Life’s Code：ブロックチェーンとゲノミクスの未来

データの所有権、プライバシー、収益化をめぐる激しい論争の時代において、ある特定のデータはすべての中で最も個人的なものであると言えます。それはヒトゲノムです。.

私たちがいる間 99.9パーセント同一 種全体の遺伝子構成では、残りの0.1％に、特定の病気に対する素因や気質の偏りにさえ影響を与えると考えられるコードの独自のバリエーションが含まれています。無謀と不安.

2023年は、悪意のある攻撃者が比較的些細なデータを悪用することで大混乱を引き起こす可能性があることを示す十分な例を示しました。この最も重要な形式のIDを保護することに関心のある人にとって、ブロックチェーンは、既存のゲノミクスデータ市場のクローズドアーキテクチャと独自のエクスプロイトの強力な代替手段としてかなりの関心を集めています。代わりに、ライフコードの安全でオープンなプロトコルを約束しています。.

暗号化されたチェーン

DNAの二本鎖ヘリックスに結合する4つの「文字」の分子レベルまでヒトゲノムの配列決定が最初に完了したのは2003年です。プロジェクトの費用 37億ドル そして13年の計算能力。今日では、固有のゲノムあたり1,000ドルの費用がかかり、数日かかります. 見積り それはすぐにわずか100ドルの費用がかかるということです.

ゲノミクスデータ主導のドラッグデザインと標的療法が進化するにつれて、製薬会社とバイオテクノロジー企業の関心は、今後数年間でゲノミクスデータ市場を刺激すると予想されます。 276億ドル 2025年までに.

Facebookのいいねやニュースフィードの愚痴のデータセットがすでに主要な収益化可能な資産として認識されている場合、遺伝子コードに閉じ込められた価値は、精密医療の革命として指数関数的に増加しています。 遺伝子編集 ペースを上げる.

過去1年以内, 前例のない 米国では新しい遺伝子治療が承認されています。 セルを編集します 非ホジキンリンパ腫を治療するための患者の免疫系から;別の 扱います 失明につながる可能性のあるまれな遺伝性網膜疾患.

それでも、ここにこすりがあります.

現代医学のパラダイムシフトを引き起こすゲノミクスの比類のない可能性は、膨大なデータセットを活用して遺伝的変異と形質の間の相関関係を確立することに依存しています.

生物の4ビットをデコードするためにまだ必要な大きなゲノムデータの爆発的な生成は、科学的であるだけでなく、倫理的、社会的、技術的なハードルに直面しています。.

このフロンティアの端にいる多くの人にとって、これはまさにナカモトの伝説的な2008年の場所です 白書 —そしてブロックチェーンとして知られるようになるテクノロジー—が登場.

Cointelegraphは、ブロックチェーンゲノミクススペースの3人の人物と話をして、その理由を調べました。.

あなたのゲノムを所有しているのは誰ですか？マンモスを復活させる…そしてブロックチェーン

ハーバード大学の世界的に有名な異端者の遺伝学者であるジョージチャーチ教授にとって、研究室の内外の技術の境界は多孔質です。 1984年に直接ゲノムシーケンシングを共同で開拓してきた彼の最近の野心の短い要約には、 復活する 長く絶滅したマンモス、作成 ウイルスに強い細胞 そしてにさえ 逆老化.

彼は現在、ゲノミクス革命の中心に別の最先端技術を置いています：ブロックチェーン.

昨年、Churchは、ハーバード大学の同僚であるDennisGrisinとKamalObbadとともに、ブロックチェーンスタートアップのNebulaGenomicsを共同設立しました。チャーチは何年もの間、ゲノムデータの生成を大規模に加速および推進しようとしてきました。彼は彼の非営利に貢献するためにボランティアに訴えました パーソナルゲノムプロジェクト （PGP）—これまでに約10,000のサンプルを集約したオープンアクセスのヒトゲノムデータの「ウィキペディア」.

PGPは、科学の進歩を追求するために、プライバシーと所有権の両方を失う人々に依存していました。教会が最近言ったように インタビュー, ほとんどの場合、彼らは「特に利他的」であるか、家族の経験のために特定の病気の研究を加速することに関心のある人々でした。.

他のケースでは、サイバーセキュリティの専門家であるDNABitsのDror Sam BramaがCointelegraphに語ったように、データを生成し、「所有権とプライバシーの懸念を捨てるのに十分な病気」は患者自身です。

「非常に病気の人が医療制度に来て、「私たちはあなたが望むものを何でも与えます、それを取ります、私たちはどんな書類にも署名し、同意します。ただ私たちを癒し、治療法を見つけてください。」

課題は、他のすべての人を獲得することです。これまでにゲノム配列が決定された人の正確な数は誰にもわかりませんが、推定では約100万人であると示唆されています。.

NebulaやDNABitsのような新興企業は、トークン化されたブロックチェーン対応のエコシステムが、大衆をオンボーディングするための技術的な転換点になる可能性があると提案しています。.

Nebulaは、人々がゲノムを収益化し、データ購入者に直接アクセスを販売できるようにすることで、そのプラットフォームがシーケンスコストを「ゼロに、あるいは[人々]に純利益を提供する」のに役立つと考えています。

Nebulaは全ゲノムシーケンスに直接助成金を支給しませんが、ブロックチェーンモデルを使用すると、関心のある購入者（たとえば、2つの製薬会社）がデータへのアクセスの見返りに誰かのシーケンスの代金を支払うことができます。.

トークン化により、さまざまなシナリオを可能にするための柔軟性と詳細な同意が得られます。 Bramaが示唆したように、データ所有者は、彼らが有効にした研究に基づいて開発された可能性のある薬の共有、または暗号トークンでの処方箋の払い戻しを受ける権利を得ることができます。契約は公開およびハッシュ化され、個人の同意への参照がブロックチェーンに記録されます.

ゲノムディストピア

データ生成の推進と加速は、方程式のほんの一部です.

Nebulaは、単に手頃な価格ではなく、プライバシーと倫理的懸念が、ゲノムの配列決定を検討するかどうかを尋ねられたときに、他のすべての要因を覆い隠していることを発見した調査を実施しました。別の 調査 13,000人のうち、86％が、遺伝子データの誤用を心配していると答えました。半数以上がプライバシーに対する懸念を繰り返しています。.

これらの懸念は、ハリウッドのディストピア的な90年代のSFに単純に基づいているのではなく、ガタカの バイオパンク架空 優生学熱の危機に瀕した未来社会の.

ブロックチェーンゲノミクスのスタートアップDNAtixの共同創設者、CEO、CTOであるOfer Lidskyは、次のように述べています。

「DNAが危険にさらされると、それを変更することはできません。キャンセルして新しいカードを受け取ることができるのは、クレジットカードとは異なります。あなたの遺伝暗号はあなたの生涯にわたってあなたと共にあります[…]一度それが危険にさらされると、戻る方法はありません。」

データは ますます 傍受され、市場に出され、さらには兵器化されました。シーケンシング—共有は言うまでもなく—ゲノムは、その特異性、取消不能性、および寿命を考えると、おそらく多くの人が進んで取るよりも一歩進んでいます。.

DNABitsのBramaは、サイバーセキュリティに関する見解を次のように述べています。

「結果を想像するのは非常に難しいですが、人々がウイルスのようなキャリアを構築し、それが体内の細胞に広がり、それらを編集するのは恐ろしいことですが、実際、すべての構成要素はすでにそこにあります。ゲノム配列決定、データの侵害、遺伝子編集。人々は現在、invivoでの遺伝子編集を使用して主要な健康状態を修正するために取り組んでいます。しかし、そこにあるすべてのツールが最終的には悪意のある人の手に渡ると想定する必要があります。」

「GHBや他の薬を使って誰かを一晩だけ利用することについて話しているのではありません」と彼は付け加えました。これは個人の残りの人生に影響を与えるでしょう。.

今年の4月、 ケンブリッジアナリティカスキャンダル, 警察の探偵が持っていたニュースが壊れた 愛好家の系図データベースをマイニング 個人のDNAの断片については、30年以上風邪を引いていた殺人事件の解決に役立つことを望んでいました。.

法執行機関は、無意識の公衆によってアップロードされた遺伝物質の集中ストアにアクセスすることに抵抗に直面しませんでした。そして、多くの人がゴールデンステートキラーの逮捕を歓迎している間 DNAのもつれ, 他の人はかなりの不安を表明しました.

このアクセスのあいまいさは、フォレンジックを超えた意味合いを持っています。ブラマのディストピアは少し離れているかもしれませんが、今日、雇用主と保険会社による遺伝的差別についての懸念があります。後者は現在、 法的に禁止されている 部分的に。グリシンはこれを繰り返し、米国では「DNAのために生命保険を拒否される可能性がある」と述べた。

今年の5月、米国連邦取引委員会 オープン 23andMeやAncestry.comなどの人気のある消費者遺伝子検査会社が個人情報や遺伝子情報を処理するためのポリシーと、そのデータをサードパーティと共有する方法について調査します。.

23andMeとAncestry.comは、いわゆる消費者向け遺伝子検査の最近の現象を表しており、その人気は 倍増 昨年.

これらの企業は、ジェノタイピングと呼ばれるより狭い手法を使用しています。これは、ゲノム全体の64億文字にわたってほぼ一定の間隔で配置された600,000の位置を識別します。限られていますが、それでも本質的に個人的な遺伝情報を明らかにします.

非常に人気のある23andMeホームジェノタイピングキット（「Welcometo You」として日当たりの良いパッケージ）は、先祖代々のメイクから、不眠症の猛烈なクラッチで夜を過ごす可能性まで、すべてを人々に伝えることを約束します。キットには99ドルという低価格が付いています.

今年7月、世界で6番目に大きな製薬会社であるGlaxoSmithKline（GSK）が投資しました 3億ドル 23andMeのデータベースにアクセスするための4年間の契約で、テスト会社は 推定 約100万の人間の遺伝子型へのアクセスを販売することで1億3000万ドルを稼ぎ、平均価格は約130ドルでした。比較すると、Facebookは伝えられるところによると 生成します 1人のアクティブユーザーのデータからの総収入は約82ドル.

ゲノミクス革命のためのバトルプルーフの匿名化されたブロックチェーンシステム

このますます不透明になるゲノミクスデータの状況では、民間企業 収益化する 消費者によって生み出された遺伝子型データ、およびシーケンスデータは、医療および研究機関の扱いにくいレガシーシステムであろうと、個人所有であろうと、独自の集中型サイロ全体で断片化されます。 バイオテクノロジー企業の群れ.

ゲノミクスをブロックチェーンに導入することで、研究を加速するために必要な循環が可能になると同時に、匿名化されたIDを暗号化IDから分離することにより、この一意の個人情報を保護します。ユーザーは引き続きデータを管理し、誰とどの目的で共有するかを正確に決定します。そのアクセスは、監査可能で不変の台帳で追跡されます.

グリシンは、生態系のさまざまなメンバーに非対称の要件を課す星雲のバージョンの概要を説明しました。ユーザーは匿名のままにするオプションがありますが、検証済みのバリデーターノードを備えた許可されたブロックチェーンシステムでは、ネットワークを使用するデータ購入者が自分のIDについて完全に透過的である必要があります。

「誰かがあなたに連絡した場合、それは単なる暗号化ネットワークIDではなく、ジョンソンのジョン・スミスであると言うべきです。 & ジョンソンは、たとえば腫瘍学で働いています。」

Grishinは、NebulaがBlockstackとEthereum（ETH）ブロックチェーンの両方を実験したが、Ethereumの1秒あたり15トランザクションの容量がそのエコシステムには不十分であると考えて、社内プロトタイプに移行することを決定したと付け加えました。.

DNABitsのBramaは、許可されたシステムの使用にも取り組んでおり、「最も単純で最も堅牢な形式のブロックチェーン、つまりビットコインタイプのネットワーク」の使用を提案しました。

「使用するエンジンが強力で高性能であればあるほど、表面攻撃は大きくなります。」

ブロックチェーンの嘘防止

23andMeは 前記 約500万の遺伝子型の顧客プロファイルを保存し、ライバル企業のAncestry.comは約1,000万を保存します。プロファイルごとに、彼らは周りに集まります 300の表現型データポイント —生涯に喫煙した（考えている）タバコの数を調べることを目的とした調査を作成する、または ヨガかプロザックか あなたのうつ病を管理するのにより効果的でした.

表現型は、個人の遺伝子型と環境との相互作用から生じる、個人の観察可能な特性のセットです。このデータへのアクセスを生成して共有することは、バリアントと特性の相関関係を通じてゲノムをデコードするために重要です。しかし、グリシンが指摘しているように、主に自己報告されているため、既存のデータの多くの品質は不確実であり、トークン化されたゲノミクスはこの点で1つのハードルに直面しています。

「人々が個人のゲノムデータを収益化できるようになれば、「まれな状態だと主張すれば、多くの製薬会社が私のゲノムへのアクセスを購入することに興味を持つだろう」と考える人もいるかもしれません。必ずしも真実ではありません。ゲノムの価値を予測するのは難しいので、珍しいものがあれば、ゲノムの価値が高まると言うのは正しくありません。実際、多くの研究では、ごく普通のコントロールサンプルがたくさん必要です。」

教育は、嘘をつくことでこれ以上お金を稼ぐことができないこと、そして中道のゲノムが珍しいものと同じくらい購入者にとって興味深いかもしれないことを人々に知らせるのに役立ちます。しかし、グリシンはまた、ブロックチェーンシステムは、教育が失敗した場合でも、欺瞞を阻止する独自のメカニズムを提供できると述べました。

「ブロックチェーンは、誤った応答を検出したり、個々の参加者が嘘をついた場所を特定したりする表現型調査を作成するのに役立ちます。そして、これはブロックチェーン対応のエスクローシステムと組み合わせることができます。たとえば、調査に参加する前に、エスクローウォレットに少量の暗号通貨を預ける必要があります。」

矛盾する応答が誰かが自分の病状について嘘をついたことを示している場合、法定通貨を使用するよりもブロックチェーンシステム内で実装するのがはるかに簡単な方法で預金を差し控えることができます.

2023：ウイルスと染色体がブロックチェーンにヒット

人口のごく一部が搭乗している場合でも、ボディのコードのデータ集約度を考えると、シーケンスの津波が既存の集中型ストアにすでに殺到しています。.

単一ゲノムの複雑な生データセットは200ギガバイトに達します。2023年6月、米国国立衛生研究所のGenBankには、 2兆 シーケンスのベース。世界最大のバイオテクノロジー企業の1つ、中国のBGIゲノミクス, 発表 2023年に新しいDNAの5つのペタバセを生産することを計画したその同じ月、2023年までに100ペタバセに達するために毎年増加します.

リドスキーはCointelegraphとのインタビューで、アナリストは生の200ギガバイトのデータセットは不要であると提案し、不正確さを軽減するために最初のゲノム配列決定を「たとえば30回または100回」複数回読み取ることを強調しました。組み合わせると、彼は次のように説明しました。「シーケンスのサイズは 1.5ギガバイト.」これでも、ブロックチェーンに取り込むにはかなりの圧縮が必要です。参考までに、 平均サイズ 2023年6月中旬の時点で、ビットコイン（BTC）ブロックチェーンでのトランザクションの割合は423キロバイトでした.

ビットコインブロックチェーンの平均トランザクションサイズ、2014-18。出典：TradeBlock.com

6月、DNAtix 発表 ブロックチェーンテクノロジー、特にIBMのHyperledgerファブリックを使用した完全な染色体の最初の転送。リドスキー氏はコインテレグラフに対し、同社は今年8月にDNAの99％の圧縮率を達成することに成功したと語った。.

Nebulaは、その一部として、ゲノミクスの独自の感度を考えると、ブロックチェーン上でもデータ転送は不要であり、賢明ではないと想定しています。代わりに、データアクセスの共有を提案します。このソリューションは、ブロックチェーンを高度な暗号化技術および分散コンピューティング手法と組み合わせます。グリシンが概説したように：

「データに対してアプリを実行するだけで、データをコンピューター上でローカルに分析できます[…]。たとえば、準同型暗号化を使用して暗号化された形式でデータを共有するなど、追加のセキュリティ対策を講じます。」

グリシンは、準同型技術はデータを暗号化するが、それが「無意味」ではないことを保証し、「データを乱すことなくデータをモーフィングする変換」を作成すると説明しました。

「データ購入者は、基になるデータ自体を取得しませんが、暗号化された形式で計算して、そこから結果を導き出します。したがって、コードは研究者に移動されるのではなく、データに移動されます。」

暗号化されたデータは、いわゆるゲノムアプリの開発者が利用できるようにすることができます。これは、Nebula、DNAtix、およびこの分野の他の多くの新興スタートアップが、データの解釈をユーザーに提供する1つの手段として提案しています。また、研究者やその他のサードパーティ開発者にさらなる収益源を提供することもできます。.

しかし、アプリへのゲノム解釈の「アウトソーシング」はそれほど単純ですか？数十年前のヘルスケアモデルは、患者を遺伝カウンセラーに紹介し、リスクを検討し、期待について話し合い、当惑し、しばしば恐ろしい結果をもたらす可能性があるものを翻訳するのに役立ちました.

消費者の遺伝子検査会社はすでに 告発された 「大量のデータと少数の回答で」クライアントを離れること。 23andMeは、系図上の好奇心を満たし、さまざまな「ウェルネス」遺伝子を解釈するだけでなく、子供の将来の健康に影響を与える可能性のある遺伝子変異を持っているかどうかを明らかにすることができます。 承認済み 乳がんやパーキンソン病などの遺伝的健康リスクを開示する.

ブロックチェーンは、コンピューター画面の青い輝きに直面して、個人を暗闇に残すことになると、それほどうまくいかないかもしれません。 NebulaとDNAtixはどちらも、遺伝カウンセラーを生態系に統合する方法を検討しています。Grishinは、ユーザーが本当に「すべてを知りたい」のか、「実用的な」洞察だけが必要なのかを「オプトイン」できるようにすることも提案しました。現代医学が取り組むことができること.

ブロックチェーンと大手製薬会社

世界の処方薬販売は 予報 2024年までに1.2兆ドルに達するでしょう。しかし、医薬品と毎日錠剤を服用している何百万もの人々の間のフィードバックループを閉じることは、依然として重大なハードルに直面しています。.

医薬品開発は、医療試験、遺伝子検査、処方の副作用、およびライフスタイルに関連する長期的な影響のライフサイクルを相互に関連付けて追跡することに依存しています。トークン化は、複数のストリームにわたって生成されたデータを共有するように個人や企業にインセンティブを与えることができます。ブラマが概説したように：

「ライフスタイルデータは、ウェアラブル、スマートフォン、スマートホーム、スマートシティ、購入、コマーシャルインタラクション、ソーシャルメディアなどから取得されます。別のデータはすべての人によって運ばれ、それが私たちのゲノムです。 3つ目は、医療システムで生成された臨床データと健康状態データです。」

Bramaは、トランプの例えを使用して、データ所有者の匿名性を保護しながら、ブロックチェーンがこのデータの接続を開始するための鍵となる可能性があることを説明しました.

個人は、デジタルウォレットに無制限の数の一意のアドレスを保持できます。薬局に行って特定の薬（たとえば、QRコードがスタンプされたビタミンC）を購入すると、これらのアドレスの1つに対するトランザクションが生成されます。かかりつけの医師を訪ねると、電子カルテ（EMR）の診断用のハッシュがさらに生成される可能性があります。たとえば、鼻水などです。このトランザクションは、介護者と別のウォレットアドレスの間で行われます.

ユーザーは、異なるウォレットのトランザクション間の相関関係をブロックチェーンに配置し、基礎となるデータに入札できるように公開することを選択できます。または、相関関係をオフチェーンに保ち、たとえば保険会社や研究機関が特定のトランザクションセットを持つユーザーに広告を出す場合にのみ証拠を送信する場合があります。

「あなたはデッキを持っています。あなたはカードを見て、あなたが言うかどうか、あなたが言わないかどうかを決定します。そして、それらをテーブルに置いて全員に見せることも、実際に持っていることを個人的に示すこともできます。それは本当にあなたに選択と実装を任せます。」

バイオテクノロジーのフロンティア

チャーチ教授は、暗号通貨とブロックチェーンのスペースに接続されている人なら誰でもベルを鳴らす可能性が高いというアナロジーを作成しました。「現在、ゲノムシーケンスは1980年代後半のインターネットのようなものです。そこにありましたが、誰も使っていませんでした。」

ブロックチェーンとゲノム研究の先駆者は、おそらくこれまで以上に互いに近づいています。細胞内のDNAは生涯にわたる情報の保存場所として理解されているため、身体のコードの連動ネットワークを安全かつ柔軟に管理するには、新しい破壊的なテクノロジーが必要です。.

ゲノミクスの出現は、科学だけでは解決できない問題を提起します。すべてのインタビュー対象者にとって、ブロックチェーンは、これらの生の生体材料のらせんが制御不能にならないようにする、公平で透明な所有権と循環の手段を作成するための鍵となる可能性があります。.