În noiembrie 2017, publicația britanică de internet The Independent a publicat un articol despre noul program de biologie sintetică al Agenției SUA pentru Proiectele de Cercetare Avansată (DARPA), Advanced Plant Technologies (APT). Departamentul militar intenționează să creeze alge modificate genetic care să poată acționa ca senzori auto-susținători pentru a colecta informații în condiții în care utilizarea tehnologiilor tradiționale este imposibilă. Cât de realist este acest lucru și cum amenință umanitatea?
Se presupune că capacitățile naturale ale plantelor pot fi utilizate pentru a detecta substanțe chimice relevante, microorganisme dăunătoare, radiații și semnale electromagnetice. În același timp, schimbarea genomului lor va permite armatei să controleze starea mediului și nu numai. Acest lucru, la rândul său, va face posibilă monitorizarea de la distanță a reacției plantelor folosind mijloacele tehnice existente.
Viruși ascultători
Potrivit Blake Bextine, Manager de program APT, scopul DARPA în acest caz este de a dezvolta un sistem eficient reutilizabil pentru proiectarea, crearea directă și testarea diverselor platforme biologice cu capacități extrem de adaptabile care pot fi aplicate unei game largi de scenarii.
Să aducem un omagiu oamenilor de știință americani și departamentului militar american, care promovează activ dezvoltarea biologiei sintetice. În același timp, observăm că progresul semnificativ din ultimii ani, ale cărui rezultate așteptate ar trebui să vizeze beneficiul umanității, a creat o problemă complet nouă, ale cărei consecințe sunt imprevizibile și imprevizibile. Se pare că Statele Unite au acum capacitatea tehnică de a proiecta microorganisme artificiale (sintetice) care sunt absente în condiții naturale. Aceasta înseamnă că vorbim despre o nouă generație de arme biologice (BW).
Dacă vă amintiți, în secolul trecut, cercetările intensive din SUA privind dezvoltarea BW au vizat atât obținerea tulpinilor de agenți cauzali ai bolilor infecțioase periculoase la om cu proprietăți modificate (depășirea imunității specifice, rezistența poliantibiotică, creșterea patogenității), cât și dezvoltarea mijloace de identificare și măsuri de protecție a acestora. Ca rezultat, metodele de indicare și identificare a microorganismelor modificate genetic au fost îmbunătățite. Au fost dezvoltate scheme pentru prevenirea și tratarea infecțiilor cauzate de forme naturale și modificate de bacterii.
Primele experimente privind utilizarea tehnicilor și tehnologiilor ADN-ului recombinant au fost efectuate în anii 70 și au fost dedicate modificării codului genetic al tulpinilor naturale prin includerea unor gene singure în genomul lor care ar putea schimba proprietățile bacteriilor. Acest lucru a oferit oamenilor de știință oportunități de a rezolva probleme atât de importante precum producția de biocombustibili, energie electrică bacteriană, medicamente, medicamente de diagnosticare și platforme multi-diagnostice, vaccinuri sintetice etc. Un exemplu de implementare cu succes a acestor obiective este crearea unei bacterii. care conține ADN recombinant și produce insulină sintetică …
Dar există și o altă latură. În 2002, poliovirusurile viabile au fost sintetizate artificial, inclusiv cele similare cu agentul patogen al gripei spaniole, care a provocat zeci de milioane de vieți în 1918. Deși se încearcă crearea de vaccinuri eficiente pe baza unor astfel de tulpini artificiale.
În 2007, oamenii de știință de la J. Craig Venter Research Institute (JCVI, SUA) au putut pentru prima dată să transporte întregul genom al unei specii bacteriene (Mycoplasma mycoides) la alta (Mycoplasma capricolum) și au dovedit viabilitatea unui nou microorganism. Pentru a determina originea sintetică a acestor bacterii, markeri, așa-numitele filigrane, sunt de obicei introduse în genomul lor.
Biologia sintetică este o zonă în dezvoltare intensă, reprezentând un pas calitativ nou în dezvoltarea ingineriei genetice. De la transferul mai multor gene între organisme la proiectarea și construirea unor sisteme biologice unice care nu există în natură cu funcții și proprietăți „programate”. Mai mult, secvențierea genomică și crearea bazelor de date ale genomului complet al diferitelor microorganisme vor face posibilă dezvoltarea de strategii moderne pentru sinteza ADN-ului oricărui microb din laborator.
După cum știți, ADN-ul este format din patru baze, secvența și compoziția cărora determină proprietățile biologice ale organismelor vii. Știința modernă permite introducerea unor baze „nenaturale” în genomul sintetic, a cărui funcționare în celulă este foarte dificil de programat în avans. Și astfel de experimente privind „inserarea” în genomul artificial al secvențelor ADN necunoscute cu funcții necunoscute sunt deja efectuate în străinătate. În SUA, Marea Britanie și Japonia, au fost înființate centre multidisciplinare care se ocupă de biologia sintetică; acolo lucrează cercetători de diferite specialități.
În același timp, este evident că utilizarea tehnicilor metodologice moderne crește probabilitatea producerii „accidentale” sau deliberate de agenți himerici de arme biologice necunoscute omenirii cu un set complet nou de factori de patogenitate. În acest sens, apare un aspect important - asigurarea siguranței biologice a acestor studii. Potrivit unui număr de specialiști, biologia sintetică aparține domeniului de activitate cu riscuri ridicate asociate construirii de noi microorganisme viabile. Nu se poate exclude faptul că formele de viață create în laborator pot scăpa din eprubetă, se pot transforma în arme biologice și acest lucru va amenința diversitatea naturală existentă.
O atenție specială ar trebui acordată faptului că, din păcate, o altă problemă importantă nu a fost reflectată în publicațiile de biologie sintetică, și anume, păstrarea stabilității genomului bacterian creat artificial. Microbiologii sunt bine conștienți de fenomenul mutațiilor spontane datorate unei modificări sau pierderi (ștergere) a unei gene din genomul bacteriilor și virusurilor, ceea ce duce la o modificare a proprietăților celulei. Cu toate acestea, în condiții naturale, frecvența apariției unor astfel de mutații este scăzută, iar genomul microorganismelor este caracterizat de o stabilitate relativă.
Procesul evolutiv a modelat diversitatea lumii microbiene de milenii. Astăzi, întreaga clasificare a familiilor, genurilor și speciilor de bacterii și viruși se bazează pe stabilitatea secvențelor genetice, care permite identificarea lor și determină proprietăți biologice specifice. Acestea au fost punctul de plecare pentru crearea unor metode de diagnostic moderne precum determinarea profilelor de proteine sau acizi grași ai microorganismelor utilizând spectrometria de masă MALDI-ToF sau spectrometria de masă cromo, identificarea secvențelor ADN specifice fiecărui microb folosind analiza PCR etc. În același timp, stabilitatea genomului sintetic al microbilor „himerici” este în prezent necunoscută și este imposibil să se prevadă cât de mult am fost capabili să „înșelăm” natura și evoluția. Prin urmare, este foarte dificil să se prevadă consecințele pătrunderii accidentale sau deliberate a acestor microorganisme artificiale în afara laboratorului. Chiar și cu „inofensivitatea” microbului creat, eliberarea acestuia „în lumină” cu condiții complet diferite de laborator poate duce la o mutabilitate crescută și la formarea de noi variante cu proprietăți necunoscute, posibil agresive. O ilustrare vie a acestei poziții este crearea unei bacterii artificiale cynthia.
Moarte pe sticlă
Cynthia (Mycoplasma laboratorium) este o tulpină sintetică de laborator a micoplasmei. Este capabil de reproducere independentă și a fost destinat, potrivit rapoartelor mass-media străine, să elimine consecințele dezastrului petrolier din apele Golfului Mexic prin absorbția poluării.
În 2011, bacteriile au fost lansate în oceane pentru a distruge scurgerile de petrol care reprezintă o amenințare pentru ecologia Pământului. Această decizie neprevăzută și slab calculată s-a transformat în curând în consecințe cumplite - microorganismele au scăpat de sub control. Au fost raportate o boală teribilă, numită de jurnaliști ciuma albastră și care a provocat dispariția faunei în Golful Mexic. În același timp, toate publicațiile care au provocat panică în rândul populației aparțin periodicelor, în timp ce publicațiile științifice preferă să rămână tăcute. În prezent, nu există dovezi științifice directe (sau sunt ascunse în mod deliberat) că boala fatală necunoscută este cauzată de Cynthia. Cu toate acestea, nu există fum fără foc, de aceea versiunile declarate ale dezastrului ecologic din Golful Mexic necesită o atenție și un studiu atent.
Se presupune că în procesul de absorbție a produselor petroliere, cynthia s-a schimbat și a extins cerințele nutriționale prin includerea proteinelor animale în „dietă”. Intrând în răni microscopice pe corpul peștilor și al altor animale marine, se răspândește prin fluxul sanguin la toate organele și sistemele, corodând literalmente tot ceea ce se află în calea sa într-un timp scurt. În doar câteva zile, pielea sigiliilor este acoperită de ulcere, sângerând în mod constant și apoi putrezită complet. Din păcate, au fost raportate cazuri mortale ale bolii (cu același complex de simptome) și persoane care înotau în Golful Mexic.
Un punct esențial este faptul că, în cazul synthia, boala nu poate fi tratată cu antibiotice cunoscute, întrucât, pe lângă „filigranele”, au fost introduse în genomul bacteriei gene pentru rezistența la medicamente antibacteriene. Acesta din urmă ridică întrebări și surprize. De ce microbul saprofit original, incapabil să provoace boli la oameni și animale, are nevoie de gene de rezistență la antibiotice?
În acest sens, tăcerea oficialilor și autorilor acestei infecții pare cel puțin ciudată. Potrivit unor experți, există o ascundere a adevăratei dimensiuni a tragediei la nivel guvernamental. De asemenea, se sugerează că, în cazul utilizării synthia, vorbim despre utilizarea armelor bacteriologice cu un spectru larg de acțiune, ceea ce reprezintă o amenințare cu apariția unei epidemii intercontinentale. În același timp, pentru a risipi panica și zvonurile, Statele Unite au întregul arsenal de metode moderne de identificare a microorganismelor și nu este dificil să se determine agentul etiologic al acestei infecții necunoscute. Desigur, nu se poate exclude faptul că acesta este rezultatul efectului direct al uleiului asupra unui organism viu, deși simptomele bolii indică mai mult natura sa infecțioasă. Cu toate acestea, întrebarea, repetăm, necesită claritate.
Preocupare naturală cu privire la cercetarea necontrolată a multor oameni de știință ruși și străini. Pentru a reduce riscul, sunt propuse mai multe direcții - introducerea responsabilității personale pentru evoluțiile cu rezultate neprogramabile, o creștere a alfabetizării științifice la nivelul pregătirii profesionale și o conștientizare largă a publicului cu privire la realizările biologiei sintetice prin intermediul mass-media. Dar este comunitatea pregătită să respecte aceste reguli? De exemplu, scoaterea sporilor de antrax dintr-un laborator din SUA și trimiterea lor în plicuri pune la îndoială eficacitatea controlului. Mai mult, luând în considerare posibilitățile moderne, este facilitată disponibilitatea bazelor de date cu secvențe genetice de bacterii, inclusiv agenți cauzali ai infecțiilor deosebit de periculoase, tehnici de sinteză a ADN-ului, metode de creare a microbilor artificiali. Este imposibil să se excludă obținerea accesului neautorizat la aceste informații de către hackeri cu vânzarea ulterioară către părțile interesate.
După cum arată experiența „lansării” Cynthia în condiții naturale, toate măsurile propuse sunt ineficiente și nu garantează siguranța biologică a mediului. În plus, nu se poate exclude faptul că pot exista consecințe ecologice pe termen lung ale introducerii unui microorganism artificial în natură.
Măsurile de control propuse - conștientizarea largă a mass-mediei și o responsabilitate etică sporită a cercetătorilor în crearea de forme artificiale de microorganisme - nu sunt încă încurajatoare. Cea mai eficientă este reglementarea legală a siguranței biologice a formelor de viață sintetice și sistemul de monitorizare a acestora la nivel internațional și național conform noului sistem de evaluare a riscurilor, care ar trebui să includă un studiu cuprinzător, experimental, bazat pe dovezi, al consecințelor în domeniul biologiei sintetice. O posibilă soluție ar putea fi, de asemenea, crearea unui consiliu internațional de experți care să evalueze riscurile utilizării produselor sale.
Analiza arată că știința a atins frontiere complet noi și a pus probleme neașteptate. Până în prezent, schemele de indicare și identificare a agenților periculoși au vizat detectarea acestora pe baza identificării unor markeri antigenici sau genetici specifici. Dar atunci când se creează microorganisme himerice cu diferiți factori de patogenitate, aceste abordări sunt ineficiente.
Mai mult, schemele dezvoltate în prezent pentru profilaxia specifică și de urgență, terapia etiotropă a infecțiilor periculoase se pot dovedi, de asemenea, inutile, deoarece acestea sunt calculate, chiar și în cazul utilizării opțiunilor modificate, pentru un agent patogen cunoscut.
Omenirea, fără să știe, a intrat pe calea războiului biologic cu consecințe necunoscute. Este posibil să nu existe câștigători în acest război.
