stringtranslate.com

Биотехнологический риск

Биотехнологический риск — это форма экзистенциального риска , исходящего от биологических источников, таких как генетически модифицированные биологические агенты. [1] [2] Выпуск таких патогенов с серьезными последствиями может быть

Глава о биотехнологии и биобезопасности была включена в сборник Ника Бострома «Глобальные катастрофические риски» 2008 года , в котором рассматривались риски, в том числе вирусные агенты. [3] С тех пор были внедрены новые технологии, такие как CRISPR и генные драйвы .

В то время как возможность преднамеренно создавать патогены была ограничена высококлассными лабораториями, которыми руководили ведущие исследователи, технология для достижения этого быстро становится дешевле и более распространенной. [4] Например, уменьшение стоимости секвенирования человеческого генома (с 10 миллионов долларов до 1000 долларов), накопление больших наборов данных генетической информации, открытие генных драйвов и открытие CRISPR . [ 5] Таким образом, биотехнологический риск является достоверным объяснением парадокса Ферми . [6]

Генетически модифицированные организмы (ГМО)

Генетически модифицированные организмы имеют ряд преимуществ и недостатков. К недостаткам относятся многочисленные риски, которые были разделены на шесть классов: 1. Риски для здоровья, 2. Экологические риски, 3. Угроза биоразнообразию, 4. Увеличение социальных различий, 5. Научные проблемы, 6. Потенциальная угроза автономии и благосостоянию фермеров, желающих производить не-ГМ продукты. [7]

1. Риски для здоровья

Ниже перечислены потенциальные риски для здоровья, связанные с употреблением ГМО.

Неожиданные взаимодействия генов

Ожидаемые результаты перенесенной генной конструкции могут отличаться из-за взаимодействия генов. Была выдвинута гипотеза, что генетическая модификация может потенциально вызывать изменения в метаболизме, хотя результаты исследований на животных противоречивы. [8]

Риск рака

ГМ-культуры требуют меньшего количества пестицидов по сравнению с не-ГМ-культурами. [9] [10] [11] Поскольку основным компонентом некоторых пестицидов является глифосат , меньшее количество пестицидов, необходимое для ГМ-культур, может снизить риск неходжкинской лимфомы у рабочих, которые работают с сырыми ГМ-продуктами. [12] [13]

Аллергенный потенциал

Аллергенный потенциал — это потенциал вызывать аллергическую реакцию у уже сенсибилизированных потребителей. Определенный ген, добавленный к ГМ-культуре, может создавать новые аллергены, а постоянное воздействие определенного белкового аллергена может привести к развитию новых аллергий. Это не связано напрямую с использованием ГМ-технологий; но поскольку ни один тест не может предсказать аллергенность, весьма вероятно, что новые белки или их взаимодействие с обычными белками могут вызывать новые аллергии. [7]

Горизонтальный перенос генов (ГПГ)

Горизонтальный перенос генов — это любой процесс, посредством которого организм приобретает генетический материал от другого организма, не происходящего от него. Напротив, вертикальный перенос — это когда организм приобретает генетический материал от своих предков (т. е. родителей). Горизонтальный перенос генов — это перенос ДНК между клетками одного поколения. Люди и животные контактировали с «чужеродной ДНК». У людей ДНК ежедневно поглощалась через пищу через фрагменты генов растений и животных, а также бактериальную ДНК. [ необходима медицинская цитата ]

Устойчивость к антибиотикам

Теоретически, устойчивость к антибиотикам может возникнуть при употреблении генетически модифицированных растений. Гены могут быть переданы бактериям в желудочно-кишечном тракте человека и развить устойчивость к этому конкретному антибиотику. [ необходима медицинская цитата ] Учитывая этот фактор риска, необходимы дополнительные исследования. [7]

Мутации с приобретением функций

Исследовать

Патогены могут быть преднамеренно или непреднамеренно генетически модифицированы для изменения их характеристик, включая вирулентность или токсичность . [2] При преднамеренном характере эти мутации могут служить для адаптации патогена к лабораторным условиям, понимания механизма передачи или патогенеза или для разработки терапевтических средств. Такие мутации также использовались при разработке биологического оружия , и риск двойного использования продолжает оставаться проблемой при исследовании патогенов. [14] Наибольшую озабоченность часто связывают с мутациями приобретения функции, которые придают новую или повышенную функциональность, и риском их высвобождения. Исследования приобретения функции вирусов проводятся с 1970-х годов и приобрели известность после того, как вакцины против гриппа были серийно переданы животным-хозяевам. [ необходима цитата ]

Мышиная оспа

Группа австралийских исследователей непреднамеренно изменила характеристики вируса оспы мышей , пытаясь разработать вирус для стерилизации грызунов в качестве средства биологической борьбы с вредителями . [2] [15] [16] Модифицированный вирус стал высокосмертельным даже для вакцинированных и естественно устойчивых мышей . [17]

Грипп

В 2011 году две лаборатории опубликовали отчеты о мутационных скринингах вирусов птичьего гриппа , выявляя варианты, которые становятся передаваемыми по воздуху между хорьками . Эти вирусы, по-видимому, преодолевают препятствие, которое ограничивает глобальное воздействие естественного H5N1 . [18] [19] В 2012 году ученые дополнительно проверили точечные мутации генома вируса H5N1 , чтобы выявить мутации, которые допускают воздушное распространение. [20] [21] Хотя заявленной целью этого исследования было улучшение надзора и подготовка к вирусам гриппа, которые представляют особый риск в плане возникновения пандемии , [ 22] существовали серьезные опасения, что сами лабораторные штаммы могут ускользнуть. [23] Марк Липсич и Элисон П. Гальвани были соавторами статьи в PLoS Medicine, в которой утверждали, что эксперименты, в которых ученые манипулируют вирусами птичьего гриппа, чтобы сделать их передаваемыми млекопитающим, заслуживают более тщательного изучения с целью выяснить, перевешивают ли их риски их пользу. [24] Липсич также описал грипп как наиболее пугающий «потенциальный пандемический патоген». [25]

Регулирование

В 2014 году Соединенные Штаты ввели мораторий на исследования по приобретению функций в отношении гриппа , MERS и SARS . [26] Это было сделано в ответ на особые риски, которые представляют эти воздушно-капельные патогены. Однако многие ученые выступили против моратория, утверждая, что это ограничивает их возможности по разработке противовирусных методов лечения. [27] Ученые утверждали, что мутации по приобретению функций были необходимы, например, адаптация MERS к лабораторным мышам, чтобы его можно было изучать.

Национальный научный консультативный совет по биобезопасности также установил правила для исследовательских предложений, использующих исследования по приобретению функции, вызывающие беспокойство. [28] Правила описывают, как эксперименты должны оцениваться с точки зрения рисков, мер безопасности и потенциальных выгод; до финансирования.

Чтобы ограничить доступ и свести к минимуму риск легкого доступа к генетическому материалу патогенов, включая вирусы, члены Международного консорциума по синтезу генов проверяют заказы на наличие регулируемых патогенов и других опасных последовательностей. [29] Заказы на патогенную или опасную ДНК проверяются на предмет идентификации клиента, за исключением клиентов из правительственных списков наблюдения, и только в учреждения, «явно занимающиеся законными исследованиями».

КРИСПР

После удивительно быстрого прогресса в редактировании CRISPR международный саммит провозгласил [ необходимо разъяснение ] в декабре 2015 года, что «безответственно» продолжать редактирование генов человека до тех пор, пока не будут решены вопросы безопасности и эффективности. [30] Одним из способов, которым редактирование CRISPR может вызвать экзистенциальный риск, является использование генных драйвов , которые, как говорят, могут «революционизировать» управление экосистемой . [31] Генные драйвы — это новая технология, которая может заставить гены распространяться в диких популяциях чрезвычайно быстро. Они могут быстро распространять гены устойчивости к малярии, чтобы дать отпор малярийному паразиту Plasmodium falciparum . [32] Эти генные драйвы были первоначально разработаны в январе 2015 года Итаном Биром и Валентино Ганцем; это редактирование было стимулировано открытием CRISPR-Cas9 . В конце 2015 года DARPA начала изучать подходы, которые могли бы остановить генные драйвы, если бы они вышли из-под контроля и стали угрожать биологическим видам. [33]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Экзистенциальные риски: анализ сценариев вымирания человечества". Nickbostrom.com . Получено 3 апреля 2016 г. .
  2. ^ abc Ali Noun; Christopher F. Chyba (2008). "Глава 20: Биотехнология и биобезопасность". В Bostrom, Nick; Cirkovic, Milan M. (ред.). Глобальные катастрофические риски . Oxford University Press.
  3. ^ Бостром, Ник; Чиркович, Милан М. (29 сентября 2011 г.). Глобальные катастрофические риски: Ник Бостром, Милан М. Чиркович: 9780199606504: Amazon.com: Книги . OUP Oxford. ISBN 978-0199606504– через Amazon.com.
  4. ^ Коллиндж, Дэвид Б.; Йоргенсен, Ханс Дж. Л.; Лунд, Оле С.; Линкьер, Майкл Ф. (1 июля 2010 г.). «Создание устойчивости к патогенам у сельскохозяйственных культур: текущие тенденции и будущие перспективы». Annual Review of Phytopathology . 48 (1): 269–291. doi :10.1146/annurev-phyto-073009-114430. ISSN  0066-4286. PMID  20687833.
  5. ^ "FLI – Future of Life Institute". Futureoflife.org . Получено 3 апреля 2016 г. .
  6. ^ Сотос, Джон Г. (15 января 2019 г.). «Биотехнология и продолжительность жизни технических цивилизаций». International Journal of Astrobiology . 18 (5): 445–454. arXiv : 1709.01149 . Bibcode : 2019IJAsB..18..445S. doi : 10.1017/s1473550418000447. ISSN  1473-5504. S2CID  119090767.
  7. ^ abc Hug, Kristina (февраль 2008 г.). «Генетически модифицированные организмы: перевешивают ли преимущества риски?». Medicina . 44 (2): 87–99. doi : 10.3390/medicina44020012 . ISSN  1648-9144. PMID  18344661.
  8. ^ Bawa, AS; Anilakumar, KR (19 декабря 2012 г.). «Генетически модифицированные продукты: безопасность, риски и общественные опасения — обзор». Журнал пищевой науки и технологии . 50 (6): 1035–1046. doi :10.1007/s13197-012-0899-1. ISSN  0022-1155. PMC 3791249. PMID 24426015  . 
  9. ^ Клюмпер, Вильгельм; Каим, Матин (3 ноября 2014 г.). «Метаанализ воздействия генетически модифицированных культур». PLOS ONE . 9 (11): e111629. Bibcode : 2014PLoSO...9k1629K. doi : 10.1371/journal.pone.0111629 . PMC 4218791. PMID  25365303 . 
  10. ^ Раман, Ручир (2 октября 2017 г.). «Влияние генетически модифицированных (ГМ) культур на современное сельское хозяйство: обзор». GM Crops & Food . 8 (4): 195–208. doi :10.1080/21645698.2017.1413522. PMC 5790416. PMID  29235937 . 
  11. ^ Брукс, Грэм (31 декабря 2022 г.). «Использование генетически модифицированных (ГМ) культур в 1996–2020 гг.: воздействие на окружающую среду, связанное с изменением использования пестицидов». GM Crops & Food . 13 (1): 262–289. doi : 10.1080/21645698.2022.2118497. PMC 9578716. PMID  36226624 . 
  12. ^ Чжан, Луопин; Рана, Иеман; Шаффер, Рэйчел М.; Тайоли, Эмануэла; Шеппард, Лианн (июль 2019 г.). «Воздействие гербицидов на основе глифосата и риск неходжкинской лимфомы: метаанализ и подтверждающие доказательства». Mutation Research/Reviews in Mutation Research . 781 : 186–206. doi :10.1016/j.mrrev.2019.02.001. PMC 6706269 . PMID  31342895. 
  13. ^ Weisenburger, Dennis D. (сентябрь 2021 г.). «Обзор и обновление с точки зрения доказательств того, что гербицид глифосат (Roundup) является причиной неходжкинской лимфомы». Clinical Lymphoma, Myeloma & Leukemia . 21 (9): 621–630. doi : 10.1016/j.clml.2021.04.009 . ISSN  2152-2669. PMID  34052177. S2CID  235257521.
  14. ^ Клобленц, ГД (2012). «От биозащиты к биобезопасности: стратегия администрации Обамы по противодействию биологическим угрозам». Международные отношения . 88 (1): 131–48. doi :10.1111/j.1468-2346.2012.01061.x. PMID  22400153. S2CID  22869150.
  15. ^ Джексон, Р.; Рэмшоу, И. (январь 2010 г.). «Опыт мышиной оспы. Интервью с Рональдом Джексоном и Яном Рэмшоу о двойном использовании исследований. Интервью Майкла Дж. Селгелида и Лорны Вейр». EMBO Reports . 11 (1): 18–24. doi :10.1038/embor.2009.270. PMC 2816623. PMID  20010799 . 
  16. ^ Джексон, Рональд Дж.; Рэмси, Алистер Дж.; Кристенсен, Карина Д.; Битон, Сандра; Холл, Диана Ф.; Рэмшоу, Ян А. (2001). «Экспрессия мышиного интерлейкина-4 рекомбинантным вирусом эктромелии подавляет цитолитические лимфоцитарные реакции и преодолевает генетическую устойчивость к мышиной оспе». Журнал вирусологии . 75 (3): 1205–1210. doi :10.1128/jvi.75.3.1205-1210.2001. PMC 114026. PMID 11152493  . 
  17. ^ Сандберг, Андерс (29 мая 2014 г.). «Пять крупнейших угроз человеческому существованию». theconversation.com . Получено 13 июля 2014 г.
  18. ^ Имаи, М.; Ватанабэ, Т.; Хатта, М.; Дас, СК.; Озава, М.; Шинья, К.; Чжун, Г.; Хансон, А.; Кацура, Х.; Ватанабэ, С.; Ли, К.; Каваками, Э.; Ямада, С.; Кисо, М.; Сузуки, И.; Махер, Е.А.; Нойманн, Г.; Каваока, И. (2 мая 2012 г.). «Экспериментальная адаптация вируса гриппа H5 HA обеспечивает передачу респираторных капель реассортантному вирусу H5 HA/H1N1 у хорьков». Nature . 486 (7403): 420–8. Bibcode :2012Natur.486..420I. doi :10.1038/nature10831. PMC 3388103 . PMID  22722205. 
  19. ^ "Риск супервирусов – The European". Theeuropean-magazine.com . Получено 3 апреля 2016 г. .
  20. ^ Херфст, С; Шраувен, Э.Дж.; Линстер, М; Чутинимиткул, С; де Вит, Э; Мюнстер, виджей; Соррелл, Э.М.; Бестеброер, ТМ; Берк, DF; Смит, диджей; Риммельцваан, ГФ; Остерхаус, AD; Фушье, РА (22 июня 2012 г.). «Воздушно-капельная передача вируса гриппа A/H5N1 между хорьками». Наука . 336 (6088): 1534–41. Бибкод : 2012Sci...336.1534H. дои : 10.1126/science.1213362. ПМЦ 4810786 . ПМИД  22723413. 
  21. ^ "Пять мутаций делают вирус H5N1 передающимся по воздуху". The-scientist.com . Получено 3 апреля 2016 г. .
  22. ^ «Размышления об опасности». The Scientist. 1 апреля 2012 г. Получено 28 июля 2016 г.
  23. ^ Коннор, Стив (20 декабря 2013 г.). «Гнев из-за «неверных заявлений» по поводу работы по превращению вируса птичьего гриппа H5N1 в БОЛЕЕ опасный для людей». The Independent . Получено 28 июля 2016 г.
  24. ^ Липсич, М.; Гальвани, А.П. (май 2014 г.). «Этические альтернативы экспериментам с новыми потенциальными пандемическими патогенами». PLOS Medicine . 11 (5): e1001646. doi : 10.1371/journal.pmed.1001646 . PMC 4028196. PMID  24844931 . 
  25. ^ "Вопросы и ответы: Когда лабораторные исследования угрожают человечеству". Harvard TH Chan . 15 сентября 2014 г. Получено 28 июля 2016 г.
  26. ^ Кайзер, Джоселин; Малакофф, Дэвид (17 октября 2014 г.). «США прекращают финансирование новых рискованных исследований вирусов, призывают к добровольному мораторию». Science . Получено 28 июля 2016 г.
  27. ^ Кайзер, Джоселин (22 октября 2014 г.). «Исследователи выступают против моратория на рискованные эксперименты с вирусами». Science . Получено 28 июля 2016 г.
  28. ^ Кайзер, Джоселин (27 мая 2016 г.). «Американские советники подписали план по рассмотрению исследований рискованных вирусов». Наука . Получено 28 июля 2016 г.
  29. ^ "Международный консорциум по синтезу генов (IGSC) - Гармонизированный протокол скрининга - Последовательность генов и скрининг клиентов для повышения биобезопасности" (PDF) . Международный консорциум по синтезу генов . Архивировано из оригинала (PDF) 19 августа 2016 г. . Получено 28 июля 2016 г. .
  30. ^ "Ученые призывают к мораторию на редактирование генома человека: опасности использования CRISPR для создания «дизайнерских детей» : LIFE : Tech Times". Techtimes.com . 6 декабря 2015 г. Получено 3 апреля 2016 г.
  31. ^ ""Gene Drives" и CRISPR могут произвести революцию в управлении экосистемами – Scientific American Blog Network". Blogs.scientificamerican.com . 17 июля 2014 г. . Получено 3 апреля 2016 г.
  32. ^ Ледфорд, Хайди; Каллауэй, Эвен (23 ноября 2015 г.). «Комары с 'Gene drive', разработанные для борьбы с малярией – Nature News & Comment». Nature.com . doi : 10.1038/nature.2015.18858 . S2CID  181366771 . Получено 3 апреля 2016 г. .
  33. ↑ Бегли, Шарон (12 ноября 2015 г.). «Почему ФБР и Пентагон боятся генных драйвов». Статистика . Получено 3 апреля 2016 г.

Внешние ссылки