Захватывающие перспективы и опасности биоинженерии

Привет. Сегодня мы стоим на пороге необычайных возможностей в синтетической биологии. CRISPR-Cas9, технология редактирования генома, появившаяся в 2014 году, находится на переднем крае этого новообретенного потенциала для инноваций. Эти достижения дают возможность решать проблемы в области питания, болезней, генетики и - самые спорные и запретные перспективы - изменения генома человека. Это позволит сделать нас лучше, быстрее, сильнее, более эластичным и более интеллектуальным: это шанс сконструировать себя быстрее, чем можно было когда-либо мечтать.

Однако, многие эксперты предупреждают об опасности этих новых возможностей. Огромный поток денег течет к биотехнологическим стартапам, провоцируя гонку технологий в этой сфере. В этом году исследователи воскресили вымерший штамм вируса лошади. CRISPR может позволить создать биологическое оружие, тщательно защищенное правительствами США и России, такое, как оспа, или принять на вооружение уже существующее заболевание, такое как Эбола, и превратить его в худший кошмар эпидемиолога.

С этими прорывами человеческого разума, которые кажутся научной фантастикой, может сделать почти невозможной задачу распознать шумиху от реальности. Но это важная задача для нашего общества и  политиков, которые в подавляющем большинстве не являются учеными. Как мы можем реально оценить потенциальные риски и преимущества технологии? Теперь новое исследование, объединяющее исследователей из США и Великобритании дает экспертную оценку 20 новых проблем в области биоинженерии.

Исследователи разобрали 20 векторов в разные временные горизонты: следующие пять лет, следующее десятилетие и более чем десятилетие. В ближайшие пять лет они ожидают прорывов в искусственном фотосинтезе. Поскольку растения могут превращать углекислый газ в топливо, искусственный фотосинтез может иметь решающее значение для энергетического кризиса и борьбы с изменением климата. Хотя любая схема развертывания удаления углекислого газа в качестве климатической коррекции должна иметь гигантские последствия, недавние исследования показали, что искусственный фотосинтез может снижать CO2 более эффективно, чем растения, и может превращать его в метанол для топлива.

У нас заканчивается фермерское пространство, так как население мира продолжает расти; чтобы прокормить мир, может потребоваться новая Зеленая революция. Ответом является улучшение естественного фотосинтеза посредством генетической модификации, поскольку ген C4 модифицируется в рис. Поскольку этот ген может повысить урожайность риса до 50 процентов, а так как рис предоставляет пропитание для сотен миллионов, и это огромный потенциал развития.

Исследователи также ожидают, что в ближайшие пять лет начнутся серьезные дебаты. Первое - это этика генных технологий, которые могут «заставить» население наследовать новые характеристики. Для таких насекомых, как комары, эти гены могут распространяться очень быстро, и люди обсуждают пути, как сделать комаров бесплодными. В то же время, они могут нанести ущерб экосистемам и могут иметь непреднамеренные последствия. Является ли решение прямым запретом на использование генных манипуляций или мы можем найти умные способы контролировать эти негативные процессы и «деактивировать» их до того, как они распространится слишком далеко или после определенного количества поколений? Таким образом, утверждают сторонники технологии, мы можем измерить любые неблагоприятные последствия. В свою очередь, скептики не слишком в этом уверены.

Большие дебаты начнутся в течение следующих пяти лет: насколько нам допустимо редактировать человеческий геном? Исследователи отмечают, что наша способность редактировать человеческий геном уже превзошла наше понимание функций этих генов. Предыдущие исследования по существу касались статистической корреляции между генетическими состояниями и наличием определенных генов. Возможно, тщательное редактирование позволит нам проводить эксперименты, которые откроют более глубокое понимание нашей собственной ДНК; уже, у мышей, мы можем исключать такие заболевания, как болезнь Хантингтона.

Тем не менее, как и прежде, эксперименты с людьми представляют собой уникальный набор этических проблем, и исследователи отмечают, что правительства мира не приближаются к правильному курсу действий., но Китай в этом плане более оптимистичен, чем другие страны. Кажется вероятным, что мало, кто будет возражать против излечения генетических заболеваний, но является ли это началом скользкой дорожки ведущей к пропости?

В среднесрочной перспективе исследователи обеспокоены развитием все более сложных технологий биоинженерии. Возможно, через пять-десять лет мы сможем строить целые органы на замены поврежденных через тканевую инженерию. Они отмечают, что в последние годы инженеры-по ткани уже выращивают трансплантируемые органы, тазобедренные суставы, вены, артерии, уши, кожу, мениск колена и части для поврежденных сердец.

Ремонт поврежденного сердца может звучать как идеальное использование биотехнологии, и, поскольку испытания на животных идут вперед и демонстрируют, что эти инженерные ткани могут быть успешно имплантированы - это реальная перспектива. Но вряд ли это будет дешево: может ли это усугубить пробелы в здравоохранении, которые уже существуют в обществе, причем супер-богатые могут позволить себе заменить свои органы и продлить срок их службы, в то время как остальные из нас обречены на "смерть и налоги"? Опасность еще большего социального расслоения общества - это реальная опасность.

Развитая функциональность этих методов будет влиять на производство лекарств беспрецедентными способами. В настоящее время многие вакцины производятся с использованием куриных яиц в качестве инкубаторов, тот же метод, который использовался в течение 70 лет. Как и ожидалось, существуют ограничения для этого старого метода; наиболее важные штаммы вируса должны быть предсказаны за несколько месяцев, в то время, как производство вакцины занимает несколько месяцев. DARPA-спонсоры развития Интернета, беспилотных автомобилей и крутых роботов дает грант компаниям, которые смогли бы производить десять миллионов вакцин против гриппа в течение месяца. Если мы будем участвовать в гонке против следующей пандемии, которая могла бы убить миллионы, как это сделал испанский грипп, тогда почти очевиден моральный императив для развития этой технологии.

Однако, поскольку технологии становится доступными все большему количеству людей, существуют и другие риски. Незаконные наркотики могут производиться более эффективно с помощью биоинженерии. Хуже того, перспектива биоинженерного супер-вируса, созданная случайно или злонамеренно. Генетическая информация станет новой валютой; так же, как алгоритм сегодня может стоить миллионы или нанести ущерб, вскоре те же самые меры безопасности должны будут применяться к генетике. Мы можем только надеяться, что эти усилия по обеспечению безопасности будут хорошо финансироваться и осуществляться с особой тщательностью. Последствия компьютерного вируса могут повредить машинам; последствия «вредоносного ПО» для людей могут убить миллионы.

Подробней, фото1, фото2, фото3