Синтетическая биология и биобезопасность

Испанский грипп 1918 года унёс 20–50 миллионов жизней с необычно высокой летальностью в 10–20%. В 2005 году исследователи в США совершили прорыв: они изолировали генетический материал вируса H1N1 из замороженного образца лёгкого, расшифровали его последовательность, опубликовали её и воскресили вирус, синтезировав его ДНК химически. Этот "воскрешённый" вирус убивал мышей эффективнее современных штаммов гриппа.

Этот случай стал хрестоматийным примером "исследования двойного назначения" (DURC) — работы с потенциалом как для огромной пользы, так и для огромного вреда. К DURC также относят, например, gain-of-function исследования, где микроорганизмы модифицируют для получения новых, потенциально опасных свойств.

Действительно ли биология становится проще?

Движение DIYBio и доступные наборы для биоинженерии вызывают опасения, что биотехнологии могут быть использованы негосударственными группами. Эксперт по биобезопасности Дэниел Герштейн заявляет, что "биологическая война больше не может считаться прерогативой только государств".

Однако эта оценка может быть преувеличена. Научный прогресс не столько упрощает биологию, сколько раскрывает её внутреннюю сложность. Хотя некоторые методы (например, ПЦР) стали рутинными, их сменили ещё более сложные задачи, требующие сложной инфраструктуры для анализа данных. Легко освоить лабораторную технику — недостаточно, чтобы успешно сконструировать жизнеспособный патоген. Демократизация биологии через общественные лаборатории скорее полезна для повышения биологической грамотности общества.

Реальные угрозы

Основные опасения относительно биологического оружия и синтетической биологии связаны с потенциалом злоупотребления со стороны государств, а не любителей.

Главным международным сдерживающим фактором является Конвенция о биологическом оружии (BWC), подписанная в 1975 году. Однако её эффективность сомнительна из-за отсутствия механизма проверки и низкой прозрачности: отчёты публикуют только 30 из 178 стран-участниц.

А как насчет печати вирусов и редактирования генома?

Хотя синтез ДНК становится дешевле, заказать ДНК патогена практически невозможно благодаря Международному консорциуму по синтезу генов (IGSC). Его компании проверяют каждый заказ ДНК по базам данных патогенных последовательностей. Даже получив фрагменты ДНК, создать работающий вирус невероятно сложно.

Инструмент редактирования генома CRISPR также вызывает опасения. Хотя это мощный инструмент для мутагенеза, его использование для создания оружия было бы нелогичным: природа уже создала множество патогенов (от гриппа до сибирской язвы), которые проще weaponize. Больший риск может представлять непреднамеренный выброс модифицированных организмов.

Выводы

Сообщество синтетической биологии стало серьёзнее относиться к биобезопасности. Компании по синтезу генов проверяют заказы, а такие инициативы, как конкурс iGEM, прививают принципы ответственной науки.

Ключевой вызов — найти баланс между открытым общением с обществом для построения доверия и предотвращением распространения деталей об исследованиях двойного назначения без надзора.

В основе биобезопасность, как и всякая безопасность, — это не столько технологии, сколько мотивы для их misuse. Мир стал более мирным за последнее столетие, и нужно стремиться к тому, чтобы биотехнологическая революция не сопровождалась возвратом к военному прошлому.