Noong Nobyembre 2017, inilathala ng British Internet publication na The Independent ang isang artikulo sa bagong programa ng synthetic biology ng US Department of Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), Advanced Plant Technologies (APT). Plano ng kagawaran ng militar na lumikha ng genetically modified algae na maaaring kumilos bilang mga self-sustain sensor upang mangolekta ng impormasyon sa mga kundisyon kung saan imposible ang paggamit ng tradisyunal na mga teknolohiya. Gaano ito katotohanang at paano ito nagbabanta sa sangkatauhan?
Ipinapalagay na ang natural na kakayahan ng mga halaman ay maaaring magamit upang makita ang mga kaugnay na kemikal, nakakapinsalang mga mikroorganismo, radiation at mga signal ng electromagnetic. Sa parehong oras, ang pagbabago ng kanilang genome ay magpapahintulot sa militar na kontrolin ang estado ng kapaligiran at hindi lamang. Ito naman ay gagawing posible upang malayuang masubaybayan ang reaksyon ng mga halaman na gumagamit ng mayroon nang mga teknikal na pamamaraan.
Masunurin na mga virus
Ayon kay Blake Bextine, APT Program Manager, layunin ng DARPA sa kasong ito ay upang makabuo ng isang mahusay na reusable system para sa pagdidisenyo, direktang paglikha at pagsubok ng iba't ibang mga biological platform na may lubos na kakayahang umangkop na maaaring mailapat sa isang malawak na hanay ng mga sitwasyon.
Bigyan natin ng pagkilala ang mga Amerikanong siyentista at departamento ng militar ng Estados Unidos, na aktibong nagtataguyod ng pagbuo ng synthetic biology. Sa parehong oras, tandaan namin na ang makabuluhang pag-unlad ng mga nakaraang taon, ang inaasahang mga resulta na kung saan ay dapat na nakatuon sa pakinabang ng sangkatauhan, ay lumikha ng isang ganap na bagong problema, ang mga kahihinatnan na kung saan ay hindi mahulaan at hindi mahulaan. Ito ay lumabas na ang Estados Unidos ngayon ay may kakayahang panteknikal na magdisenyo ng artipisyal (gawa ng tao) na mga mikroorganismo na wala sa natural na mga kondisyon. Nangangahulugan ito na pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang bagong henerasyon ng biological armas (BW).
Kung maaalala mo, noong nakaraang siglo, ang masinsinang pagsasaliksik ng US tungkol sa pagpapaunlad ng BW ay naglalayong kapwa sa pagkuha ng mga pinagpala ng mga causative agents ng mapanganib na mga nakakahawang sakit sa mga tao na may nabago na mga katangian (pag-overtake ng tiyak na kaligtasan sa sakit, paglaban ng polyantibiotic, pagtaas ng pathogenicity), at sa pagbuo paraan ng kanilang mga hakbang sa pagkakakilanlan at proteksyon. Bilang isang resulta, ang mga pamamaraan ng indikasyon at pagkilala ng mga genetically binago na mga mikroorganismo ay napabuti. Ang mga iskema para sa pag-iwas at paggamot ng mga impeksyon na dulot ng natural at binagong mga uri ng bakterya ay nabuo.
Ang mga unang eksperimento sa paggamit ng mga diskarte at teknolohiya ng recombinant DNA ay isinasagawa noong dekada 70 at nakatuon sa pagbabago ng genetic code ng mga natural na strain sa pamamagitan ng pagsasama ng mga solong gene sa kanilang genome na maaaring magbago ng mga katangian ng bakterya. Nagbukas ito ng mga pagkakataon para sa mga siyentipiko na malutas ang mga mahahalagang problema tulad ng paggawa ng biofuels, electrisidad ng bakterya, gamot, diagnostic na gamot at mga multi-diagnostic platform, mga synthetic vaccine, atbp. Ang isang halimbawa ng matagumpay na pagpapatupad ng naturang mga layunin ay ang paglikha ng isang bakterya naglalaman ng recombinant DNA at paggawa ng synthetic insulin …
Ngunit mayroon ding ibang panig. Noong 2002, ang mga nabubuhay na poliovirus ay artipisyal na na-synthesize, kabilang ang mga katulad ng pathogen ng Spanish flu, na kumitil ng sampung milyong buhay noong 1918. Bagaman ginagawa ang mga pagtatangka upang lumikha ng mga mabisang bakuna batay sa naturang mga artipisyal na pilit.
Noong 2007, ang mga siyentipiko mula sa J. Craig Venter Research Institute (JCVI, USA) ay para sa kauna-unahang pagkakataon na maihatid ang buong genome ng isang species ng bakterya (Mycoplasma mycoides) patungo sa isa pa (Mycoplasma capricolum) at pinatunayan ang posibilidad na mabuhay ng isang bagong microorganism. Upang matukoy ang gawa ng tao na pinagmulan ng naturang bakterya, ang mga marker, ang tinatawag na mga watermark, ay karaniwang ipinakilala sa kanilang genome.
Ang synthetic biology ay isang masinsinang pagbubuo ng lugar, na kumakatawan sa isang husay na bagong hakbang sa pag-unlad ng genetic engineering. Mula sa paglipat ng maraming mga gen sa pagitan ng mga organismo sa disenyo at pagtatayo ng mga natatanging biological system na hindi umiiral sa likas na katangian na may "programmed" na mga pagpapaandar at katangian. Bukod dito, ang genomic sequencing at ang paglikha ng mga database ng kumpletong mga genome ng iba't ibang mga mikroorganismo ay gagawing posible na makabuo ng mga modernong diskarte para sa pagbubuo ng DNA ng anumang microbe sa laboratoryo.
Tulad ng alam mo, ang DNA ay binubuo ng apat na base, ang pagkakasunud-sunod at komposisyon na tumutukoy sa mga biological na katangian ng mga nabubuhay na organismo. Pinapayagan ng modernong agham ang pagpapakilala ng mga "hindi likas" na mga base sa gawa ng tao na genome, ang paggana nito sa cell ay napakahirap mag-program nang maaga. At ang mga nasabing eksperimento sa "pagpasok" sa artipisyal na genome ng hindi kilalang mga pagkakasunud-sunod ng DNA na may mga hindi kilalang pag-andar ay isinasagawa sa ibang bansa. Sa USA, Great Britain at Japan, ang mga multidisciplinary center na tumatalakay sa synthetic biology ay itinatag; ang mga mananaliksik ng iba't ibang specialty ay nagtatrabaho doon.
Sa parehong oras, halata na ang paggamit ng mga modernong pamamaraan na pamamaraan ay nagdaragdag ng posibilidad na "hindi sinasadya" o sinadya na paggawa ng mga chimeric na ahente ng mga biological na armas na hindi alam ng sangkatauhan na may isang ganap na bagong hanay ng mga kadahilanan ng pathogenicity. Kaugnay nito, lumilitaw ang isang mahalagang aspeto - tinitiyak ang kaligtasan ng biological ng naturang mga pag-aaral. Ayon sa isang bilang ng mga dalubhasa, ang gawa ng tao biology ay kabilang sa larangan ng aktibidad na may mataas na peligro na nauugnay sa pagbuo ng mga bagong buhay na mikroorganismo. Hindi mapasyahan na ang mga form ng buhay na nilikha sa laboratoryo ay maaaring makatakas mula sa test tube, maging mga sandatang biological, at magbabanta ito sa umiiral na natural na pagkakaiba-iba.
Ang espesyal na pansin ay dapat bayaran sa katotohanang, sa kasamaang palad, ang isa pang mahalagang problema ay hindi naipakita sa mga publikasyon sa gawa ng tao biology, lalo, ang pangangalaga ng katatagan ng artipisyal na nilikha na genome ng bakterya. Alam na alam ng mga microbiologist ang kababalaghan ng kusang pag-mutate dahil sa isang pagbabago o pagkawala (pagtanggal) ng isang gene sa genome ng bakterya at mga virus, na humantong sa pagbabago ng mga pag-aari ng cell. Gayunpaman, sa ilalim ng natural na mga kondisyon, ang dalas ng paglitaw ng naturang mga mutasyon ay mababa at ang genome ng mga mikroorganismo ay nailalarawan sa pamamagitan ng kamag-anak na katatagan.
Ang proseso ng ebolusyon ay hugis ang pagkakaiba-iba ng mundo ng microbial sa loob ng isang libong taon. Ngayon, ang buong pag-uuri ng mga pamilya, genera at species ng bakterya at mga virus ay batay sa katatagan ng mga pagkakasunud-sunod ng genetiko, na nagpapahintulot sa kanilang pagkilala at tumutukoy sa mga tiyak na katangian ng biological. Ang mga ito ang panimulang punto para sa paglikha ng mga modernong pamamaraan ng diagnostic tulad ng pagpapasiya ng mga profile ng protina o fatty acid ng mga mikroorganismo gamit ang MALDI-ToF mass spectrometry o chromo-mass spectrometry, pagkilala sa mga pagkakasunud-sunod ng DNA na tiyak sa bawat microbe gamit ang PCR analysis, atbp. Sa parehong oras, ang katatagan ng gawa ng tao na genome ng "chimeric" microbes ay kasalukuyang hindi kilala, at imposibleng hulaan kung gaano namin nagawang "linlangin" ang kalikasan at ebolusyon. Samakatuwid, napakahirap mahulaan ang mga kahihinatnan ng hindi sinasadya o sinadya na pagtagos ng naturang mga artipisyal na mikroorganismo sa labas ng laboratoryo. Kahit na sa "harmlessness" ng nilikha na microbe, ang paglabas nito "sa ilaw" na may mga kundisyong ganap na naiiba mula sa laboratoryo ay maaaring humantong sa mas mataas na kakayahang umangkop at pagbuo ng mga bagong pagkakaiba-iba na hindi alam, marahil ay agresibong mga pag-aari. Ang isang malinaw na paglalarawan ng posisyon na ito ay ang paglikha ng isang artipisyal na bacterium cynthia.
Kamatayan sa bote
Ang Cynthia (Mycoplasma laboratorium) ay isang gawa ng tao na nagmula sa gawa ng tao na mycoplasma. Ito ay may kakayahang malayang magparami at inilaan, ayon sa mga ulat ng dayuhang media, na alisin ang mga kahihinatnan ng kalamidad ng langis sa tubig ng Golpo ng Mexico sa pamamagitan ng pagsipsip ng polusyon.
Noong 2011, ang bakterya ay inilunsad sa mga karagatan upang sirain ang mga natapon na langis na nagbabanta sa ekolohiya ng Daigdig. Ang pantal at hindi magandang kinakalkula na pagpapasyang ito ay agad na naging malubhang kahihinatnan - hindi na nakontrol ang mga mikroorganismo. Mayroong mga ulat ng isang kakila-kilabot na sakit, tinawag ng mga mamamahayag ng asul na salot at sanhi ng pagkalipol ng palahayupan sa Golpo ng Mexico. Sa parehong oras, ang lahat ng mga pahayagan na nagdulot ng gulat sa populasyon ay nabibilang sa mga peryodiko, habang ang mga publikasyong pang-agham ay ginusto na manahimik. Sa kasalukuyan, walang direktang ebidensya sa agham (o sadyang itinago sila) na ang hindi kilalang nakamamatay na sakit ay sanhi ng Cynthia. Gayunpaman, walang usok na walang apoy, samakatuwid ang mga nakasaad na bersyon ng sakunang ecological sa Golpo ng Mexico ay nangangailangan ng malapit na pansin at pag-aaral.
Ipinapalagay na sa proseso ng pagsipsip ng mga produktong petrolyo, ang cynthia ay nagbago at nagpalawak ng mga kinakailangang nutrisyon sa pamamagitan ng pagsasama ng mga protina ng hayop sa "diet". Ang pagpasok sa mga mikroskopiko na sugat sa katawan ng mga isda at iba pang mga hayop sa dagat, kumakalat ito sa pamamagitan ng daluyan ng dugo sa lahat ng mga organo at sistema, na literal na sinisira ang lahat sa daanan nito sa maikling panahon. Sa loob lamang ng ilang araw, ang balat ng mga selyo ay natatakpan ng ulser, patuloy na dumudugo, at pagkatapos ay ganap na mabulok. Naku, mayroong mga ulat ng mga nakamamatay na kaso ng sakit (na may parehong sintomas na kumplikado) at mga taong lumalangoy sa Golpo ng Mexico.
Ang isang mahalagang punto ay ang katunayan na sa kaso ng synthia, ang sakit ay hindi magagamot sa mga kilalang antibiotics, dahil, bilang karagdagan sa "mga watermark", ang mga gen para sa paglaban sa mga gamot na antibacterial ay ipinakilala sa genome ng bakterya. Ang huli ay nagtataas ng mga katanungan at sorpresa. Bakit ang orihinal na saprophytic microbe, na walang kakayahang magdulot ng mga sakit sa mga tao at hayop, ay nangangailangan ng mga gen na paglaban ng antibiotic?
Kaugnay nito, ang katahimikan ng mga opisyal at may-akda ng impeksyong ito ay mukhang kakaiba. Ayon sa ilang dalubhasa, mayroong pagtatago ng totoong sukat ng trahedya sa antas ng gobyerno. Iminungkahi din na sa kaso ng paggamit ng synthia, pinag-uusapan natin ang tungkol sa paggamit ng mga sandatang bacteriological ng isang malawak na saklaw ng pagkilos, na nagbabanta ng paglitaw ng isang intercontinental epidemya. Sa parehong oras, upang mapawi ang gulat at tsismis, ang Estados Unidos ay mayroong buong arsenal ng mga modernong pamamaraan para sa pagkilala ng mga mikroorganismo, at hindi mahirap matukoy ang etiological agent ng hindi kilalang impeksyong ito. Siyempre, hindi mapipintasan na ito ang resulta ng direktang epekto ng langis sa isang nabubuhay na organismo, kahit na ang mga sintomas ng sakit ay higit na nagpapahiwatig ng nakahahawang kalikasan nito. Gayunpaman, ang tanong, inuulit namin, ay nangangailangan ng kalinawan.
Likas na pag-aalala tungkol sa walang pigil na pagsasaliksik ng maraming mga siyentipikong Ruso at dayuhan. Upang mabawasan ang peligro, maraming mga direksyon ang iminungkahi - ang pagpapakilala ng personal na responsibilidad para sa mga pagpapaunlad na may mga hindi nai-program na resulta, isang pagtaas sa literasiyang pang-agham sa antas ng propesyonal na pagsasanay, at malawak na kamalayan ng publiko sa mga nagawa ng synthetic biology sa pamamagitan ng media. Ngunit handa ba ang komunidad na sundin ang mga patakarang ito? Halimbawa, ang pagkuha ng mga spore ng anthrax mula sa isang laboratoryo ng US at pagpapadala sa kanila sa mga sobre ay nagdududa sa pagiging epektibo ng kontrol. Bukod dito, isinasaalang-alang ang mga modernong posibilidad, ang pagkakaroon ng mga database ng mga pagkakasunud-sunod ng genetiko ng bakterya, kabilang ang mga causative agents ng lalo na mapanganib na mga impeksyon, mga diskarte sa pagbubuo ng DNA, mga pamamaraan ng paglikha ng mga artipisyal na microbes, ay pinadali. Imposibleng ibukod ang pagkuha ng hindi pinahihintulutang pag-access sa impormasyong ito ng mga hacker na may kasunod na pagbebenta sa mga interesadong partido.
Tulad ng karanasan ng "paglulunsad" ng Cynthia sa natural na kondisyon na ipinapakita, lahat ng mga iminungkahing hakbang ay hindi epektibo at hindi ginagarantiyahan ang kaligtasan ng biological ng kapaligiran. Bilang karagdagan, hindi maaaring mapasyahan na maaaring may mga pangmatagalang ecological na kahihinatnan ng pagpapakilala ng isang artipisyal na microorganism sa likas na katangian.
Ang ipinanukalang mga hakbang sa pagkontrol - laganap na kamalayan ng media at pagtaas ng responsibilidad sa etika ng mga mananaliksik sa paglikha ng mga artipisyal na anyo ng mga mikroorganismo - ay hindi pa nakasisigla. Ang pinaka-epektibo ay ang ligal na regulasyon ng kaligtasan ng biological ng mga form ng buhay na gawa ng tao at ang sistema ng kanilang pagsubaybay sa internasyonal at pambansang antas ayon sa bagong sistema ng pagtatasa ng peligro, na dapat magsama ng isang komprehensibo, eksperimentong batay sa ebidensya na pag-aaral ng mga kahihinatnan sa ang larangan ng synthetic biology. Ang isang posibleng solusyon ay maaari ding ang paglikha ng isang pang-internasyonal na konseho ng dalubhasa upang masuri ang mga panganib ng paggamit ng mga produkto.
Ipinapakita ng pagsusuri na naabot ng agham ang ganap na mga bagong hangganan at nagbigay ng mga hindi inaasahang problema. Hanggang ngayon, ang mga iskema para sa indikasyon at pagkilala ng mga mapanganib na ahente ay naglalayon sa kanilang pagtuklas batay sa pagkilala ng mga tukoy na antigenic o genetic marker. Ngunit kapag lumilikha ng mga chimeric microorganism na may iba't ibang mga kadahilanan ng pathogenicity, ang mga pamamaraang ito ay hindi epektibo.
Bukod dito, ang kasalukuyang nabuo na mga scheme para sa tiyak at pang-emergency na prophylaxis, etiotropic therapy ng mga mapanganib na impeksyon ay maaari ding maging walang silbi, dahil kinakalkula ang mga ito, kahit na sa kaso ng paggamit ng binagong mga pagpipilian, para sa isang kilalang pathogen.
Ang sangkatauhan, na hindi namamalayan, ay pumasok sa landas ng biyolohikal na pakikidigma na hindi alam ang mga kahihinatnan. Maaaring walang mga nagwagi sa giyerang ito.
