Në Nëntor 2017, botimi britanik në Internet The Independent publikoi një artikull mbi programin e ri të biologjisë sintetike të Agjencisë së Projekteve të Kërkimit të Avancuar të Departamentit Amerikan të Mbrojtjes (DARPA), Advanced Plant Technologies (APT). Departamenti ushtarak planifikon të krijojë alga të modifikuara gjenetikisht që mund të veprojnë si sensorë të vetë-qëndrueshëm për të mbledhur informacion në kushtet kur përdorimi i teknologjive tradicionale është i pamundur. Sa realiste është kjo dhe si kërcënon njerëzimin?
Supozohet se aftësitë natyrore të bimëve mund të përdoren për të zbuluar kimikatet përkatëse, mikroorganizmat e dëmshëm, rrezatimin dhe sinjalet elektromagnetike. Në të njëjtën kohë, ndryshimi i gjenomit të tyre do t'i lejojë ushtrisë të kontrollojë gjendjen e mjedisit dhe jo vetëm. Kjo, nga ana tjetër, do të bëjë të mundur monitorimin në distancë të reagimit të bimëve duke përdorur mjetet ekzistuese teknike.
Viruset e bindur
Sipas Blake Bextine, Menaxher i Programit APT, qëllimi i DARPA në këtë rast është të zhvillojë një sistem efikas të ripërdorshëm për hartimin, krijimin dhe testimin direkt të platformave të ndryshme biologjike me aftësi shumë të adaptueshme që mund të aplikohen në një gamë të gjerë skenarësh.
Le t'i bëjmë haraç shkencëtarëve amerikanë dhe departamentit ushtarak amerikan, i cili promovon në mënyrë aktive zhvillimin e biologjisë sintetike. Në të njëjtën kohë, ne vërejmë se përparimi i rëndësishëm i viteve të fundit, rezultatet e pritshme të të cilit duhet të synojnë në dobi të njerëzimit, ka krijuar një problem krejtësisht të ri, pasojat e të cilit janë të paparashikueshme dhe të paparashikueshme. Rezulton se Shtetet e Bashkuara tani kanë aftësinë teknike për të hartuar mikroorganizma artificialë (sintetikë) që mungojnë në kushte natyrore. Kjo do të thotë se ne po flasim për një brez të ri të armëve biologjike (BW).
Nëse ju kujtohet, në shekullin e kaluar, hulumtimi intensiv amerikan mbi zhvillimin e BW kishte për qëllim marrjen e llojeve të agjentëve shkaktarë të sëmundjeve infektive të rrezikshme tek njerëzit me veti të ndryshuara (kapërcimi i imunitetit specifik, rezistenca poliantibiotike, rritja e patogjenitetit), dhe në zhvillimin mjetet e identifikimit dhe masave të mbrojtjes së tyre. Si rezultat, metodat e tregimit dhe identifikimit të mikroorganizmave gjenetikisht të modifikuar janë përmirësuar. Janë zhvilluar skema për parandalimin dhe trajtimin e infeksioneve të shkaktuara nga format natyrore dhe të modifikuara të baktereve.
Eksperimentet e para mbi përdorimin e teknikave dhe teknologjive të ADN -së rekombinante u kryen në vitet '70 dhe iu kushtuan modifikimit të kodit gjenetik të shtameve natyrore duke përfshirë gjenet e vetme në gjenomin e tyre që mund të ndryshonin vetitë e baktereve. Kjo hapi mundësi për shkencëtarët për të zgjidhur probleme të tilla të rëndësishme si prodhimi i biokarburanteve, energjia bakteriale, ilaçet, ilaçet diagnostikuese dhe platformat multi-diagnostikuese, vaksinat sintetike, etj. Një shembull i zbatimit të suksesshëm të qëllimeve të tilla është krijimi i një bakteri që përmbajnë ADN rekombinante dhe prodhojnë insulinë sintetike …
Por ka edhe një anë tjetër. Në 2002, polioviruset e zbatueshëm u sintetizuan artificialisht, përfshirë ato të ngjashme me patogjenin e gripit spanjoll, i cili mori dhjetëra miliona jetë në 1918. Edhe pse po bëhen përpjekje për të krijuar vaksina efektive bazuar në shtame të tilla artificiale.
Në vitin 2007, shkencëtarët nga Instituti Kërkimor J. Craig Venter (JCVI, SHBA) ishin për herë të parë në gjendje të transportonin të gjithë gjenomin e një specie bakteriale (Mycoplasma mycoides) në një tjetër (Mycoplasma capricolum) dhe vërtetuan qëndrueshmërinë e një mikroorganizmi të ri Me Për të përcaktuar origjinën sintetike të baktereve të tilla, shënuesit, të ashtuquajturat ujëra, zakonisht futen në gjenomin e tyre.
Biologjia sintetike është një zonë në zhvillim intensiv, që përfaqëson një hap cilësisht të ri në zhvillimin e inxhinierisë gjenetike. Nga transferimi i disa gjeneve midis organizmave në hartimin dhe ndërtimin e sistemeve unike biologjike që nuk ekzistojnë në natyrë me funksione dhe veti të "programuara". Për më tepër, sekuencimi gjenomik dhe krijimi i bazave të të dhënave të gjenomit të plotë të mikroorganizmave të ndryshëm do të bëjnë të mundur zhvillimin e strategjive moderne për sintezën e ADN -së të çdo mikrobi në laborator.
Siç e dini, ADN -ja përbëhet nga katër baza, sekuenca dhe përbërja e të cilave përcaktojnë vetitë biologjike të organizmave të gjallë. Shkenca moderne lejon futjen e bazave "të panatyrshme" në gjenomin sintetik, funksionimi i të cilave në qelizë është shumë i vështirë për t'u programuar paraprakisht. Dhe eksperimente të tilla mbi "futjen" në gjenomin artificial të sekuencave të panjohura të ADN -së me funksione të panjohura tashmë po kryhen jashtë vendit. Në SHBA, Britaninë e Madhe dhe Japoni, janë krijuar qendra multidisiplinare që merren me biologjinë sintetike; studiues të specialiteteve të ndryshme punojnë atje.
Në të njëjtën kohë, është e qartë se përdorimi i teknikave moderne metodologjike rrit gjasat e prodhimit "aksidental" ose të qëllimshëm të agjentëve kimerikë të armëve biologjike të panjohura për njerëzimin me një grup krejtësisht të ri të faktorëve patogjenitet. Në këtë drejtim, lind një aspekt i rëndësishëm - sigurimi i sigurisë biologjike të studimeve të tilla. Sipas një numri specialistësh, biologjia sintetike i përket fushës së veprimtarisë me rreziqe të larta që lidhen me ndërtimin e mikroorganizmave të rinj të zbatueshëm. Nuk mund të përjashtohet që format e jetës të krijuara në laborator mund të shpëtojnë nga epruveta, të kthehen në armë biologjike dhe kjo do të kërcënojë diversitetin ekzistues natyror.
Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet faktit se, për fat të keq, një problem tjetër i rëndësishëm nuk është pasqyruar në botimet mbi biologjinë sintetike, përkatësisht, ruajtjen e qëndrueshmërisë së gjenomit bakterial të krijuar artificialisht. Mikrobiologët janë të vetëdijshëm për fenomenin e mutacioneve spontane për shkak të ndryshimit ose humbjes (fshirjes) së një gjeni në gjenomin e baktereve dhe viruseve, të cilat çojnë në një ndryshim në vetitë e qelizës. Sidoqoftë, në kushte natyrore, frekuenca e shfaqjes së mutacioneve të tilla është e ulët dhe gjenomi i mikroorganizmave karakterizohet nga qëndrueshmëri relative.
Procesi evolucionar ka formuar diversitetin e botës mikrobike për mijëvjeçarë. Sot, i gjithë klasifikimi i familjeve, gjinive dhe llojeve të baktereve dhe viruseve bazohet në qëndrueshmërinë e sekuencave gjenetike, e cila lejon identifikimin e tyre dhe përcakton vetitë specifike biologjike. Ato ishin pika fillestare për krijimin e metodave të tilla moderne diagnostikuese si përcaktimi i profileve të proteinave ose acideve yndyrore të mikroorganizmave duke përdorur spektrometrinë masive MALDI-ToF ose spektrometrinë kromo-masive, identifikimin e sekuencave të ADN-së specifike për secilin mikrob duke përdorur analizën PCR, etj. Në të njëjtën kohë, stabiliteti i gjenomit sintetik të mikrobeve "kimerike" aktualisht është i panjohur, dhe është e pamundur të parashikohet se sa ne ishim në gjendje të "mashtronim" natyrën dhe evolucionin. Prandaj, është shumë e vështirë të parashikosh pasojat e depërtimit aksidental ose të qëllimshëm të mikroorganizmave të tillë artificialë jashtë laboratorit. Edhe me "padëmshmërinë" e mikrobit të krijuar, lëshimi i tij "në dritë" me kushte krejtësisht të ndryshme nga laboratori mund të çojë në rritjen e ndryshueshmërisë dhe formimin e varianteve të reja me veti të panjohura, ndoshta agresive. Një ilustrim i gjallë i këtij pozicioni është krijimi i një bakterie artificiale cynthia.
Vdekja në shishe
Cynthia (Mycoplasma laboratorium) është një lloj sintetik i mikoplazmës i nxjerrë nga laboratori. Ajo është e aftë për riprodhim të pavarur dhe kishte për qëllim, sipas raporteve të mediave të huaja, të eliminonte pasojat e katastrofës së naftës në ujërat e Gjirit të Meksikës duke thithur ndotjen.
Në vitin 2011, bakteret u lëshuan në oqeane për të shkatërruar derdhjet e naftës që përbëjnë një kërcënim për ekologjinë e Tokës. Ky vendim i nxituar dhe i llogaritur dobët u shndërrua shpejt në pasoja të tmerrshme - mikroorganizmat dolën jashtë kontrollit. Kishte raporte për një sëmundje të tmerrshme, të quajtur nga gazetarët murtaja blu dhe duke shkaktuar zhdukjen e faunës në Gjirin e Meksikës. Në të njëjtën kohë, të gjitha botimet që shkaktuan panik në mesin e popullatës i përkasin periodikëve, ndërsa botimet shkencore preferojnë të heshtin. Aktualisht, nuk ka dëshmi të drejtpërdrejta shkencore (ose ato janë fshehur qëllimisht) se sëmundja fatale e panjohur është shkaktuar nga Cynthia. Sidoqoftë, nuk ka tym pa zjarr, prandaj versionet e deklaruara të katastrofës ekologjike në Gjirin e Meksikës kërkojnë vëmendje dhe studim të ngushtë.
Supozohet se në procesin e thithjes së produkteve të naftës, cynthia ka ndryshuar dhe zgjeruar kërkesat ushqyese duke përfshirë proteinat shtazore në "dietë". Duke hyrë në plagë mikroskopike në trupin e peshkut dhe kafshëve të tjera detare, ajo përhapet përmes qarkullimit të gjakut në të gjitha organet dhe sistemet, duke gërryer fjalë për fjalë gjithçka në rrugën e saj në një kohë të shkurtër. Në vetëm pak ditë, lëkura e vulave është e mbuluar me ulcera, vazhdimisht gjakderdhje, dhe më pas kalbet plotësisht. Mjerisht, ka pasur raporte për raste fatale të sëmundjes (me të njëjtin kompleks simptomash) dhe njerëz që notojnë në Gjirin e Meksikës.
Një pikë thelbësore është fakti se në rastin e sintias, sëmundja nuk mund të trajtohet me antibiotikë të njohur, pasi, përveç "shenjave të ujit", gjenet për rezistencën ndaj ilaçeve antibakteriale u futën në gjenomin bakterial. Kjo e fundit ngre pyetje dhe surpriza. Pse mikrobi saprofitik origjinal, i paaftë për të shkaktuar sëmundje tek njerëzit dhe kafshët, ka nevojë për gjene të rezistencës ndaj antibiotikëve?
Në këtë drejtim, heshtja e zyrtarëve dhe autorëve të këtij infeksioni duket të paktën e çuditshme. Sipas disa ekspertëve, ekziston një fshehje e shkallës së vërtetë të tragjedisë në nivelin qeveritar. Sugjerohet gjithashtu që në rastin e përdorimit të sintias, ne po flasim për përdorimin e armëve bakteriologjike të një spektri të gjerë veprimi, i cili paraqet një kërcënim për shfaqjen e një epidemie ndërkontinentale. Në të njëjtën kohë, për të shpërndarë panikun dhe thashethemet, Shtetet e Bashkuara kanë të gjithë arsenalin e metodave moderne për identifikimin e mikroorganizmave, dhe nuk është e vështirë të përcaktohet agjenti etiologjik i këtij infeksioni të panjohur. Sigurisht, nuk mund të përjashtohet që ky është rezultat i efektit të drejtpërdrejtë të vajit në një organizëm të gjallë, megjithëse simptomat e sëmundjes më shumë tregojnë natyrën e tij infektive. Sidoqoftë, pyetja, e përsërisim, kërkon qartësi.
Shqetësim natyror për kërkimin e pakontrolluar të shumë shkencëtarëve rusë dhe të huaj. Për të zvogëluar rrezikun, propozohen disa drejtime - futja e përgjegjësisë personale për zhvillimet me rezultate jo të programueshme, një rritje e shkrim -leximit shkencor në nivelin e trajnimit profesional dhe ndërgjegjësimi i gjerë publik për arritjet e biologjisë sintetike përmes mediave. Por a është komuniteti gati të ndjekë këto rregulla? Për shembull, marrja e sporeve të antraksit nga një laborator amerikan dhe dërgimi i tyre në zarfa hedh dyshime mbi efektivitetin e kontrollit. Për më tepër, duke marrë parasysh mundësitë moderne, lehtësohet disponueshmëria e bazave të të dhënave të sekuencave gjenetike të baktereve, përfshirë agjentët shkaktarë të infeksioneve veçanërisht të rrezikshme, teknikat e sintezës së ADN -së, metodat e krijimit të mikrobeve artificiale. Isshtë e pamundur të përjashtohet marrja e aksesit të paautorizuar në këtë informacion nga hakerat me shitjen e mëvonshme te palët e interesuara.
Siç tregon përvoja e "lëshimit" të Cynthia në kushte natyrore, të gjitha masat e propozuara janë joefektive dhe nuk garantojnë sigurinë biologjike të mjedisit. Përveç kësaj, nuk mund të përjashtohet që mund të ketë pasoja ekologjike afatgjata të futjes së një mikroorganizmi artificial në natyrë.
Masat e propozuara të kontrollit - ndërgjegjësimi i përhapur i mediave dhe rritja e përgjegjësisë etike të studiuesve në krijimin e formave artificiale të mikroorganizmave - nuk janë akoma inkurajuese. Më efektive është rregullimi ligjor i sigurisë biologjike të formave sintetike të jetës dhe sistemi i monitorimit të tyre në nivelet ndërkombëtare dhe kombëtare sipas sistemit të ri të vlerësimit të rrezikut, i cili duhet të përfshijë një studim gjithëpërfshirës, eksperimental të bazuar në prova të pasojave në fushën e biologjisë sintetike. Një zgjidhje e mundshme mund të jetë gjithashtu krijimi i një këshilli ndërkombëtar ekspertësh për të vlerësuar rreziqet e përdorimit të produkteve të tij.
Analiza tregon se shkenca ka arritur kufij krejt të rinj dhe ka paraqitur probleme të papritura. Deri më tani, skemat për tregimin dhe identifikimin e agjentëve të rrezikshëm kanë synuar zbulimin e tyre bazuar në identifikimin e shënuesve specifikë antigjenikë ose gjenetikë. Por kur krijohen mikroorganizma kimerikë me faktorë të ndryshëm të patogjenitetit, këto qasje janë joefektive.
Për më tepër, skemat e zhvilluara aktualisht për profilaksinë specifike dhe urgjente, terapia etiotropike e infeksioneve të rrezikshme gjithashtu mund të rezultojnë të padobishme, pasi ato llogariten, edhe në rastin e përdorimit të opsioneve të modifikuara, për një patogjen të njohur.
Njerëzimi, pa e ditur, ka hyrë në rrugën e luftës biologjike me pasoja të panjohura. Mund të mos ketë fitues në këtë luftë.
