Научно – технический прогресс наряду с огромными плюсами постоянно создает новые проблемы, которые человечеству необходимо решать в короткие по меркам истории отрезки времени. В середине – конце 90-х гг. появилась первая коммерческая продукция генной инженерии – ГМО. Не все появившиеся вслед за этим проблемы к сегодняшнему дню решены (безопасность применения ГМО, монополизм, права собственности, влияние на природу, технология «Терминатор»), а на очереди новый вызов – перспектива появления так называемой синтетической биологии, которая может создать еще больше трудностей экологического, социального и экономического порядка, чем ГМО. 

Этой проблемой активно занимается международная организация со сложным названием - «Группа действия по проблемам эрозии, технологии и концентрации». Для удобства она называется еще ЕТС («Эт сетера»). ЕТС расположена в Канаде. В 2010 году организация представила доклад на эту тему для участников международной конференции по биоразнообразию, которая проходила в Японии. Доклад, на наш взгляд, весьма интересный и актуальный. Он должен заинтересовать всех, кто, так или иначе, связан с аграрной тематикой.

Итак, что такое синтетическая биология, и какие проблемы возникают по мере ее развития.

Синтетическая биология отличается от биотехнологии ГМО, отмечают эксперты ЕТС. Главное отличие заключается в том, что в естественную клетку добавляют элементы, полученные искусственным путем. В докладе это описывается так. Синтетическая биология – это форма экстремального генетического моделирования. В отличие от ГМО, в синтетической биологии уже созданные генетические части организма, такие как синтетическая ДНК, синтетические рибосомы и прочие вживляются (« устанавливаются») в живые клетки, чтобы затем буквально «выкрасть» нужные свойства и заставить клетку функционировать в интересах промышленности.

В данном случае ученые пытаются создать своего рода «биокирпичики», с помощью которых можно создать нужную генетическую программу развития.

Как правило, указывают авторы, элементы или части новой ДНК получают из соскобов. Затем с помощью синтезатора осуществляется создание фактически новой ДНК. Используя последовательность нужных химических элементов, ученые пытаются запрограммировать код ДНК с целью обеспечить нужное поведение организма.

ГМО получают путем замены ДНК видов. Синтетические организмы – это нечто иное. ДНК не извлекается из другого живого организма, а создается из соскоба. Это позволяет создавать последовательности ДНК, не имеющие аналогов в природе. Некоторые ученые придумывают совершенно новые типы ДНК, состоящие из основополагающих пар, отсутствующих в природе. Никаких правил обращения с такими организмами, где совершенно новая последовательность в ДНК, нет.

Еще одно отличие. Перемещение генов различных, но существующих видов, что происходит при технологии ГМО – это довольно длительный процесс. Создать синтетическую ДНК гораздо проще и дешевле. Все это может привести к распространению искусственно созданных новых форм жизни со всеми возможными последствиями для экологии и биоразнообразия.

Синтетическая биология интенсивно развивается и привлекает огромные инвестиции. Появилось немало компаний. Сфера их интересов – энергетика, химия, фармацевтика, агробизнес, лесное хозяйство. Основные усилия в данный момент тратятся на создание микробов и ферментов для производства биотоплива, а также для получения химических элементов и пластика из биомассы. Достаточно назвать химический гигант «Дюпон», который применяет синтетически измененные дрожжи для ферментации сахаров кукурузы с целью получения биопластика «Сорона».

Необходимую кукурузу производят на специальных полях, а это огромные площади.

Есть компании, создавшие микробы и водоросли для ферментации сахара или целлюлозы. Цель – получение биотоплива нового поколения, а также пластмассы. Такие компании надеются на создание в итоге синтетических микробов, которые будут перерабатывать целлюлозу более эффективно. Опять же для получения нового биотоплива, более энергоэффективного, чем этанол.

Некоторые компании создают новые формы синтетических видов для производства резины и тд. Словом, работа идет полным ходом.

Где в ближайшей перспективе могут использоваться синтетические биоматериалы? Прежде всего, это различные вещества для обогащения почвы. Во – вторых, создание особых водорослей для получения топлива. Однако не следует забывать, что может произойти непреднамеренный выброс новых веществ в природу из-за ошибки оператора на биопредприятии, где – нибудь на фабрике или лаборатории. Трудно вообразить, что может произойти. Например, если в природу попадут микробы, специально созданные для усиления процесса расщепления целлюлозы, для усиления фотосинтеза или просто ядовитые виды.

Пострадать может и экосистема, и человек.

Вторая группа вопросов связана с вполне реальной потребностью в новых землях, биомассе, воде и других природных ресурсов для использования под нужды синтетической биологии. В настоящее время коммерческий интерес представляют возможности синтетической биологии для создания микробов или водорослей по переработке целлюлозы или растительных сахаров в топливо, новые химикаты или пластмассы.

Как известно, первое поколение «агротоплива» (этанол) уже привело к значительным изменениям в агропользовании земель. Следующее поколение может изменить ситуацию еще больше. Например, сейчас леса, всевозможные сельскохозяйственные отходы считаются малоценным продуктом для получения топлива, а вот в перспективе листья, ветки, солома могут стать очень ценным сырьем для химических и энергетических компаний.

Это уже проблема, поскольку речь идет не об «отходах», а относительно ценных компонентах для формирования той же почвы, например. Ведь органическое вещество возвращается в почву и укрепляет биосистему. А когда промышленность перейдет на использование сырья из биомассы, потребуется все больше и больше растительного материала. Возникнет реальная конкуренция – либо сырье для (синтетической) биологии, либо решение проблемы продовольственной безопасности. Нагрузка на почву, водные ресурсы и экосистему возрастут, потому что уже сейчас не хватает земли или растительного материала для всех пользователей.

Есть еще одна серьезная проблема. Развитие синтетической биологии может облегчить жизнь биопиратам, ведь красть результаты станет легче. Сейчас такое пиратство предполагает в первую очередь некий физический переход соответствующих материалов в чьи – то частные руки, обладание этими материалами. Синтетическая биология будет содействовать развитию электронного биопиратства. Последовательности ДНК будут выложены в интернете в цифровом виде, а топом передаваться в синтезатор ДНК. Копирование можно будет проводить где угодно. Такая передача кода ДНК не требует никакого соглашения о передаче материалов (ведь материалы – то и не передаются). С другой стороны, новая технология позволяет корпорациям, правительствам и частным лицам получать генетическую информацию и создавать новые синтетические организмы, которые потом можно будет запатентовать как изобретения.

Биологи, занятые в данной области, утверждают, что они изобретают ДНК с соскобов. А на самом деле, уверены в ЕТС, большинство генетических элементов, разработанных для синтетической биологии, являются производными от естественного продолжения генетического кода, которые затем «видоизменяются» с помощью компьютерного моделирования. Последствия такого электронного биопиратства – далеко идущие. Достаточно сказать, что уже ведутся исследования по созданию организмов, которые будут производить натуральные компоненты, такие как каучук, артемизинин (вещество встречается в полыни), ценное лекарственное растение солодка и др. в закрытых емкостях. Естественно, все это может отразиться на жизни крестьян, работающих на плантациях. Ведь получение многих видов сырья переместится с полей на заводы, в цеха по ферментации. Соответственно владельцам таких сооружений и перейдет прибыль.

Далее, следует указать еще на целый ряд социальных, этических и экономических аспектов проблемы. Вот некоторые из них.

Возможность создания биооружия. Быстрое создание длинных линий синтетической ДНК в условиях недостаточного опыта может привести к такому же быстрому и дешевому производству различных патогенов (для примера можно назвать оспу). Опасения не беспочвенные. Можно напомнить, что в 2005 году военные ученые США сумели воссоздать исчезнувший вирус эпидемии гриппа 1918 года (вирус «испанка»), от которого тогда погибло порядка 20 – 50 млн. человек.

Далее, беспокоит процесс монополизации. Выдача патентов на последовательности природной ДНК начинает контролироваться строже. А вот в области синтетических ДНК уже происходит раздача пухлых патентов, что обеспечит небольшому числу компаний фактически монопольное положение и контроль над целыми отраслями экономики.

Проблема сохранения генетических ресурсов. Хранение информации об этих видах вне реальных экосистем может таить определенные риски. Синтетическая биология позволяет делать так, что вся информация о геноме помещается в ЭВМ, а затем нужный материал воссоздается по желанию посредством машин по синтезированию ДНК. Для организма животных или организма человека это пока не актуально, но в недалекой перспективе существует вероятность перехода на хранение всего разнообразия информации о микробах в серверах ЭВМ, а не в виде сохранения «в натуре» (или в емкости с культурой бактерий). Сегодня 3 млн. базовых пар (размер генома человека) могут быть расшифрованы в течение 8 дней за 10 тыс. долларов. Но такие компании, как «Оксфорд нанапор текнолоджис» или «Пасифик байосайенс» утверждают, что в течение трех лет они будут в состоянии создать план генома человека из одной молекулы ДНК за 15 минут и всего за 1 тыс. долларов. Можно будет хранить информацию о молекуле всех известных 10 млн. существ на одной стороне диска размером с кредитную карту, а на другой – цифровую карту генома каждого из существ.

Технологический доступ и умение работать с информацией станут козырем при решении вопроса авторства и права собственности, подчеркивают в ЕТС.

Наконец, речь идет о нарушении законов природы. Синтетическая биология как бы создает иную концепцию жизни. Получается, что организмы рассматриваются как генетически программируемые машины, которые переделываются по желанию. Это ведет к явному столкновению с этикой и культурным традициями многих народов. В таком цифровом, компьютерном мире нет места концепции экосистемы.

В этой связи ЕТС предлагает закрыть все лазейки и включить в понятие генетических ресурсов также информацию о генетических материалах, хранящихся в цифровом виде. Необходимо усилить международный режим контроля за так называемыми «биокирпичиками», синтетическими хромосомами и тд., независимо от того, имеют ли они чисто природное происхождение.

Не должно быть никакого попадания в живую природу синтетических живых организмов.

Коммерческое использование синтетической биологии должно вестись только после изучения всех возможных последствий, в том числе экономического и социального характера.

Источник: Николай Худяков «Крестьянские ведомости»