Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК была влиятельной конференцией , организованной Полом Бергом , [1] Максин Сингер , [2] и коллегами для обсуждения потенциальных биологических опасностей и регулирования биотехнологии , состоявшейся в феврале 1975 года в конференц-центре в Асиломар Стейт Бич , Калифорния. [3] Группа из примерно 140 специалистов (в основном биологов , но также включая юристов и врачей ) приняла участие в конференции, чтобы составить добровольные руководящие принципы для обеспечения безопасности технологии рекомбинантной ДНК . Конференция также сделала научные исследования более общественным достоянием и может рассматриваться как применение версии принципа предосторожности .
Влияние этих рекомендаций все еще ощущается в биотехнологической отрасли и в участии широкой общественности в научном дискурсе. [4] Из-за потенциальных угроз безопасности ученые во всем мире прекратили эксперименты с использованием технологии рекомбинантной ДНК, которая подразумевала объединение ДНК из разных организмов. [3] [4] После принятия рекомендаций во время конференции ученые продолжили свои исследования, которые расширили фундаментальные знания о биологии и повысили интерес общественности к биомедицинским исследованиям . [5]
Технология рекомбинантной ДНК возникла в результате достижений биологии, начавшихся в 1950-х и 1960-х годах. В течение этих десятилетий традиция слияния структурного, биохимического и информационного подходов к центральным проблемам классической генетики стала более очевидной. Две основные концепции этой традиции заключались в том, что гены состоят из ДНК, и что ДНК кодирует информацию, которая определяет 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 дали теоретические достижения, которые нашли отражение в новых возможностях манипулирования ДНК. [6] Одной из таких возможностей была технология рекомбинантной ДНК.
Эта технология подразумевает соединение 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 экспериментальном проекте в 1974 году он расщепил (разрезал на фрагменты) вирус обезьяны SV40. Затем он расщепил двойную спираль другого вируса; антибактериального агента, известного как бактериофаг лямбда . На третьем этапе он прикрепил ДНК из SV40 к ДНК из бактериофага лямбда. Последний этап включал помещение мутантного генетического материала в лабораторный штамм бактерии E. coli. Однако этот последний этап не был завершен в первоначальном эксперименте. [8]
Берг не завершил свой последний шаг из-за просьб нескольких коллег-исследователей, включая Роберта Поллака , которые опасались 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) обитает в кишечном тракте человека. По этим причинам другие исследователи опасались, что на последнем шаге будет создана клонированная ДНК SV40, которая может попасть в окружающую среду и заразить работников лаборатории. Эти работники затем могут стать жертвами рака. [8]
Озабоченность этой потенциальной биологической опасностью, наряду с другими, заставила группу ведущих исследователей отправить письмо президенту Национальной академии наук (NAS). В этом письме они просили его назначить специальный комитет для изучения последствий биологической безопасности этой новой технологии. Этот комитет, названный Комитетом по рекомбинантным молекулам ДНК Национальной академии наук США, состоявшийся в 1974 году, пришел к выводу, что для решения этой проблемы необходима международная конференция и что до этого времени ученые должны прекратить эксперименты с использованием технологии рекомбинантной ДНК. [10]
Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК прошла в конференц-центре Асиломар на полуострове Монтерей в Калифорнии в 1975 году. Главной целью конференции было рассмотрение биологических опасностей, представляемых технологией рекомбинантной ДНК. Во время конференции были установлены принципы, определяющие рекомендации по безопасному проведению экспериментов с использованием этой технологии. Первым принципом для работы с потенциальными рисками было то, что сдерживание должно быть сделано существенным соображением при разработке эксперимента. Вторым принципом было то, что эффективность сдерживания должна максимально соответствовать предполагаемому риску. [11]
Конференция также предложила использовать биологические барьеры для ограничения распространения рекомбинантной ДНК. Такие биологические барьеры включали привередливых бактериальных хозяев, которые не могли выжить в естественной среде. Другие барьеры были непередаваемыми и столь же привередливыми векторами ( плазмиды , бактериофаги или другие вирусы), которые могли расти только в определенных хозяевах. [12]
В дополнение к биологическим барьерам конференция выступила за использование дополнительных факторов безопасности. Одним из таких факторов было физическое сдерживание, примером которого является использование вытяжек или, где это применимо, лабораторий с ограниченным доступом или отрицательным давлением. Другим фактором было строгое соблюдение надлежащих микробиологических практик, которые ограничили бы побег организмов из экспериментальной ситуации. Кроме того, образование и подготовка всего персонала, участвующего в экспериментах, будут иметь важное значение для эффективных мер сдерживания. [12]
Конференция Асиломар также дала рекомендации по подбору типов сдерживания, необходимых для различных типов экспериментов. Эти рекомендации основывались на различных уровнях риска, связанных с экспериментом, которые потребуют различных уровней сдерживания. Эти уровни были минимальным, низким, умеренным и высоким риском. Уровень сдерживания с минимальным риском предназначался для экспериментов, в которых биологическая опасность могла быть точно оценена и, как ожидалось, была минимальной. Уровень сдерживания с низким риском был уместен для экспериментов, в которых генерировались новые биотипы, но где имеющаяся информация указывала на то, что рекомбинантная ДНК не могла ни существенно изменить экологическое поведение вида-реципиента, ни значительно увеличить его патогенность, ни предотвратить эффективное лечение любых возникающих инфекций. Уровень сдерживания с умеренным риском предназначался для экспериментов, в которых существовала вероятность создания агента со значительным потенциалом патогенности или экологического нарушения. Уровень сдерживания с высоким риском предназначался для экспериментов, в которых потенциал экологического нарушения или патогенности модифицированного организма мог быть серьезным и, таким образом, представлять серьезную биологическую опасность для персонала лаборатории или для 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 рекомбинантных молекул ДНК с использованием ДНК из прокариот , бактериофагов и других плазмид , вирусов животных и эукариот . [12]
Для прокариот, бактериофагов и других плазмид эксперименты могли проводиться в условиях минимального риска сдерживания, когда создание рекомбинантных молекул ДНК и их размножение включали прокариотических агентов, которые, как известно, обмениваются генетической информацией естественным образом. [13] Для экспериментов, включающих создание и размножение рекомбинантных молекул ДНК из ДНК видов, которые обычно не обмениваются генетической информацией и генерируют новые биотипы, эксперименты должны были проводиться, по крайней мере, в условиях сдерживания низкого риска. Если эксперимент увеличивал патогенность вида-реципиента или приводил к появлению новых метаболических путей у видов, то должны были использоваться условия сдерживания умеренного или высокого риска. В экспериментах, где диапазон устойчивости установленных человеческих патогенов к терапевтически полезным антибиотикам или дезинфицирующим средствам был расширен, эксперименты должны были проводиться только в условиях сдерживания 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 помещениях с умеренным уровнем риска. По мере того, как становились доступными более безопасные системы вектор-хозяин, такие эксперименты могли проводиться в помещениях с низким уровнем риска. В экспериментах, разработанных для введения или размножения ДНК из невирусных или других агентов с низким уровнем риска в клетках животных, в качестве векторов могла использоваться только ДНК животных с низким уровнем риска, а манипуляции должны были ограничиваться помещениями с умеренным уровнем риска. [14]
В случае эукариот попытки клонировать сегменты ДНК с использованием технологии рекомбинантной ДНК из геномов теплокровных позвоночных должны были выполняться только с системами вектор-хозяин, которые имели явно ограниченные возможности роста вне лаборатории и в условиях умеренного уровня риска. Это было связано с тем, что они потенциально содержали криптические вирусные геномы, которые были потенциально патогенны для человека. Однако, если только организм не производил опасный продукт, рекомбинантные ДНК из холоднокровных позвоночных и всех других низших эукариот могли быть сконструированы и размножены с помощью самой безопасной системы вектор-хозяин, доступной в условиях низкого уровня риска. Кроме того, очищенная ДНК из любого источника, которая выполняла известные функции и была признана нетоксичной, могла быть клонирована с помощью доступных векторов в условиях низкого уровня риска. [14]
Помимо регулирования проводимых экспериментов, руководящие принципы также запрещали проведение других экспериментов. Одним из таких экспериментов было клонирование рекомбинантных ДНК, полученных из высокопатогенных организмов. Кроме того, ни клонирование ДНК, содержащей гены токсинов, ни крупномасштабные эксперименты с использованием рекомбинантных ДНК, которые могли производить продукты, потенциально опасные для людей, животных или растений, не были разрешены руководящими принципами. Эти эксперименты были запрещены, поскольку потенциальные биологические опасности не могли быть ограничены действующими на тот момент мерами безопасности. [14]
Участники конференции в Асиломаре также стремились сделать науку достоянием широкой общественности, возможной причиной чего был скандал Уотергейт . Скандал возник в результате неумелого взлома отеля Уотергейт, который служил штаб-квартирой Национального комитета Демократической партии в 1972 году. Через два года после взлома были обнаружены записанные на пленку доказательства, указывающие на то, что президент Никсон обсуждал сокрытие информации через неделю после этого. Через три дня после публикации записи Никсон ушел в отставку с поста президента. Это событие привлекло внимание страны к проблеме правительственной секретности, способствующей незаконному и безнравственному поведению, и политолог Айра Х. Кармен предположил, что это побудило ученых на конференции в Асиломаре сделать науку достоянием общественности, чтобы гарантировать, что их не обвинят в сокрытии информации. [15] Кроме того, по словам доктора Берга и доктора Сингера, благодаря своей прямоте ученые избежали ограничительного законодательства из-за выработки консенсуса о том, как им следует проводить свои исследования. [16]
Привлечение внимания общественности к науке также совпало с быстрым темпом, с которым технология рекомбинантной ДНК вошла в промышленный мир. Из-за практического применения технологии финансирование исследований с ее использованием стало поступать больше из частного сектора и меньше из государственного. Кроме того, многие молекулярные биологи, которые когда-то ограничивались академической сферой, развили связи с частной промышленностью в качестве владельцев акций, руководителей корпораций и консультантов. [17] Это привело к созданию биотехнологической отрасли, хотя в это время происходили публичные дебаты об опасностях рекомбинантной ДНК. [18] Эти дебаты в конечном итоге были выиграны учеными, которые заявили, что опасности были преувеличены и что исследования можно проводить безопасно. [19] Это было видно в отчете Аскота, найденном в Федеральном реестре в марте 1978 года. В этом отчете подчеркивалось, что опасности рекомбинантной ДНК для общества в целом были незначительны до такой степени, что они не имели 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]
Спустя годы после конференции люди придавали ей большое значение. По словам Пола Берга и Максин Сингер в 1995 году, конференция ознаменовала начало исключительной эпохи как для науки, так и для публичного обсуждения научной политики. Руководящие принципы, разработанные конференцией, позволили ученым проводить эксперименты с технологией рекомбинантной ДНК, которая к 1995 году доминировала в биологических исследованиях. Эти исследования, в свою очередь, расширили знания о фундаментальных жизненных процессах, таких как клеточный цикл. Кроме того, конференция вместе с публичными дебатами по рекомбинантной ДНК повысила общественный интерес к биомедицинским исследованиям и молекулярной генетике. По этой причине к 1995 году генетика и ее словарь стали частью ежедневных новостей в прессе и на телевидении. Это, в свою очередь, стимулировало осведомленное общественное обсуждение некоторых социальных, политических и экологических проблем, возникших в связи с генетической медициной и использованием генетически модифицированных растений в сельском хозяйстве. Другим важным результатом конференции стал прецедент, который она создала относительно того, как реагировать на изменения в научных знаниях. По мнению конференции, правильным ответом на новые научные знания была бы разработка руководящих принципов, определяющих, как их регулировать. [16]