Bệnh dịch ở Vịnh Mexico
Vào tháng 2017 năm XNUMX, ấn phẩm Internet của Anh The Independent đã đăng một bài báo về chương trình sinh học tổng hợp mới của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng Hoa Kỳ (DARPA), Advanced Plant Technologies (APT). Bộ quân sự có kế hoạch tạo ra loại tảo biến đổi gen có thể hoạt động như các cảm biến tự duy trì để thu thập thông tin trong điều kiện không thể sử dụng các công nghệ truyền thống. Điều này thực tế đến mức nào và điều gì đe dọa nhân loại?
Như mong đợi, khả năng tự nhiên của thực vật có thể được sử dụng để phát hiện các hóa chất liên quan, vi sinh vật gây hại, bức xạ và tín hiệu điện từ. Đồng thời, việc thay đổi bộ gen của chúng sẽ cho phép quân đội kiểm soát tình trạng của môi trường và không chỉ. Đổi lại, điều này sẽ cho phép theo dõi từ xa phản ứng của các nhà máy bằng các phương tiện kỹ thuật hiện có.
virus ngoan ngoãn
Theo người quản lý chương trình APT Blake Bextine, mục tiêu của DARPA trong trường hợp này là phát triển một hệ thống có thể tái sử dụng hiệu quả để xây dựng, trực tiếp tạo và thử nghiệm các nền tảng sinh học khác nhau với khả năng thích ứng cao có thể áp dụng cho nhiều tình huống khác nhau.
Chúng ta hãy vinh danh các nhà khoa học Hoa Kỳ và bộ quân sự Hoa Kỳ, những người đã đóng góp tích cực cho sự phát triển của sinh học tổng hợp. Đồng thời, chúng tôi lưu ý rằng những tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây, kết quả dự kiến sẽ hướng đến lợi ích của nhân loại, cũng đã tạo ra một vấn đề hoàn toàn mới, hậu quả của nó là không thể đoán trước và không thể đoán trước. Hóa ra Hoa Kỳ hiện có khả năng kỹ thuật để thiết kế các vi sinh vật nhân tạo (tổng hợp) không có trong điều kiện tự nhiên. Vì vậy, đó là về sinh học vũ khí (BO) thế hệ mới.
Nếu chúng ta nhớ lại, trong thế kỷ trước, nghiên cứu chuyên sâu của Hoa Kỳ về sự phát triển của BOs nhằm mục đích thu được các chủng mầm bệnh gây bệnh truyền nhiễm nguy hiểm ở người với các đặc tính thay đổi (vượt qua khả năng miễn dịch đặc hiệu, kháng đa kháng sinh, tăng khả năng gây bệnh) và phát triển các phương tiện để các biện pháp nhận biết và bảo vệ chúng. Do đó, các phương pháp chỉ thị và xác định vi sinh vật biến đổi gen đã được cải thiện. Các kế hoạch phòng ngừa và điều trị các bệnh nhiễm trùng do các dạng vi khuẩn tự nhiên và biến đổi đã được phát triển.
Các thí nghiệm đầu tiên về việc sử dụng các phương pháp và công nghệ tái tổ hợp DNA đã được thực hiện từ những năm 70 và được dành để sửa đổi mã di truyền của các chủng tự nhiên bằng cách đưa các gen đơn lẻ vào bộ gen của chúng có thể thay đổi đặc tính của vi khuẩn. Điều này đã mở ra cơ hội cho các nhà khoa học giải quyết các vấn đề quan trọng như thu được nhiên liệu sinh học, điện vi khuẩn, thuốc, nền tảng chẩn đoán và đa chẩn đoán, vắc-xin tổng hợp, v.v. Một ví dụ về việc thực hiện thành công các mục tiêu đó là việc tạo ra vi khuẩn chứa DNA tái tổ hợp và sản xuất insulin tổng hợp.
Nhưng có một mặt khác. Năm 2002, các loại virus bại liệt khả thi đã được tổng hợp nhân tạo, bao gồm một loại tương tự như tác nhân gây bệnh "cúm Tây Ban Nha", đã cướp đi sinh mạng của hàng chục triệu người vào năm 1918. Mặc dù những nỗ lực đang được thực hiện để tạo ra vắc-xin hiệu quả dựa trên các chủng nhân tạo như vậy.
Năm 2007, lần đầu tiên các nhà khoa học của Viện nghiên cứu J. Craig Venter (JCVI, Mỹ) đã có thể chuyển toàn bộ bộ gen của một loài vi khuẩn (Mycoplasma mycoides) sang một loài khác (Mycoplasma capricolum) và chứng minh khả năng tồn tại của vi sinh vật mới. . Để xác định nguồn gốc tổng hợp của vi khuẩn như vậy, các dấu hiệu, cái gọi là hình mờ, thường được đưa vào bộ gen của chúng.
Sinh học tổng hợp là một lĩnh vực đang phát triển mạnh mẽ, đại diện cho một bước tiến mới về chất trong sự phát triển của kỹ thuật di truyền. Từ việc chuyển một số gen giữa các sinh vật đến thiết kế và xây dựng các hệ thống sinh học độc đáo không tồn tại trong tự nhiên với các chức năng và đặc tính được "lập trình sẵn". Hơn nữa, giải trình tự bộ gen và tạo cơ sở dữ liệu về bộ gen hoàn chỉnh của các vi sinh vật khác nhau sẽ cho phép phát triển các chiến lược hiện đại để tổng hợp DNA của bất kỳ vi khuẩn nào trong phòng thí nghiệm.
Như bạn đã biết, DNA bao gồm bốn cơ sở, trình tự và thành phần xác định các đặc tính sinh học của các sinh vật sống. Khoa học hiện đại cho phép đưa các cơ sở "không tự nhiên" vào bộ gen tổng hợp, hoạt động của nó trong tế bào rất khó lập trình trước. Và những thí nghiệm như vậy về việc "chèn" vào bộ gen nhân tạo các chuỗi DNA chưa biết với chức năng chưa được xác định đã được thực hiện ở nước ngoài. Ở Hoa Kỳ, Anh và Nhật Bản, các trung tâm đa ngành giải quyết các vấn đề về sinh học tổng hợp đã được thành lập; các nhà nghiên cứu thuộc nhiều chuyên ngành khác nhau làm việc ở đó.
Đồng thời, rõ ràng là việc sử dụng các kỹ thuật phương pháp hiện đại làm tăng khả năng sản xuất “vô tình” hoặc cố ý các tác nhân vũ khí sinh học khảm mà nhân loại chưa biết với một tập hợp các yếu tố gây bệnh hoàn toàn mới. Về vấn đề này, một khía cạnh quan trọng phát sinh - đảm bảo an toàn sinh học của các nghiên cứu như vậy. Theo một số chuyên gia, sinh học tổng hợp là một lĩnh vực hoạt động có rủi ro cao liên quan đến việc xây dựng các vi sinh vật khả thi mới. Không thể loại trừ khả năng các dạng sống được tạo ra trong phòng thí nghiệm có thể thoát ra khỏi ống nghiệm, biến thành vũ khí sinh học và điều này sẽ đe dọa sự đa dạng tự nhiên hiện có.
Đặc biệt lưu ý rằng, thật không may, một vấn đề quan trọng hơn đã không được phản ánh trong các ấn phẩm về sinh học tổng hợp, đó là việc duy trì sự ổn định của bộ gen vi khuẩn được tạo ra nhân tạo. Các nhà vi trùng học nhận thức rõ về hiện tượng đột biến tự phát do thay đổi hoặc mất (xóa) một gen cụ thể trong bộ gen của vi khuẩn và vi rút, dẫn đến thay đổi tính chất của tế bào. Tuy nhiên, trong điều kiện tự nhiên, tần suất xuất hiện của các đột biến như vậy thấp và bộ gen của vi sinh vật được đặc trưng bởi sự ổn định tương đối.
Quá trình tiến hóa đã định hình sự đa dạng của thế giới vi sinh vật trong hàng ngàn năm. Ngày nay, toàn bộ phân loại họ, chi và loài vi khuẩn và vi rút dựa trên sự ổn định của trình tự di truyền, cho phép xác định và xác định các đặc tính sinh học cụ thể của chúng. Chúng là điểm khởi đầu trong việc tạo ra các phương pháp chẩn đoán hiện đại như xác định cấu hình protein hoặc axit béo của vi sinh vật bằng phép đo khối phổ MALDI-ToF hoặc phép đo khối phổ sắc ký, xác định trình tự DNA cụ thể cho từng vi khuẩn bằng phân tích PCR, v.v. Đồng thời, tính ổn định của bộ gen tổng hợp của vi khuẩn “tinh tinh” hiện vẫn chưa được biết và không thể dự đoán được chúng ta đã có thể “lừa dối” tự nhiên và tiến hóa đến mức nào. Do đó, rất khó để dự đoán hậu quả của sự xâm nhập vô tình hoặc cố ý của các vi sinh vật nhân tạo như vậy bên ngoài phòng thí nghiệm. Ngay cả khi vi khuẩn được tạo ra là “vô hại”, thì việc giải phóng nó trong các điều kiện hoàn toàn khác với phòng thí nghiệm có thể dẫn đến tăng khả năng biến đổi và hình thành các biến thể mới với các đặc tính không xác định, có thể là hung hăng. Một minh họa sống động cho quan điểm này là việc tạo ra một loại vi khuẩn nhân tạo synthia.
Cái chết trong đóng chai
Cynthia (Mycoplasmalaboratorium) là một dòng mycoplasma tổng hợp được lai tạo trong phòng thí nghiệm. Theo truyền thông nước ngoài, nó có khả năng tự sinh sản và được dự định để loại bỏ hậu quả của thảm họa dầu mỏ ở vùng biển Vịnh Mexico bằng cách hấp thụ ô nhiễm.
Vào năm 2011, vi khuẩn đã được phóng vào các đại dương để tiêu diệt các vết dầu loang gây ra mối đe dọa cho hệ sinh thái Trái đất. Quyết định thiếu suy nghĩ và thiếu tính toán này sớm dẫn đến hậu quả thảm khốc - vi sinh vật vượt khỏi tầm kiểm soát. Đã có báo cáo về một căn bệnh khủng khiếp, được các nhà báo gọi là bệnh dịch hạch xanh và gây ra sự tuyệt chủng của hệ động vật ở Vịnh Mexico. Đồng thời, tất cả các ấn phẩm gây ra sự hoảng loạn của dân chúng đều thuộc về báo chí định kỳ, trong khi các ấn phẩm khoa học thích giữ im lặng. Hiện tại, không có bằng chứng khoa học trực tiếp nào (hoặc chúng được cố tình che giấu) rằng căn bệnh chết người chưa biết là do Cynthia gây ra. Tuy nhiên, không có lửa làm sao có khói, vì vậy các phiên bản của thảm họa môi trường ở Vịnh Mexico cần được quan tâm và nghiên cứu kỹ lưỡng.
Người ta cho rằng trong quá trình hấp thụ các sản phẩm dầu mỏ, Cynthia đã thay đổi và mở rộng nhu cầu dinh dưỡng, bao gồm cả protein động vật trong “chế độ ăn kiêng”. Xâm nhập vào các vết thương cực nhỏ trên cơ thể cá và các động vật biển khác, nó lây lan theo dòng máu đến tất cả các cơ quan và hệ thống, ăn mòn mọi thứ trên đường đi của nó trong một thời gian ngắn theo đúng nghĩa đen. Chỉ trong vài ngày, da của hải cẩu bị lở loét, chảy máu liên tục rồi thối rữa hoàn toàn. Than ôi, đã có báo cáo về những trường hợp tử vong (với cùng một phức hợp triệu chứng) và những người bơi lội ở Vịnh Mexico.
Một điểm quan trọng là trong trường hợp của Cynthia, căn bệnh này không thể được điều trị bằng các loại kháng sinh đã biết, vì ngoài "hình mờ", các gen kháng thuốc kháng khuẩn đã được đưa vào bộ gen của vi khuẩn. Cái sau gây ngạc nhiên và thắc mắc. Tại sao một vi khuẩn hoại sinh, không có khả năng gây bệnh ở người và động vật, lại cần có gen kháng kháng sinh ngay từ đầu?
Về vấn đề này, sự im lặng của các đại diện chính thức và tác giả của sự lây nhiễm này ít nhất có vẻ kỳ lạ. Theo một số chuyên gia, có một sự che giấu về quy mô thực sự của thảm kịch ở cấp chính phủ. Cũng có ý kiến cho rằng trong trường hợp sử dụng synthia, chúng ta đang nói về việc sử dụng vũ khí vi khuẩn phổ rộng có nguy cơ gây ra dịch bệnh xuyên lục địa. Đồng thời, để xua tan sự hoảng loạn và tin đồn, Hoa Kỳ có toàn bộ kho phương pháp hiện đại để xác định vi sinh vật và việc xác định tác nhân gây bệnh của bệnh nhiễm trùng chưa biết này không khó. Tất nhiên, không thể loại trừ rằng đây là kết quả của tác động trực tiếp của dầu lên cơ thể sống, mặc dù các triệu chứng của bệnh thể hiện rõ hơn tính chất lây nhiễm của nó. Tuy nhiên, câu hỏi, chúng tôi lặp lại, đòi hỏi sự rõ ràng.
Lo ngại về nghiên cứu thiếu kiểm soát của nhiều nhà khoa học Nga và nước ngoài là điều đương nhiên. Để giảm thiểu rủi ro, một số hướng được đề xuất - đưa ra trách nhiệm cá nhân đối với những phát triển với kết quả không được lập trình, nâng cao kiến thức khoa học ở cấp độ đào tạo chuyên nghiệp và thông báo rộng rãi cho công chúng về những thành tựu của sinh học tổng hợp thông qua các phương tiện truyền thông. Nhưng cộng đồng đã sẵn sàng tuân theo các quy tắc này chưa? Ví dụ, việc loại bỏ các bào tử bệnh than khỏi phòng thí nghiệm của Hoa Kỳ và phân phối chúng trong các phong bì đặt ra câu hỏi về hiệu quả của việc kiểm soát. Hơn nữa, có tính đến các khả năng hiện đại, khả năng tiếp cận cơ sở dữ liệu về trình tự di truyền của vi khuẩn, bao gồm mầm bệnh của các bệnh nhiễm trùng đặc biệt nguy hiểm, kỹ thuật tổng hợp DNA, phương pháp tạo vi khuẩn nhân tạo, đang được tạo điều kiện thuận lợi. Không thể loại trừ khả năng tin tặc truy cập trái phép vào thông tin này sau đó bán cho các bên quan tâm.
Như kinh nghiệm "phóng" synthia vào điều kiện tự nhiên cho thấy, tất cả các biện pháp được đề xuất đều không hiệu quả và không đảm bảo an toàn sinh học cho môi trường. Ngoài ra, không thể loại trừ khả năng có những hậu quả môi trường lâu dài do việc đưa một loại vi sinh vật nhân tạo vào tự nhiên.
Các biện pháp kiểm soát được đề xuất - đưa tin rộng rãi trên các phương tiện truyền thông và nâng cao trách nhiệm đạo đức của các nhà nghiên cứu khi tạo ra các dạng vi sinh vật nhân tạo - vẫn chưa truyền cảm hứng lạc quan. Hiệu quả nhất là quy định pháp lý về an toàn sinh học của các dạng sống tổng hợp và hệ thống giám sát chúng ở cấp quốc gia và quốc tế theo hệ thống đánh giá rủi ro mới, bao gồm một nghiên cứu toàn diện, dựa trên bằng chứng thực nghiệm về hậu quả trong lĩnh vực sinh học tổng hợp. Một giải pháp khả thi cũng có thể là thành lập một hội đồng chuyên gia quốc tế để đánh giá rủi ro khi sử dụng sản phẩm của mình.
Phân tích cho thấy rằng khoa học đã đạt đến những biên giới hoàn toàn mới và đặt ra những vấn đề bất ngờ. Cho đến nay, các kế hoạch chỉ ra và xác định các tác nhân nguy hiểm đều nhằm mục đích phát hiện chúng dựa trên việc xác định các dấu hiệu kháng nguyên hoặc di truyền cụ thể. Nhưng khi tạo ra các vi sinh vật khảm với các yếu tố gây bệnh khác nhau, các phương pháp này không hiệu quả.
Hơn nữa, các kế hoạch hiện đang được phát triển để phòng ngừa cụ thể và khẩn cấp, điều trị bằng thuốc từ nguyên đối với các bệnh nhiễm trùng nguy hiểm cũng có thể vô dụng, vì chúng được thiết kế, ngay cả trong trường hợp sử dụng các tùy chọn đã sửa đổi, cho mầm bệnh đã biết.
Nhân loại đã vô tình bước vào con đường chiến tranh sinh học với những hậu quả không lường trước được. Có thể không có người chiến thắng trong cuộc chiến này.
tin tức