Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК
Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК была влиятельной конференцией , организованной Полом Бергом . [1] Максин Сингер , [2] и его коллеги для обсуждения потенциальных биологических опасностей и регулирования биотехнологии , состоявшегося в феврале 1975 года в конференц-центре в Асиломар-Стейт-Бич , Калифорния. [3] Группа из около 140 специалистов (в основном биологов , но также включая юристов и врачей ) приняла участие в конференции с целью разработки добровольных рекомендаций по обеспечению безопасности технологии рекомбинантной ДНК . Конференция также сделала научные исследования более общедоступными, и их можно рассматривать как применение одной из версий принципа предосторожности .
Эффекты этих руководящих принципов до сих пор ощущаются в биотехнологической промышленности и участии широкой общественности в научных дискуссиях. [4] Из-за потенциальной угрозы безопасности ученые во всем мире прекратили эксперименты с использованием технологии рекомбинантной ДНК, которая влекла за собой объединение ДНК разных организмов. [3] [4] После установления руководящих принципов во время конференции ученые продолжили свои исследования, которые увеличили фундаментальные знания о биологии и интерес общественности к биомедицинским исследованиям . [5]
ДНК рекомбинантной Предыстория : технология
Технология рекомбинантной ДНК возникла в результате достижений биологии, начавшихся в 1950-х и 60-х годах. В эти десятилетия стала более очевидной традиция объединения структурного, биохимического и информационного подходов к центральным проблемам классической генетики. Две основные концепции этой традиции заключались в том, что гены состоят из ДНК и что ДНК кодирует информацию, определяющую процессы репликации и синтеза белка . Эти концепции были воплощены в модели ДНК, созданной совместными усилиями Джеймса Уотсона , Фрэнсиса Крика и Розалинды Франклин . Дальнейшие исследования модели Уотсона-Крика привели к теоретическим достижениям, которые нашли отражение в новых способностях манипулировать ДНК. [6] Одной из таких возможностей была технология рекомбинантной ДНК.
Экспериментальный дизайн [ править ]
Эта технология предполагает объединение ДНК разных видов и последующую вставку гибридной ДНК в клетку-хозяина. Одним из первых людей, разработавших технологию рекомбинантной ДНК, был биохимик из Стэнфорда по имени Пол Берг. [7] В своем эксперименте в 1974 году он расщепил (разрезал на фрагменты) обезьяний вирус SV40. Затем он расщепил двойную спираль другого вируса; антибактериальный агент, известный как бактериофаг лямбда . На третьем этапе он соединил ДНК SV40 с ДНК бактериофага лямбда. Последний шаг заключался в помещении мутантного генетического материала в лабораторный штамм бактерии E. coli. Однако этот последний шаг не был завершен в первоначальном эксперименте. [8]
биобезопасности проблемы Первоначальные
Берг не завершил свой последний шаг из-за просьб нескольких коллег-исследователей, в том числе Роберта Поллака , который опасался биологических опасностей, связанных с последним шагом. [9] Известно, что SV40 вызывает развитие раковых опухолей у мышей. Кроме того, бактерия E. coli (хотя и не тот штамм, который использовал Берг) обитала в кишечном тракте человека. По этим причинам другие исследователи опасались, что на последнем этапе будет создана клонированная ДНК SV40, которая может попасть в окружающую среду и заразить лабораторных работников. Эти рабочие могут затем стать жертвами рака. [8]
Обеспокоенность по поводу этой потенциальной биологической опасности, наряду с другими, побудила группу ведущих исследователей направить письмо президенту Национальной академии наук (НАН). В этом письме они просили его назначить специальный комитет для изучения последствий этой новой технологии с точки зрения биобезопасности. Этот комитет, названный Комитетом по молекулам рекомбинантной ДНК Национальной академии наук США, состоявшийся в 1974 году, пришел к выводу, что для решения этого вопроса необходима международная конференция и что до этого времени ученые должны прекратить эксперименты, связанные с технологией рекомбинантной ДНК. [10]
Асиломарская конференция
Установленные принципы [ править ]
Конференция Асиломар по рекомбинантной ДНК состоялась в конференц-центре Асиломар на полуострове Монтерей в Калифорнии в 1975 году. Основной целью конференции было рассмотрение биологических опасностей, связанных с технологией рекомбинантной ДНК. В ходе конференции были установлены принципы, лежащие в основе рекомендаций по безопасному проведению экспериментов с использованием этой технологии. Первое, что касалось потенциальных рисков, заключалось в том, что сдерживание должно стать важным фактором при планировании эксперимента. Второй принцип заключался в том, что эффективность сдерживания должна как можно точнее соответствовать предполагаемому риску. [11]
На конференции также было предложено использовать биологические барьеры для ограничения распространения рекомбинантной ДНК. К таким биологическим барьерам относились привередливые бактерии-хозяева, которые не могли выжить в естественной среде. Другими барьерами были непередаваемые и столь же требовательные векторы ( плазмиды , бактериофаги или другие вирусы), способные расти только в определенных хозяевах. [12]
Помимо биологических барьеров, конференция выступала за использование дополнительных факторов безопасности. Одним из таких факторов было физическое сдерживание, примером которого является использование вытяжек или, где это применимо, ограниченного доступа или лабораторий с отрицательным давлением. Другим фактором было строгое соблюдение правил микробиологической практики, которые ограничивали бы выход организмов из экспериментальной ситуации. Кроме того, образование и подготовка всего персонала, участвующего в экспериментах, будут иметь важное значение для эффективных мер сдерживания. [12]
Рекомендации даны [ править ]
Конференция Асиломар также дала рекомендации по подбору типов защиты, необходимых для разных типов экспериментов. Эти рекомендации были основаны на различных уровнях риска, связанного с экспериментом, который потребует разных уровней сдерживания. Эти уровни были минимальным, низким, умеренным и высоким риском. Минимальный уровень риска предназначался для экспериментов, в которых биологическая опасность могла быть точно оценена и предполагалась, что она будет минимальной. Сдерживание с низким уровнем риска подходило для экспериментов, в ходе которых были созданы новые биотипы, но в тех случаях, когда имеющаяся информация указывала на то, что рекомбинантная ДНК не может ни существенно изменить экологическое поведение вида-реципиента, ни значительно повысить его патогенность, ни предотвратить эффективное лечение любых возникающих в результате инфекций. Уровень сдерживания умеренного риска предназначался для экспериментов, в которых существовала вероятность образования агента со значительным потенциалом патогенности или экологического нарушения. Сдерживание высокого риска предназначалось для экспериментов, в которых вероятность экологического нарушения или патогенности модифицированного организма могла быть серьезной и тем самым представлять серьезную биологическую опасность для лабораторного персонала или населения. Эти уровни сдерживания, наряду с ранее упомянутыми мерами безопасности, легли в основу руководящих принципов, используемых исследователями в будущих экспериментах, которые включали конструирование и размножение молекул рекомбинантной ДНК с использованием ДНК из прокариоты , бактериофаги и другие плазмиды , вирусы животных и эукариоты . [12]
Рекомендации, применимые к экспериментам [ править ]
Эксперименты с прокариотами, бактериофагами и другими плазмидами можно проводить в условиях содержания с минимальным риском, если в создании рекомбинантных молекул ДНК и их размножении участвуют прокариотические агенты, которые, как известно, обмениваются генетической информацией естественным путем. [13] Эксперименты по созданию и размножению рекомбинантных молекул ДНК из ДНК видов, которые обычно не обменивались генетической информацией и генерировали новые биотипы, эксперименты должны были проводиться, по крайней мере, в условиях содержания с низким уровнем риска. Если эксперимент увеличил патогенность вида-реципиента или привел к открытию новых метаболических путей у вида, то необходимо было использовать средства сдерживания умеренного или высокого риска. В экспериментах, в которых расширялся диапазон устойчивости установленных человеческих патогенов к терапевтически полезным антибиотикам или дезинфицирующим средствам, эксперименты должны были проводиться только в условиях содержания умеренного или высокого риска. [14]
При работе с вирусами животных эксперименты, включающие связывание вирусных геномов или сегментов генома с прокариотическими векторами и их размножение в прокариотических клетках, должны были проводиться только с системами вектор-хозяин, которые продемонстрировали ограниченные возможности роста вне лаборатории и в условиях сдерживания умеренного риска. удобства. Когда стали доступны более безопасные системы-переносчики, такие эксперименты можно было проводить в учреждениях с низким уровнем риска. В экспериментах, направленных на введение или размножение ДНК невирусных агентов или других агентов низкого риска в клетках животных, в качестве векторов можно было использовать только ДНК животных низкого риска, а манипуляции должны были проводиться в условиях содержания умеренного риска. [14]
Что касается эукариот, попытки клонировать сегменты ДНК с использованием технологии рекомбинантной ДНК из геномов теплокровных позвоночных должны были осуществляться только с системами вектор-хозяин, которые имели явно ограниченные возможности роста за пределами лаборатории и в условиях содержания умеренного риска. Это произошло потому, что они потенциально содержали загадочные вирусные геномы, потенциально патогенные для человека. Однако, если организм не производит опасный продукт, рекомбинантные ДНК хладнокровных позвоночных и всех других низших эукариот могут быть созданы и размножены с помощью самой безопасной системы вектор-хозяин, доступной в условиях содержания с низким уровнем риска. Кроме того, очищенную ДНК из любого источника, которая выполняла известные функции и была признана нетоксичной, можно было клонировать с помощью доступных векторов в учреждениях содержания с низким уровнем риска. [14]
Запрещенные эксперименты [ править ]
Помимо регулирования проводимых экспериментов, руководящие принципы также запрещали проведение других экспериментов. Одним из таких экспериментов стало клонирование рекомбинантных ДНК, полученных из высокопатогенных организмов. Кроме того, в соответствии с руководящими принципами не разрешалось ни клонирование ДНК, содержащей гены-токсины, ни крупномасштабные эксперименты с использованием рекомбинантных ДНК, позволяющих производить продукты, потенциально вредные для человека, животных или растений. Эти эксперименты были запрещены, поскольку действующие на тот момент меры безопасности не могли сдержать потенциальную биологическую опасность. [14]
широкая общественность Наука и
Участники Асиломарской конференции также стремились сделать науку достоянием широкой публики, возможной причиной этого был Уотергейтский скандал . Скандал возник в результате неудачного взлома отеля Уотергейт, который в 1972 году служил штаб-квартирой Национального комитета Демократической партии. Через два года после ограбления были обнаружены записанные на пленку доказательства, указывающие на то, что президент Никсон обсуждал сокрытие информации через неделю после него. . Через три дня после выхода записи Никсон подал в отставку со своего президентского поста. Это событие привлекло внимание страны к проблеме государственной тайны, способствующей незаконному и аморальному поведению, и политолог Айра Х. Кармен предположила, что это побудило ученых на конференции Асиломар вынести науку на всеобщее обозрение, чтобы гарантировать, что они не будет обвинен в сокрытии. [15] Кроме того, по словам д-ра Берга и д-ра Сингера, будучи откровенными, ученые избежали ограничительного законодательства благодаря достижению консенсуса о том, как им следует проводить свои исследования. [16]
Привлечение внимания общественности к науке также совпало с быстрыми темпами проникновения технологии рекомбинантной ДНК в индустриальный мир. Благодаря практическому применению технологии финансирование исследований с ее использованием стало больше поступать из частного сектора, а не из государственного. Кроме того, многие молекулярные биологи, которые когда-то ограничивались научными кругами, наладили связи с частным бизнесом в качестве владельцев акций, руководителей корпораций и консультантов. [17] Это привело к созданию биотехнологической промышленности, хотя в это время происходят общественные дебаты по поводу опасности рекомбинантной ДНК. [18] Эти дебаты в конечном итоге были выиграны учеными, которые заявили, что опасность преувеличена и что исследования можно проводить безопасно. [19] Такое было замечено в отчете Аскота, обнаруженном в Федеральном реестре в марте 1978 года. В этом отчете подчеркивалось, что опасность рекомбинантной ДНК для общества в целом была настолько мала, что не имела практических последствий для широкой общественности. [20] По этой причине, наряду с высоким экономическим давлением на промышленное развитие и более благоприятной политической средой, существовавшей после 1979 года, исследования и промышленность, основанные на рекомбинантной ДНК, продолжали расширяться. [18]
Значение конференции [ править ]
Спустя годы после конференции люди придали ей большое значение. По словам Пола Берга и Максин Сингер в 1995 году, конференция ознаменовала начало исключительной эры как для науки, так и для общественного обсуждения научной политики. Руководящие принципы, разработанные на конференции, позволили ученым проводить эксперименты с технологией рекомбинантной ДНК, которая к 1995 году доминировала в биологических исследованиях. Это исследование, в свою очередь, расширило знания о фундаментальных жизненных процессах, таких как клеточный цикл. Кроме того, конференция наряду с общественными дебатами по рекомбинантной ДНК повысила общественный интерес к биомедицинским исследованиям и молекулярной генетике. По этой причине к 1995 году генетика и ее словарный запас стали частью ежедневной прессы и телевизионных новостей. Это, в свою очередь, стимулировало компетентную общественную дискуссию по некоторым социальным, политическим и экологическим проблемам, возникшим в результате генетической медицины и использования генетически модифицированных растений в сельском хозяйстве. Еще одним важным результатом конференции стал созданный ею прецедент относительно того, как реагировать на изменения в научных знаниях. По мнению конференции, правильным ответом на новые научные знания была бы разработка руководящих принципов, регулирующих их регулирование. [16]
См. также [ править ]
Примечания и ссылки [ править ]
- ^ «Первая рекомбинантная ДНК». Проект «Геном человека». http://www.genome.gov/25520302 , по состоянию на 12 ноября 2006 г.
- ^ «Профили в науке, Документы Максин Сингер» . Национальная медицинская библиотека США. 12 марта 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б Пол Берг , Дэвид Балтимор , Сидней Бреннер , Ричард О. Роблин III и Максин Ф. Сингер . «Итоговое заявление Асиломарской конференции по рекомбинантным молекулам ДНК». Учеб. Натл. акад. наук. Том. 72, № 6, стр. 1981–1984, (июнь 1975 г.): 1981.
- ^ Перейти обратно: а б Пол Берг и Максин Ф. Сингер. «Спор о рекомбинантной ДНК: двадцать лет спустя». Учеб. Натл. акад. наук. Том 92, стр. 9011–9013, (сентябрь 1995 г.): 9011.
- ^ Берг и Сингер (1995), стр. 9011-12.
- ^ Сьюзан Райт. «Технология рекомбинантной ДНК и ее социальная трансформация, 1972–1982». Осирис , 2-я серия, Том. 2 (1986): 305
- ^ Пол Берг и Максин Ф. Сингер. «Спор о рекомбинантной ДНК: двадцать лет спустя». Учеб. Натл. акад. наук. Том 92, стр. 9011–9013, (сентябрь 1995 г.)
- ^ Перейти обратно: а б Кармен, Ира Х. Клонирование и конституция: исследование государственной политики и генетических экспериментов . (Мэдисон: Университет Висконсина, 1985), стр. 61–62.
- ^ Чепмен, Кэролин Райли (июнь 2023 г.). «Как боги: моральная история генетической эпохи», Мэтью Кобб. Нью-Йорк: Basic Books, 2022» . Журнал медицинских гуманитарных наук . 44 (2): 277–279. дои : 10.1007/s10912-022-09772-z . ПМЦ 9713152 . ПМИД 36454352 .
- ^ Кармен, Ира Х. Клонирование и Конституция: исследование государственной политики и генетических экспериментов . (Мэдисон: Университет Висконсина, 1985)
- ^ Пол Берг , Дэвид Балтимор , Сидней Бреннер , Ричард О. Роблин III и Максин Ф. Сингер . «Итоговое заявление Асиломарской конференции по рекомбинантным молекулам ДНК». Учеб. Натл. акад. наук. Том. 72, № 6, стр. 1981-1984 (июнь 1975 г.)
- ^ Перейти обратно: а б с Берг и др. (1975), с. 1982 год
- ^ Берг и др. (1975), стр. 1982-83.
- ^ Перейти обратно: а б с д Берг и др. (1975), с. 1983 год
- ^ Фред Смоллер. «Возвращение к Уотергейту». PS: Политология и политика , Vol. 25, № 2 (июнь 1992 г.): 225; и Кармен, Клонирование и Конституция , с. 63
- ^ Перейти обратно: а б Берг и Сингер (1995), с. 9012
- ^ Райт, «Технология рекомбинантной ДНК и ее социальная трансформация», с. 303
- ^ Перейти обратно: а б Райт, «Технология рекомбинантной ДНК и ее социальная трансформация», с. 360
- ^ Сьюзан Райт. «Молекулярная биология или молекулярная политика? Достижение научного консенсуса относительно опасностей технологии рекомбинантной ДНК». Социальные исследования науки , Том. 16, № 4 (ноябрь 1986 г.). стр. 595-96.
- ^ Райт, «Молекулярная биология или молекулярная политика?», стр. 612.
Внешние ссылки [ править ]
- Асиломарский момент
- Оригинальные рекомендации по генетике Asilomar
- «Асиломарская конференция». Содержит еще одно резюме конференции Асиломар.
- Основы рекомбинантной ДНК. Содержит введение в науку, лежащую в основе рекомбинантной ДНК.
- Дебаты о рекомбинантной ДНК. Содержит более подробную информацию об истории дебатов вокруг использования технологии рекомбинантной ДНК.
- «Пол Берг: Нобелевская премия по химии 1980 года – автобиография». Содержит автобиографию Пола Берга.