Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК

Пол Берг , ведущий исследователь в области технологии рекомбинантной ДНК , который впоследствии разделил Нобелевскую премию по химии 1980 года с Уолтером Гилбертом и Фредериком Сэнгером , помог организовать конференцию 1975 года.

Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК была влиятельной конференцией, организованной Полом Бергом . Максин Сингер , и его коллеги для обсуждения потенциальных биологических опасностей и регулирования биотехнологии , состоявшегося в феврале 1975 года в конференц-центре в Асиломар-Стейт-Бич , Калифорния. 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. Из-за потенциальной угрозы безопасности ученые во всем мире прекратили эксперименты с использованием технологии рекомбинантной ДНК, которая влекла за собой объединение ДНК разных организмов. После установления руководящих принципов во время конференции ученые продолжили свои исследования, которые увеличили фундаментальные знания о биологии и интерес общественности к биомедицинским исследованиям .

: 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. Одной из таких возможностей была технология рекомбинантной ДНК.

Экспериментальный дизайн

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. 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.

биобезопасности

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. 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.

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.

конференция

Установленные принципы

Конференция Асиломар по рекомбинантной ДНК состоялась в конференц-центре Асиломар в Калифорнии на полуострове Монтерей 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.

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.

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.

Рекомендации даны

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 которых были созданы новые биотипы, но когда имеющаяся информация указывала на то, что рекомбинантная ДНК не может ни существенно изменить экологическое поведение видов-реципиентов, ни значительно повысить ее патогенность, ни предотвратить эффективное лечение любых возникающих 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 .

Рекомендации, применимые к экспериментам

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. 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 увеличивал патогенность вида-реципиента или приводил 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.

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 за пределами 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.

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.

Запрещенные эксперименты

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.

широкая

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 правительственной 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. 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.

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. Это привело к созданию биотехнологической промышленности, хотя в это время происходят общественные дебаты по поводу опасности рекомбинантной ДНК. Эти дебаты в конечном итоге были выиграны учеными, которые заявили, что опасность преувеличена и что исследования можно проводить безопасно. 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. 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.

Значение конференции

Спустя годы после конференции люди придали ей большое значение. По словам Пола Берга и Максин Сингер в 1995 году, конференция ознаменовала начало исключительной эпохи 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.

См. также

• Генетически модифицированный организм
• История биотехнологии

Внешние ссылки

• 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.