Technický pokrok môže zjednodušiť výrobu nebezpečných biologických materiálov s niekoľkými predpismi.
Tento článok bol pôvodne uvedený na Odtmaviť.
V novembri V roku 2016 odcestoval virológ David Evans do Ženevy na stretnutie výboru Svetovej zdravotníckej organizácie pre výskum kiahní. Smrteľný vírus bol vyhlásený za vyhubený pred 36 rokmi; jediné známe živé vzorky kiahní boli vo väzbe Spojených štátov a ruských vlád.
Evans však mal pozoruhodné oznámenie: Mesiace pred stretnutím spolu s kolegom vytvorili blízkeho príbuzného vírusu kiahní, prakticky od nuly, v ich laboratóriu v Kanade. V nasledujúcom správaWHO napísala, že metóda tímu „nevyžadovala výnimočné biochemické znalosti alebo zručnosti, značné finančné prostriedky ani značný čas“.
Evans s touto charakteristikou nesúhlasí: Proces „vyžaduje obrovské množstvo technických zručností,“ povedal pre Undark. Niektoré technológie však experiment uľahčili. Najmä Evans a jeho kolega boli schopní jednoducho objednať dlhé úseky DNA vírusu poštou od spoločnosti GeneArt, dcérskej spoločnosti Thermo Fisher Scientific.
Ak je DNA kódom života, potom sú oblečenie ako GeneArt tlačiarne – syntetizujú vlastné vlákna DNA a posielajú ich vedcom, ktorí môžu použitie DNA, aby kvasinková bunka žiarila v tme, alebo aby sa vytvorila baktéria požierajúca plasty, alebo aby sa vytvoril vírus od začiatku. Dnes existujú desiatky, možno stovky spoločností predávajúcich gény, ktoré ponúkajú DNA za čoraz nižšie ceny. (Ak DNA pripomína dlhý text, dnes sú sadzby často nižšie ako 10 centov za písmeno; pri tomto tempe by genetický materiál potrebný na začatie konštrukcie chrípkového vírusu stál menej ako 1 500 dolárov.) nové štandardné technológie – v podstate prenosné génové tlačiarne – sľubujú, že syntetickú DNA ešte viac rozšíria k dispozícii.
Ale prinajmenšom od roku 2000 je toto pole zatienené obavami, že niekto tieto služby využije spôsobiť škodu – najmä vyrobiť smrtiaci vírus a použiť ho na spáchanie aktu bioterorizmu.
Medzitým Spojené štáty ukladajú poskytovateľom syntetickej DNA málo bezpečnostných predpisov. Je úplne legálne vyrobiť dávku génov z eboly alebo kiahní a poslať ju na adresu v USA bez akýchkoľvek otázok – hoci skutočné vytvorenie vírusu z tohto genetického materiálu môže byť nezákonné podľa zákonov upravujúcich držbu určitých patogény.
O tom, či je to legitímny dôvod na poplach, sa diskutuje. Niektorí odborníci tvrdia, že vytvorenie vírusu zo syntetickej DNA zostáva pre väčšinu vedcov neúmerne ťažké a že obavy z útoku sú často prehnané. Zároveň vznikajú nové neziskové iniciatívy podporované peniazmi od filantropov zo Silicon Valley a časy vyvolávajúce najhoršie scenáre, presadzujú prísnejšiu ochranu proti zneužitiu syntetických DNA. Implementácia efektívnej bezpečnosti je však náročná – rovnako ako presadzovanie akýchkoľvek noriem v rozľahlom nadnárodnom priemysle.
„Nie je to tak, že by som sa obával, že sa zajtra niečo stane. Ale realita je taká, že táto schopnosť je čoraz silnejšia, pokiaľ ide o to, ako dlhé môžu byť fragmenty DNA, čo s nimi môžete vytvoriť, schopnosť príjemcov potom poskladať fragmenty DNA do nového vírusu,“ povedal Gregory Koblentz, výskumník bioobrany v George Mason. univerzite. "Toto je druh vecí, v ktorých by sme skutočne mali byť proaktívnejší - a snažiť sa dostať náskok."
Pmožno najviac prominentným vedcom, ktorý varuje pred nebezpečenstvom nekontrolovanej syntézy DNA, je Kevin Esvelt, biotechnológ z MIT. V rozhovore sa Esvelt rýchlo pohybuje medzi technickým detailom a alarmom podobným Cassandre. Často hovorí o Seiichi Endovi, japonskom virológovi, ktorý sa v roku 1987 pripojil k apokalyptickej sekte Aum Shinrikyo. Endo pomohol vykonať útok jedovatým plynom v tokijskom metre a skupina sa pokúsila - ale zdanlivo neúspešne - získať vírus Ebola.
Odvtedy je vytváranie patogénov jednoduchšie, čiastočne vďaka širšej dostupnosti syntetickej DNA. "Je pre mňa naozaj ťažké predstaviť si virológa s vysokoškolským vzdelaním z Kjótskej univerzity, ktorý dnes nedokáže zostaviť vírus chrípky," povedal Esvelt.
Ako to opisuje Esvelt, problém syntetickej biológie je o sile: Nové technológie odovzdali skupine vedcov kľúče na vytvorenie nevyspytateľne nebezpečných chrobákov. Len veľmi málo – možno nikto – z týchto vedcov si želá uplatniť túto pochmúrnu superschopnosť. Ale Esvelt tvrdí, že je len otázkou času, kedy príde ďalší Endo.
"Toto je druh vecí, v ktorých by sme skutočne mali byť proaktívnejší - a snažiť sa dostať náskok,"
povedal Koblentz.
Podľa Esveltových odhadov má asi 30 000 vedcov na celom svete schopnosti vybudovať kmeň pandemickej chrípky za predpokladu, že nájdu niekoho, kto im syntetizuje DNA. Následky uvoľnenia takéhoto patogénu by mohli byť katastrofálne.
"Žiadny jednotlivec nemôže vyrobiť jadrovú bombu," povedal Esvelt. „Ale vírus? To sa dá, bohužiaľ, veľmi dobre."
Nie každý si tie figúrky kupuje. "Existuje 1000 virológov, ale oveľa menej s týmito schopnosťami," virologička Angela Rasmussen napísal na Twitteri v novembri vo vlákne naznačujúcom, že Esveltova práca zveličuje riziká bioteroristického útoku. "Infekčné klony nie sú niečo, čo by ste mohli vybičovať v garáži," pokračovala - dokonca aj s úplnou sadou DNA po ruke.
Zach Adelman, biológ, ktorý študuje vektory chorôb na Texas A&M University, zopakoval tieto body – a spochybnil Esveltov širší prístup. "Znie to ako jeho typická zastrašovacia taktika," napísal v e-maile Undarkovi. „Mohol by si jeden, oddaný, zlomyseľný jedinec aj tak vytvoriť vlastný kmeň chrípky a vyhnúť sa odhaleniu? Možno, ale aj za ideálnych okolností si tieto experimenty vyžadujú značné množstvo zdrojov.“
Aj keď sa niekomu podarí nezákonne vyrobiť vírus, uskutočniť bioteroristický útok je stále ťažké, povedal Milton. Leitenberg, odborník na biologickú bezpečnosť z Centra medzinárodných a bezpečnostných štúdií na Univerzite v Maryland. "Toto všetko je neuveriteľne prehnané," povedal po prečítaní svedectvo Esvelt v roku 2021 predniesol podvýboru Snemovne reprezentantov USA o rizikách úmyselne spôsobených pandémií.
Napriek tomu, aj keď sa odborníci môžu líšiť v miere rizika, mnohí súhlasia niektoré istý druh bezpečnosti pre syntetickú DNA je zaručený – a že súčasné systémy môžu potrebovať aktualizáciu. „Myslím si, že stojí za to mať spôsob skríningu syntetickej DNA, ktorý si ľudia môžu objednať, aby sa to uistilo ľudia nie sú schopní skutočne rekonštruovať veci, ktoré sú vybranými agentmi alebo inými nebezpečnými patogénmi,“ povedal Rasmussen. Odtmaviť.
Niektorí tvorcovia politík a priemyselní lídri už roky tlačia na posilnenie bezpečnosti syntézy DNA.
V roku 2000, keď bol priemysel génovej syntézy v začiatkoch, sa tvorcovia politiky začali obávať potenciálneho zneužitia služieb spoločností. V roku 2010 vláda USA vydala a súbor smerníc, ktorí žiadajú poskytovateľov syntetickej DNA, aby skontrolovali svoje objednávky na varovanie.
Tieto usmernenia nemajú silu zákona. Spoločnosti ich môžu ignorovať a môžu poslať takmer akýkoľvek gén komukoľvek, prinajmenšom v rámci USA (podľa federálnych obchodných predpisov vývoz niektoré gény vyžadujú licenciu.) Napriek tomu, ešte predtým, ako vláda vydala svoje usmernenia, hlavní poskytovatelia syntetickej DNA už posilňovali bezpečnosť. V roku 2009 päť spoločností vytvorilo International Gene Synthesis Consortium alebo IGSC. "Rast priemyslu génovej syntézy závisí od dokonalého bezpečnostného záznamu," napísal vtedajší generálny riaditeľ GeneArt. vyhlásenie pri príležitosti spustenia konzorcia.
Členovia konzorcia súhlasia s preverovaním svojich zákazníkov. (Nebudú posielať napríklad do P.O. boxov.) A súhlasia aj s preverovaním objednávok podľa noriem, ktoré sú podľa Koblentza v skutočnosti prísnejšie ako federálne smernice.
Niektoré spoločnosti sa však nikdy nepridali. Podľa jedného bežne uvádzaného odhadu tvoria členovia, ktorí nie sú členmi IGSC, približne 20 percent globálneho trhu syntézy DNA. To je o niečo viac ako vzdelaný odhad. "Úprimne povedané, naozaj nevieme," povedal Jaime Yassif, ktorý vedie tím pre biologickú politiku v jadrovej hrozbe. Iniciatíva, think-tank vo Washingtone, D.C. A zdá sa, že niektoré spoločnosti, ona a ďalší analytici, nepreverujú vôbec.
„Mohol by si jeden, oddaný, zlomyseľný jedinec aj tak vytvoriť vlastný kmeň chrípky a vyhnúť sa odhaleniu? Možno, ale aj za ideálnych okolností si tieto experimenty vyžadujú značné množstvo zdrojov,“
povedal Adelman.
Skutočne, strávte niekoľko minút na Googli hľadaním syntetickej DNA a je ľahké nájsť spoločnosti, ktoré nie sú IGSC, inzerujúce svoje služby. Je ťažké povedať, aké bezpečnostné opatrenia – ak nejaké – tieto spoločnosti zaviedli.
V krátkom telefonáte Lulu Wang, manažér účtu pre spoločnosť Gene Universal registrovanú v Delaware, uviedla, že spoločnosť vykonala objednávky obrazovky. Podrobnosti neposkytla, namiesto toho ďalšie otázky poslala na e-mailovú adresu; spoločnosť na ne odmietla odpovedať. KareBay Biochem, poskytovateľ registrovaný v New Jersey, neodpovedal na e-mailové otázky. Muž, ktorý odpovedal na telefón spoločnosti, keď sa dozvedel, že hovorí s reportérom, povedal: „Prepáčte, nemám žiadne pripomienky“ a zložil.
Azenta Life Sciences, spoločnosť obchodovaná s Nasdaq, poskytuje podľa svojej webovej stránky „kompletné riešenia génovej syntézy“ po akvizícii poskytovateľa syntetickej DNA Genewiz v roku 2018. Nikde na jej webovej stránke sa nespomína biologická bezpečnosť. Riaditeľka vzťahov s investormi Azenta Sara Silverman v e-maile napísala, že spoločnosť „vykonáva previerku biologickej bezpečnosti“, ale odmietla poskytnúť podrobnosti. Na otázku, prečo sa Azenta nepripojila k IGSC, neodpovedala.
Priemysel ako celok má nerovnomernú bezpečnosť. „Neexistuje žiadny proces štandardizácie, neexistuje žiadna certifikácia, neexistuje žiadny vonkajší orgán, ktorý by kontroloval, ako dobre systém áno,“ povedal James Diggans, vedúci oddelenia biologickej bezpečnosti v Twist Bioscience, ktorý v súčasnosti predsedá správnej rade IGSC. V dôsledku toho, povedal, "spoločnosti investujú v širokom spektre toho, koľko chcú do tohto procesu vložiť úsilie."
Ttu sú tiež finančné stimuly na obmedzovanie. Existujúce systémy skríningu DNA odoberajú reťazec DNA z objednávky a porovnávajú ho s databázou takzvaných „sekvencií“. znepokojení.“ Ak existuje zhoda, odborník na bioinformatiku skontroluje objednávku - proces, ktorý je drahý a časovo náročný. "Je to určite nespravodlivá konkurenčná výhoda," povedal Diggans, "ak sa rozhodnete neinvestovať do bezpečnosti, alebo ak sa rozhodnete investovať do bezpečnosti minimálne."
Jedným z riešení, hovoria niektorí odborníci, je použitie bezplatného, jednoduchého a vysokokvalitného skríningového softvéru. V nadchádzajúcich mesiacoch sa plánuje spustenie dvoch takýchto iniciatív.
Jeden systém s názvom SecureDNA bol tento mesiac spustený ako pilotný projekt s obmedzeným prístupom s plánmi, že bude široko dostupný do konca roku 2023. Jeho jadrom je databáza miliárd veľmi krátkych genetických informácií, ktorých presný obsah je prísne stráženým tajomstvom. Malá skupina vedcov – Esvelt, ktorý je súčasťou tímu SecureDNA, ich nazýva „kurátormi“ – bude nakoniec udržiavať a aktualizovať nástroj, ktorý má sídlo vo Švajčiarsku. Objednávky sú šifrované a smerované na servery SecureDNA. Tam automatizovaný systém hľadá zhody medzi objednávkou a databázou. Od počiatočných testov tím SecureDNA správy v nedávnom článkuTento model je ťažké oklamať a výskumníci predpovedajú, že zriedka vyvolá falošné poplachy. (Tím plánuje predložiť dokument na partnerskú kontrolu po otestovaní SecureDNA na ďalších objednávkach v reálnom svete.)
Či sa spoločnosti skutočne dostanú na palubu, zostáva nejasné. S cieľom maximalizovať bezpečnosť je systém tak trochu čiernou skrinkou. Žiadna spoločnosť sa zatiaľ nezaviazala odovzdať svoj skríningový proces SecureDNA, povedal Esvelt, hoci niektoré spoločnosti súhlasili s jeho testovaním.
Vizuálne: Twist Bioscience/YouTube
V roku 2020 začal Yassif v rámci Iniciatívy pre jadrovú hrozbu vyvíjať iný nástroj na skríning v spolupráci so Svetovým ekonomickým fórom a poradným panel odborníkov. Pod názvom Spoločný mechanizmus pre skríning syntézy DNA a jeho spustenie sa plánuje v roku 2023 pod záštitou nová medzinárodná organizácia, bude nástroj distribuovaný spoločnostiam, ktoré potom môžu použiť softvér na vyhľadávanie objednávok na potenciálne červené vlajky.
„Základnou myšlienkou je, že ak firmám poskytneme nástroj, ktorý zlacní a uľahčí robiť správnu vec, bude pre nich veľmi príťažlivé, aby si to vzali,“ povedal Yassif.
Vládni úradníci sa tiež snažia podporiť dôkladnejšie preverovanie. Pred dvoma rokmi začalo americké ministerstvo zdravotníctva a sociálnych služieb proces aktualizácie svojich usmernení z roku 2010, ktoré sú podľa odborníkov zastarané. Nové usmernenia majú vyjsť v roku 2023. Okrem iných zmien pravdepodobne požiadajú spoločnosti, aby začali skríning objednávok na kratšie kusy DNA, namiesto toho, aby sa zamerali len na objednávky dlhších úsekov genetického materiálu. (Cieľom je zabrániť ľuďom, aby si kúpili veľa krátkych kúskov DNA a potom ich spojili do niečoho vysoko rizikového.)
V auguste 2022 guvernér Kalifornie. Gavin Newsom podpísal zákon, ktorý vyžaduje, aby systém Kalifornskej štátnej univerzity nakupoval iba syntetické látky DNA od spoločností, ktoré kontrolujú ich objednávky, a požadujúcich, aby to urobil systém Kalifornskej univerzity rovnaký.
„Toto je prvá zákonná požiadavka v USA, aby používateľ syntetickej DNA venoval pozornosť bezpečnostným zárukám ktoré sú na mieste pre to, čo si objednávajú,“ povedal Koblentz, expert z Univerzity Georgea Masona, ktorý konzultoval účet.
Nakoniec, povedal Koblentz, federálna vláda by mala urobiť viac pre stimuláciu dobrého skríningu. Napríklad hlavní federálni sponzori vedy by mohli poskytnúť granty pod podmienkou, že inštitúcie kúpia ich DNA od bezpečnejších poskytovateľov s využitím ich trhovej sily, povedal, „vyžadovať od výskumníkov, aby používali biologickú bezpečnosť záruky.”
Zatiaľ sa zdá, že neexistujú žiadne plány na uplatňovanie takýchto stimulov. „Dodržiavanie revidovaných usmernení, podobne ako dodržiavanie usmernení z roku 2010, je dobrovoľné,“ napísal v e-maile Matthew Sharkey, federálny vedec pracujúci na nových usmerneniach. A dodal, „žiadna federálna agentúra v súčasnosti nevyžaduje ich dodržiavanie ako podmienku financovania výskumu“.
Auprostred iného lisovania globálne obavy, odborníci na biologickú bezpečnosť sa niekedy snažili upozorniť na tento problém. Esej Koblentz z roku 2020 napísal pre The Bulletin of the Atomic Scientists má názov „Biotechnologická firma zámerne vyrobila vírus podobný kiahňam. Zdá sa, že to nikoho nezaujíma."
V poslednej dobe veľká časť naliehavosti okolo bezpečnosti syntetickej DNA pochádza od komunity efektívnych altruistov: A voľne pletený pohyb so stredom v Silicon Valley, ktorého cieľom je zaujať racionálny prístup k robeniu čo najväčšieho dobra možné. Podporovatelia často vkladajú svoju energiu do naliehavých problémov verejného zdravia, ako je liečba malárie, ako aj zriedkavejšie obavy, ako je nečestná umelá inteligencia alebo správa vo vesmíre.
Hnutie sa v poslednom desaťročí rozmohlo na význame a stalo sa hlavným financovateľom iniciatív na predchádzanie pandémiám spôsobeným ľudskou činnosťou. Dve efektívne altruistické skupiny, Efektívne darcovstvo a Otvorená filantropia, sa podieľajú na projekte Yassifa. Yassif predtým pracoval v Open Philanthropy, ktorá tiež podporuje SecureDNA. (V auguste Esvelt povedal Undark, že skupina rokuje o získaní financií z FTX Future Fund, efektívneho altruistického podniku spojeného s kryptomenovou burzou FTX. Podľa Esvelta a FTX nedokončili dohodu zrútil veľkolepo v novembri uprostred obvinení zo zneužívania finančných prostriedkov zákazníkov.)
Napriek týmto obavám z bioterorizmu zostávajú riziká prevažne teoretické. Leitenberg, odborník na biologickú bezpečnosť z Marylandu, začal pracovať na otázkach biologických zbraní v 60. rokoch. V roku 2005 papierTvrdil, že ľudia v teréne často preceňujú riziká, ktoré predstavujú bioteroristi.
Ako tvrdí Leitenberg, USA minuli miliardy dolárov v posledných dvoch desaťročiach na prípravu bioteroristického útoku – ale hrozba sa, aspoň zatiaľ, nenaplnila. "Skutoční bioteroristi," povedal, "stále nevymysleli ani jednu vec." Laboratórne nehody, tvrdí, predstavujú ďaleko väčšie riziko než darebný herec.
Je jasné, že výzva regulovať priemysel syntetickej DNA sa len spája – najmä preto, že výroba DNA je čoraz jednoduchšia. Ak sú spoločnosti zaoberajúce sa syntézou DNA tlačiarňami, nová generácia startupov teraz vyrába domáce tlačiarne: takzvané stolné stroje, niektoré v maloobchode za menej ako 100 000 USD, ktoré umožňujú zákazkovú tlač DNA v laboratórium.
SecureDNA aj spoločný mechanizmus dúfajú, že jedného dňa umožnia spoločnostiam začleniť bezpečnosť nástrojov priamo do stolných zariadení, aby mohli na diaľku blokovať výrobu určitých sekvencie.
Nová technológia stolných počítačov, povedal Yassif, má potenciál dramaticky rozšíriť okruh ľudí s prístupom k DNA na mieru. Varovala, že technológia je stále v plienkach. "Nemyslím si, že obloha dnes padá," povedal Yassif. Dodala však: "Myslím, že je to budíček, že na to musíme myslieť už teraz a zabudovať bezpečnosť."
