Биотехнологический риск
Биотехнологический риск — это форма экзистенциального риска , исходящего от биологических источников, таких как генно-инженерные биологические агенты. [1] [2] Выброс таких патогенов с серьезными последствиями может быть
- преднамеренное (в форме биотерроризма или биологического оружия )
- случайно, или
- естественное событие.
Глава, посвященная биотехнологии и биобезопасности, была включена в антологию Ника Бострома 2008 года «Глобальные катастрофические риски» , в которой освещались риски, включая вирусные агенты. [3] С тех пор новые технологии, такие как CRISPR и генные драйвы были внедрены .
Хотя способность целенаправленно создавать патогены ограничена высококлассными лабораториями, управляемыми ведущими исследователями, технологии для достижения этой цели быстро становятся дешевле и шире распространяются. [4] Например, снижение стоимости секвенирования человеческого генома (с 10 миллионов долларов до 1000 долларов), накопление больших наборов данных генетической информации, открытие генных драйвов и открытие CRISPR . [5] Таким образом, биотехнологический риск является убедительным объяснением парадокса Ферми . [6]
Генетически модифицированные организмы (ГМО) [ править ]
Есть несколько преимуществ и недостатков генетически модифицированных организмов. К недостаткам можно отнести множество рисков, которые разделены на шесть классов: 1. Риски для здоровья, 2. Экологические риски, 3. Угроза биоразнообразию, 4. Увеличение социальных различий, 5. Научные проблемы, 6. Потенциальная угроза автономии и благосостояние фермеров, желающих производить не ГМ-продукты. [7]
Риски 1. для здоровья
Ниже приведены потенциальные риски для здоровья, связанные с потреблением ГМО.
генов Неожиданные взаимодействия
Ожидаемые результаты перенесенной генной конструкции могут отличаться из-за взаимодействия генов. Была выдвинута гипотеза, что генетическая модификация потенциально может вызвать изменения в метаболизме, хотя результаты исследований на животных противоречивы. [8]
рака Риск
ГМ-культуры требуют меньшего количества пестицидов по сравнению с не-ГМ-культурами. [9] [10] [11] Поскольку основным компонентом некоторых пестицидов является глифосат , меньшие количества пестицидов, необходимые для обработки ГМ-культур, могут снизить риск неходжкинской лимфомы у работников, работающих с сырыми ГМ-продуктами. [12] [13]
Аллергенный потенциал [ править ]
Аллергенный потенциал – это возможность вызвать аллергическую реакцию у уже сенсибилизированных потребителей. Определенный ген, который был добавлен в ГМ-культуру, возможно, может создавать новые аллергены, а постоянное воздействие определенного белкового аллергена могло привести к развитию новой аллергии. Это не связано напрямую с использованием ГМ-технологий; но поскольку ни один тест не может предсказать аллергенность, весьма вероятно, что новые белки или их взаимодействие с обычными белками могут вызвать новую аллергию. [7]
перенос генов ( Горизонтальный ) HGT
Горизонтальный перенос генов — это любой процесс, посредством которого организм приобретает генетический материал от второго организма, не происходящий от него. Напротив, вертикальный перенос — это когда организм приобретает генетический материал от своих предков (т. е. от родителей). HGT – это перенос ДНК между клетками одного поколения. Люди и животные контактировали с «чужой ДНК». У людей ДНК ежедневно поглощается через пищу через фрагменты генов растений и животных, а также бактериальную ДНК. [ нужна медицинская ссылка ]
Устойчивость к антибиотикам [ править ]
Теоретически устойчивость к антибиотикам может возникнуть при употреблении в пищу генетически модифицированных растений. Гены могут быть переданы бактериям в желудочно-кишечном тракте человека и развить устойчивость к этому конкретному антибиотику. [ нужна медицинская ссылка ] Учитывая этот фактор риска, необходимы дополнительные исследования. [7]
функции усилением с Мутации
Исследования [ править ]
Патогены могут быть намеренно или непреднамеренно генетически модифицированы с целью изменения их характеристик, включая вирулентность или токсичность . [2] Если эти мутации намеренны, они могут помочь адаптировать возбудитель к лабораторным условиям, понять механизм передачи или патогенеза или разработать методы лечения. Подобные мутации также использовались при разработке биологического оружия , а риск двойного использования по-прежнему вызывает обеспокоенность при исследовании патогенов. [14] Наибольшую озабоченность часто вызывают мутации усиления функции, которые придают новую или повышенную функциональность, а также риск их высвобождения. Исследования по усилению функции вирусов проводятся с 1970-х годов и приобрели известность после того, как вакцины против гриппа стали серийно передаваться животным-хозяевам. [ нужна ссылка ]
Мышиная оспа [ править ]
Группа австралийских исследователей непреднамеренно изменила характеристики вируса мышиной оспы , пытаясь разработать вирус для стерилизации грызунов как средства биологической борьбы с вредителями . [2] [15] [16] Модифицированный вирус стал очень летальным даже для вакцинированных и естественно устойчивых мышей . [17]
Influenza[editГрипп
В 2011 году две лаборатории опубликовали отчеты о мутационном скрининге вирусов птичьего гриппа , выявив варианты, которые передаются по воздуху между хорьками . Эти вирусы, кажется, преодолевают препятствие, которое ограничивает глобальное воздействие природного H5N1 . [18] [19] В 2012 году ученые дополнительно проверили точечные мутации генома вируса H5N1 , чтобы выявить мутации, которые способствовали распространению вируса воздушно-капельным путем. [20] [21] Хотя заявленной целью этого исследования было улучшение надзора и подготовка к вирусам гриппа, которые представляют особый риск возникновения пандемии , [22] существовали серьезные опасения, что сами лабораторные штаммы могут выйти наружу. [23] Марк Липсич и Элисон П. Гальвани стали соавторами статьи в журнале PLoS Medicine, в которой утверждается, что эксперименты, в которых ученые манипулируют вирусами птичьего гриппа, чтобы сделать их передающимися млекопитающим, заслуживают более пристального внимания на предмет того, перевешивают ли их риски их преимущества. [24] Липсич также назвал грипп самым пугающим «потенциальным пандемическим возбудителем». [25]
Регламент [ править ]
В 2014 году Соединенные Штаты ввели мораторий на исследования по повышению эффективности гриппа , MERS и SARS . [26] Это было сделано в ответ на особые риски, которые представляют эти передающиеся по воздуху патогены. Однако многие ученые выступили против моратория, утверждая, что это ограничивает их возможности по разработке противовирусных методов лечения. [27] Ученые утверждали, что необходимы мутации для увеличения функции, такие как адаптация MERS к лабораторным мышам, чтобы его можно было изучить.
Национальный научный консультативный совет по биобезопасности также установил правила для исследовательских предложений с использованием вызывающих беспокойство исследований по увеличению функциональности. [28] В правилах описывается, как эксперименты должны оцениваться на предмет рисков, мер безопасности и потенциальных выгод; до финансирования.
Чтобы ограничить доступ и свести к минимуму риск легкого доступа к генетическому материалу патогенов, включая вирусы, члены Международного консорциума генного синтеза заказывают проверку на наличие регулируемых патогенов и других опасных последовательностей. [29] Заказы на патогенную или опасную ДНК проверяются на предмет личности клиента, исключая клиентов из правительственных списков наблюдения, и только учреждениям, «явно занимающимся законными исследованиями».
CRISPR [ править ]
После удивительно быстрого прогресса в редактировании CRISPR международный саммит провозгласил [ нужны разъяснения ] в декабре 2015 года было «безответственно» продолжать редактирование генов человека до тех пор, пока не будут решены проблемы безопасности и эффективности. [30] Одним из способов, с помощью которого редактирование CRISPR может вызвать экзистенциальный риск, является генный драйв , который, как говорят, потенциально может «революционизировать» управление экосистемами . [31] Генный драйв — это новая технология, которая потенциально может способствовать чрезвычайно быстрому распространению генов среди диких популяций. У них есть потенциал для быстрого распространения генов устойчивости к малярии, чтобы дать отпор малярийному паразиту Plasmodium falciparum . [32] Эти генные драйвы были первоначально разработаны в январе 2015 года Итаном Биром и Валентино Ганцем; этому редактированию способствовало открытие CRISPR-Cas9 . В конце 2015 года DARPA начало изучать подходы, которые могли бы остановить генные драйвы, если они выйдут из-под контроля и поставят под угрозу биологические виды. [33]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «Экзистенциальные риски: анализ сценариев вымирания человечества» . Никбостром.com . Проверено 3 апреля 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Али Нун; Кристофер Ф. Чиба (2008). «Глава 20: Биотехнология и биобезопасность». В Бостроме, Ник; Чиркович, Милан М. (ред.). Глобальные катастрофические риски . Издательство Оксфордского университета.
- ^ Бостром, Ник; Чиркович, Милан М. (29 сентября 2011 г.). Глобальные катастрофические риски: Ник Бостром, Милан М. Чиркович: 9780199606504: Amazon.com: Books . ОУП Оксфорд. ISBN 978-0199606504 – через Amazon.com.
- ^ Коллиндж, Дэвид Б.; Йоргенсен, Ханс Дж.Л.; Лунд, Оле С.; Люнгкьер, Майкл Ф. (1 июля 2010 г.). «Инженерная устойчивость сельскохозяйственных культур к патогенам: текущие тенденции и перспективы» . Ежегодный обзор фитопатологии . 48 (1): 269–291. doi : 10.1146/annurev-phyto-073009-114430 . ISSN 0066-4286 . ПМИД 20687833 .
- ^ «ФЛИ – Институт будущего жизни» . Futureoflife.org . Проверено 3 апреля 2016 г.
- ^ Сотос, Джон Г. (15 января 2019 г.). «Биотехнология и жизнь технических цивилизаций». Международный журнал астробиологии . 18 (5): 445–454. arXiv : 1709.01149 . Бибкод : 2019IJAsB..18..445S . дои : 10.1017/s1473550418000447 . ISSN 1473-5504 . S2CID 119090767 .
- ^ Перейти обратно: а б с Обнимаю Кристину (февраль 2008 г.). «Генетически модифицированные организмы: перевешивают ли преимущества риски?» . Медицина . 44 (2): 87–99. дои : 10.3390/medicina44020012 . ISSN 1648-9144 . ПМИД 18344661 .
- ^ Бава, А.С.; Анилакумар, КР (19 декабря 2012 г.). «Генетически модифицированные продукты питания: безопасность, риски и опасения общественности — обзор» . Журнал пищевой науки и технологий . 50 (6): 1035–1046. дои : 10.1007/s13197-012-0899-1 . ISSN 0022-1155 . ПМЦ 3791249 . ПМИД 24426015 .
- ^ Клюмпер, Вильгельм; Каим, Утреня (3 ноября 2014 г.). «Метаанализ воздействия генетически модифицированных культур» . ПЛОС ОДИН . 9 (11): e111629. Бибкод : 2014PLoSO...9k1629K . дои : 10.1371/journal.pone.0111629 . ПМК 4218791 . ПМИД 25365303 .
- ^ Раман, Ручир (2 октября 2017 г.). «Влияние генетически модифицированных (ГМ) культур на современное сельское хозяйство: обзор» . ГМ-культуры и продукты питания . 8 (4): 195–208. дои : 10.1080/21645698.2017.1413522 . ПМК 5790416 . ПМИД 29235937 .
- ^ Брукс, Грэм (31 декабря 2022 г.). «Использование генетически модифицированных (ГМ) культур в 1996–2020 годах: воздействие на окружающую среду, связанное с изменением использования пестицидов» . ГМ-культуры и продукты питания . 13 (1): 262–289. дои : 10.1080/21645698.2022.2118497 . ПМЦ 9578716 . ПМИД 36226624 .
- ^ Чжан, Луопин; Рана, Имаан; Шаффер, Рэйчел М.; Тайоли, Эмануэла; Шеппард, Лианна (июль 2019 г.). «Воздействие гербицидов на основе глифосата и риск неходжкинской лимфомы: метаанализ и подтверждающие данные» . Исследования мутаций/обзоры исследований мутаций . 781 : 186–206. дои : 10.1016/j.mrrev.2019.02.001 . ПМК 6706269 . ПМИД 31342895 .
- ^ Вайзенбургер, Деннис Д. (сентябрь 2021 г.). «Обзор и обновленная информация с точки зрения доказательств того, что гербицид глифосат (Раундап) является причиной неходжкинской лимфомы» . Клиническая лимфома, миелома и лейкемия . 21 (9): 621–630. дои : 10.1016/j.clml.2021.04.009 . ISSN 2152-2669 . ПМИД 34052177 . S2CID 235257521 .
- ^ Клобленц, Г.Д. (2012). «От биозащиты к биобезопасности: стратегия администрации Обамы по противодействию биологическим угрозам». Международные дела . 88 (1): 131–48. дои : 10.1111/j.1468-2346.2012.01061.x . ПМИД 22400153 . S2CID 22869150 .
- ^ Джексон, Р.; Рамшоу, I (январь 2010 г.). «Опыт мышиной оспы. Интервью с Рональдом Джексоном и Яном Рэмшоу об исследованиях двойного назначения. Интервью Майкла Дж. Селгелида и Лорны Вейр» . Отчеты ЭМБО . 11 (1): 18–24. дои : 10.1038/embor.2009.270 . ПМЦ 2816623 . ПМИД 20010799 .
- ^ Джексон, Рональд Дж.; Рамзи, Алистер Дж.; Кристенсен, Карина Д.; Битон, Сандра; Холл, Диана Ф.; Рамшоу, Ян А. (2001). «Экспрессия мышиного интерлейкина-4 рекомбинантным вирусом эктромелии подавляет цитолитические ответы лимфоцитов и преодолевает генетическую устойчивость к мышиной оспе» . Журнал вирусологии . 75 (3): 1205–1210. дои : 10.1128/jvi.75.3.1205-1210.2001 . ПМК 114026 . ПМИД 11152493 .
- ^ Сандберг, Андерс (29 мая 2014 г.). «Пять крупнейших угроз человеческому существованию» . theconversation.com . Проверено 13 июля 2014 г.
- ^ Имаи, М; Ватанабэ, Т; Хатта, М; Дас, Южная Каролина; Одзава, М; Шинья, К; Чжун, Г; Хэнсон, А; Кацура, Х; Ватанабэ, С; Ли, С; Каваками, Э; Ямада, С; Кисо, М; Сузуки, Ю; Махер, Э.А.; Нойманн, Г; Каваока, Ю. (2 мая 2012 г.). «Экспериментальная адаптация HA гриппа H5 обеспечивает воздушно-капельную передачу реассортантного вируса H5 HA/H1N1 у хорьков» . Природа . 486 (7403): 420–8. Бибкод : 2012Natur.486..420I . дои : 10.1038/nature10831 . ПМЦ 3388103 . ПМИД 22722205 .
- ^ «Риск от супервирусов – европейцы» . Theeuropean-magazine.com . Проверено 3 апреля 2016 г.
- ^ Падение, С; Винты, EJ; Линстер, М; Чутинимиткул, С; де Вит, Э; Мюнстер, виджей; Соррелл, Э.М.; Бестеброер, ТМ; Берк, DF; Смит, диджей; Риммельцваан, ГФ; Остерхаус, AD; Фушье, РА (22 июня 2012 г.). «Воздушно-капельная передача вируса гриппа A/H5N1 между хорьками» . Наука . 336 (6088): 1534–41. Бибкод : 2012Sci...336.1534H . дои : 10.1126/science.1213362 . ПМЦ 4810786 . ПМИД 22723413 .
- ^ «Пять мутаций делают H5N1 воздушно-капельным» . The-scientist.com . Проверено 3 апреля 2016 г.
- ^ «Размышление об опасности» . Ученый. 1 апреля 2012 года . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ Коннор, Стив (20 декабря 2013 г.). « Гнев «Ложных заявлений» по поводу работы над тем, чтобы сделать вирус птичьего гриппа H5N1 БОЛЕЕ опасным для людей» . Независимый . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ Липсич, М; Гальвани, AP (май 2014 г.). «Этические альтернативы экспериментам с новыми потенциально пандемическими патогенами» . ПЛОС Медицина . 11 (5): e1001646. doi : 10.1371/journal.pmed.1001646 . ПМК 4028196 . ПМИД 24844931 .
- ^ «Вопросы и ответы: Когда лабораторные исследования угрожают человечеству» . Гарвард Т. Чан . 15 сентября 2014 года . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ Кайзер, Джоселин; Малакофф, Дэвид (17 октября 2014 г.). «США прекращают финансирование новых рискованных исследований вирусов и призывают к добровольному мораторию» . Наука . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ Кайзер, Джоселин (22 октября 2014 г.). «Исследователи протестуют против моратория на рискованные эксперименты с вирусами» . Наука . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ Кайзер, Джоселин (27 мая 2016 г.). «Американские советники утвердили план обзора рискованных исследований вирусов» . Наука . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ «Международный консорциум генного синтеза (IGSC) - Гармонизированный протокол скрининга - Последовательность генов и проверка клиентов для повышения биобезопасности» (PDF) . Международный консорциум генного синтеза . Архивировано из оригинала (PDF) 19 августа 2016 года . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ «Ученые призывают к мораторию на редактирование генома человека: опасности использования CRISPR для создания «дизайнерских детей»: LIFE: Tech Times» . Techtimes.com . 6 декабря 2015 года . Проверено 3 апреля 2016 г.
- ^ « Генные драйвы» и CRISPR могут произвести революцию в управлении экосистемами – Сеть блогов Scientific American» . Блоги.scientificamerican.com . 17 июля 2014 года . Проверено 3 апреля 2016 г.
- ^ Ледфорд, Хайди; Каллауэй, Юэн (23 ноября 2015 г.). « Комары с «генным драйвом» созданы для борьбы с малярией – Nature News & Comment» . Nature.com . дои : 10.1038/nature.2015.18858 . S2CID 181366771 . Проверено 3 апреля 2016 г.
- ^ Бегли, Шэрон (12 ноября 2015 г.). «Почему ФБР и Пентагон боятся генных драйвов» . Стат . Проверено 3 апреля 2016 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Инициативы по борьбе с ядерной угрозой Отчет о предотвращении глобальных катастрофических биологических рисков (сентябрь 2020 г.)
- 80 000 часов Обзор проблем на по снижению глобальных катастрофических биологических рисков (март 2020 г.)
