軟件和硬件來(lái)自動(dòng)化各種實(shí)驗(yàn)的協(xié)議和工作流程意料之外，從基本稀釋到 PCR 制備和 NGS。探索這些公司如何使用自動(dòng)化將有助于您了解自動(dòng)化如何改變生命科學(xué)研究形式。

2. 開(kāi)源置之不顧、協(xié)作和可共享性技能

開(kāi)源是指源代碼可供任何人免費(fèi)查看、使用數字化、修改和共享的軟件方便。它允許用戶(hù)在現(xiàn)有代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建和學(xué)習(xí)，同時(shí)促進(jìn)和鼓勵(lì)世界各地用戶(hù)之間的協(xié)作和創(chuàng)新改革創新。

生命科學(xué)領(lǐng)域的開(kāi)源應(yīng)用程序用于吸收基因組學(xué)和其他相關(guān)應(yīng)用程序產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)集，例如 Ensembl 基因組瀏覽器數(shù)據(jù)庫(kù)新模式，任何感興趣的用戶(hù)都可以訪問(wèn)基因組和其他相關(guān)數(shù)據(jù)實現。開(kāi)源計(jì)算技術(shù)也被用于建模和模擬生物體：OpenWorm 使用它來(lái)創(chuàng)建虛擬線蟲(chóng)，而 Virtual Cell 使用它來(lái)建模和模擬細(xì)胞組織了，流行病學(xué)研究人員共享基因組數(shù)據(jù)以加快病原體分析并確定爆發(fā)源服務體系。

隨著生命科學(xué)學(xué)科中開(kāi)源的使用不斷發(fā)展，編碼和數(shù)據(jù)共享方法方面的實(shí)踐專(zhuān)業(yè)知識(shí)將成為生命科學(xué)家的主要資產(chǎn)——因此搶抓機遇，現(xiàn)在熟悉其中一些工具將為您在未來(lái)提供優(yōu)勢(shì)分析。開(kāi)源協(xié)議共享平臺(tái)是一個(gè)很好的起點(diǎn)，例如 Protocols.io 和 Opentrons 協(xié)議庫(kù)投入力度，它們?cè)试S科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和共同開(kāi)發(fā)協(xié)議創造，以及 Plasmotron.org，它允許用戶(hù)在開(kāi)源代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建貢獻法治。

3. 科學(xué)傳播
   雖然所有科學(xué)家都通過(guò)科學(xué)演講設備製造、研究論文、文獻(xiàn)綜述和參加會(huì)議來(lái)相互交流他們的工作攻堅克難，但他們需要使用不同的方法與公眾交流管理。

能夠有效地向非技術(shù)受眾傳達(dá)生命科學(xué)研究的應(yīng)用和影響，在科學(xué)家與社會(huì)之間建立了重要的聯(lián)系雙向互動。這一領(lǐng)域的有效溝通包括使用非技術(shù)性的效率和安、樸實(shí)無(wú)華的語(yǔ)言，使概念易于理解品牌，以及學(xué)習(xí)如何接觸和吸引公眾深入開展。實(shí)踐這兩個(gè)學(xué)科可以鼓勵(lì)重要的討論和辯論，并使有關(guān)科學(xué)發(fā)展的知識(shí)透明且人人都能獲得等形式。您可以加入致力于改善科學(xué)傳播的數(shù)千名生物學(xué)家空間廣闊，通過(guò)參加自愿的科學(xué)推廣活動(dòng)至關重要、在社交媒體上分享您的研究活動(dòng)或創(chuàng)建自己的科學(xué)博客或播客來(lái)磨練您的科學(xué)傳播技能。

4. 機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能
   雖然聽(tīng)起來(lái)很有未來(lái)感服務品質，但我們每天都被機(jī)器學(xué)習(xí)輔助的人工智能應(yīng)用所包圍：智能手機(jī)上的語(yǔ)音助手、網(wǎng)站上的實(shí)時(shí)聊天功能組成部分、社交媒體推送中的定向廣告等等影響。這些應(yīng)用利用復(fù)雜的算法和海量數(shù)據(jù)集來(lái)訓(xùn)練計(jì)算機(jī)像人類(lèi)一樣工作和反應(yīng)。這個(gè)過(guò)程改進(jìn)了計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)過(guò)程的過程中，使它們?cè)陧憫?yīng)條件和產(chǎn)生結(jié)果方面更加高效——迅速提高了未來(lái)發(fā)現(xiàn)的速度發展契機。

在生命科學(xué)領(lǐng)域促進進步，機(jī)器學(xué)習(xí)已經(jīng)通過(guò)其區(qū)分細(xì)胞薄弱點、分析基因組數(shù)據(jù)規劃、進(jìn)行圖像分析和比以前的方法更早性能、更靈敏地檢測(cè)疾病指標(biāo)的能力，徹底改變了研究和診斷的速度。一個(gè)主要的增長(zhǎng)領(lǐng)域是利用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)充足。Asimov 使用開(kāi)源數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，將大規(guī)模數(shù)據(jù)集與生物學(xué)機(jī)械模型聯(lián)系起來(lái)高端化，以構(gòu)建生物電路實(shí)驗(yàn)提單產。Cello 利用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)自動(dòng)設(shè)計(jì)活細(xì)胞中的生物電路效果。另一個(gè)主要的增長(zhǎng)領(lǐng)域是生物信息學(xué)。 Deep Genomics 利用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)收集物聯與互聯、分析和處理基因組數(shù)據(jù)趨勢，以開(kāi)發(fā)更好、更有針對(duì)性的藥物助力各業。一些公司不斷發展，如 Atomwise，甚至使用深度學(xué)習(xí)框架?chē)L試在軟件中篩選候選藥物。熟悉這些新興應(yīng)用將有助于您掌握該技術(shù)的未來(lái)用途記得牢。

5. 使用 CRISPR 進(jìn)行基因編輯
   2000 年代中期發(fā)現(xiàn)的 CRISPR 是生命科學(xué)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)註入了新的力量，因?yàn)樗捎糜诨蚬こ獭ｋm然我們現(xiàn)在都熟悉 CRISPR 平臺(tái)蓬勃發展，但基因編輯平臺(tái)的應(yīng)用影響深遠(yuǎn)——并且經(jīng)常與許多其他新興領(lǐng)域重疊特點。Oxford Genetics 提供用于基因編輯的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工具，幫助簡(jiǎn)化工作流程重要性。Synthego 再次利用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)推動(dòng)基因工程中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)又進了一步。 CRISPR Therapeutics 利用 CRISPR 基因編輯平臺(tái)開(kāi)發(fā)針對(duì)血液疾捕喾N場景。ㄈ珑牋罴?xì)胞性貧血）的藥物，而 Caribou Biosciences規劃、Editas Medicine 和 Cellectis 則利用 CRISPR 和其他基因編輯技術(shù)（如 TALEN）來(lái)修改 T 細(xì)胞以針對(duì)癌細(xì)胞擴大公共數據。

預(yù)計(jì)到 2023 年實力增強，全球 CRISPR 市場(chǎng)將增長(zhǎng) 6 倍流程，達(dá)到 30 億美元，因此未來(lái)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中利用基因編輯工具的機(jī)會(huì)應(yīng)該不勝枚舉振奮起來。

6. 單細(xì)胞技術(shù)
   快速發(fā)展的技術(shù)允許將蛋白質(zhì)組學(xué)核心技術、基因組學(xué)應用提升、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和表觀遺傳學(xué)技術(shù)應(yīng)用于單細(xì)胞，為控制發(fā)育創造性、基因表達(dá)發展的關鍵、組織異質(zhì)性和疾病機(jī)制的復(fù)雜生物過(guò)程提供了新穎而關(guān)鍵的見(jiàn)解。這些技術(shù)對(duì)于分析循環(huán)腫瘤細(xì)胞和稀有干細(xì)胞等生物現(xiàn)象特別有用規模設備，而這些現(xiàn)象對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)“組學(xué)”應(yīng)用來(lái)說(shuō)具有挑戰(zhàn)性真諦所在，甚至是不可能的「偁幜?；蚪M編輯競爭力、自動(dòng)化和微流控技術(shù)的同步發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了單細(xì)胞應(yīng)用中常見(jiàn)的較小樣本的快速高通量分析。10x Genomics 使用單細(xì)胞癌癥基因組學(xué)檢測(cè)來(lái)分析癌細(xì)胞。Metafluidics 是一個(gè)用于復(fù)制或重新混合微流控設(shè)備的開(kāi)源設(shè)計(jì)和協(xié)議文件數(shù)據(jù)庫(kù)使用，是該領(lǐng)域的一個(gè)很好的信息存儲(chǔ)庫(kù)。

單細(xì)胞分析領(lǐng)域的增長(zhǎng)受到基礎(chǔ)研究以及對(duì)早期疾病檢測(cè)技術(shù)、產(chǎn)前篩查就能壓製、生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、液體活檢和生物藥物開(kāi)發(fā)日益增長(zhǎng)的需求的推動(dòng)。