专家激辩:合成DNA究竟会不会带来危险生物材料泛滥的风险


专家激辩:合成DNA究竟会不会带来危险生物材料泛滥的风险


技术的进步可能会让从零开始制造危险的生物材料变得更容易 。

上图:天花病毒图解 。 由宿主细胞衍生的膜(透明)覆盖病毒颗粒 。 这里面是核心(绿色) , 它包含了粒子的DNA遗传物质 。 核心具有双凹面形状 。
2016年11月 , 病毒学家大卫·埃文斯(David Evans)前往日内瓦参加世界卫生组织天花研究委员会的一次会议 。 36年前 , 这种致命病毒已被宣布根除;唯一已知的活天花样本由美国和俄罗斯政府保管 。
然而 , 埃文斯却宣布了一个惊人的消息:在会议召开前几个月 , 他和一位同事在加拿大的实验室里 , 从零开始 , 创造出了一种天花病毒的近亲 。 在随后的一份报告中 , 世界卫生组织写道 , 该团队的方法“不需要特殊的生化知识或技能 , 也不需要大量的资金或时间 。 ”
实际上 , 大卫·埃文斯并不同意这种说法:他表示 , 这个过程“需要大量的技术技能” 。 但某些技术确实让实验变得更加容易 。 特别是 , 埃文斯和他的同事能够简单地从 GeneArt(赛默飞世尔科技公司的子公司)的邮件中订购长段病毒DNA 。
如果DNA是生命的密码 , 那么像 GeneArt 这样的机构就是印刷作坊 —— 他们合成定制的DNA链并将其运送给科学家 , 科学家可以用DNA使酵母细胞在黑暗中发光 , 或者创造一种吃塑料的细菌 , 或者从头开始制造一种病毒 。 如今 , 有数十家 , 甚至数百家公司在销售基因 , 以越来越低的价格提供DNA 。 (如果DNA类似于一段很长的文本 , 那么如今每个字母的收费通常低于10美分;按照这个速度 , 开始构建流感病毒所需的遗传物质将花费不到1500美元 。 )新的台式技术(本质上是便携式基因打印机) , 有望使合成DNA更广泛地应用 。
但是 , 至少从21世纪初开始 , 这一领域一直笼罩着人们的担忧 , 人们担心有人会利用这些服务造成伤害 —— 特别是制造致命病毒 , 并利用它实施生物恐怖主义行为 。
与此同时 , 美国对合成DNA供应商的安全规定很少 。 毫无疑问 , 从埃博拉病毒或天花病毒中提取一批基因并将其运到美国是完全合法的 —— 尽管根据管理某些病原体的法律 , 实际上用这些遗传物质制造病毒可能是非法的 。
这种担忧是否合理还在讨论之中 。 一些专家说 , 对大多数科学家来说 , 用合成DNA制造病毒仍然非常困难 , 而且对攻击的担忧往往被夸大了 。 与此同时 , 在硅谷慈善家的资金推动下 , 一些新的非营利组织正在推动更严格的保护措施 , 防止合成DNA的滥用 , 这些举措有时会引发最坏的情况 。 然而 , 实施有效的安全措施是困难的 —— 就像在一个庞大的跨国行业中实施任何规范一样 。
乔治梅森大学的生物防御研究员格雷戈里·科布伦茨(Gregory Koblentz)说:“我并不担心明天会发生什么事 。 但现实是 , 这种能力越来越强大 , 包括DNA片段的长度、你可以用它们创造什么 , 以及接受者将DNA片段组装成新病毒的能力 。 这是我们真的应该更加积极主动的事情 , 并努力走在前面 。 ”
也许 , 对不加控制的DNA合成的危险发出警告的最著名的科学家 , 是麻省理工学院的生物技术学家凯文·埃斯维尔特(Kevin Esvelt) 。 在谈及此话题时 , 埃斯维尔特在技术细节和卡桑德拉式的警报之间快速切换 。 他经常谈到日本病毒学家远藤诚一(Seiichi Endo) , 远藤诚一在1987年加入了奥姆真理教(Aum Shinrikyo) 。 远藤参与了对东京地铁的毒气袭击 , 该组织试图获得埃博拉病毒 , 但似乎失败了 。
从那以后 , 制造病原体变得更容易了 , 这在一定程度上要归功于合成DNA的广泛可用性 。 凯文·埃斯维尔特说:“我真的很难想象 , 一个京都大学受过研究生培训的病毒学家今天无法组装流感病毒 。 ”
正如埃斯维尔特所描述的那样 , 合成生物学的问题在于权力:新技术给了一群科学家制造深不可测的危险虫子的钥匙 。 在这些科学家中 , 很少有人(也许没有人)有任何意愿去运用这种可怕的超能力 。 但是 , 埃斯维尔特认为 , 下一个远藤诚一的出现 , 只是时间问题 。
根据凯文·埃斯维尔特粗略的估计 , 如果能找到人为其合成DNA的人 , 全世界可能有30000名科学家具备制造大流行性流感毒株的技能 。 而释放这种病原体的后果可能是灾难性的 。
“没有个人能制造核武器 , ”凯文·埃斯维尔特说 。 “但是一种病毒呢?不幸的是 , 这是非常可行的 。 ”

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