Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК - Asilomar Conference on Recombinant DNA

Пол Берг, ведущий исследователь в области технология рекомбинантной ДНК, который впоследствии разделил 1980 Нобелевская премия по химии с Уолтер Гилберт и Фредерик Сэнгер, помог организовать конференцию 1975 года.

В Асиломарская конференция по рекомбинантной ДНК был влиятельным конференция организованный Пол Берг[1] обсудить потенциал биологическая опасность и регулирование биотехнология, состоявшейся в феврале 1975 г. в конференц-центре по адресу: г. Государственный пляж Асиломар.[2] Группа около 140 специалистов (в основном биологи, но также включая юристы и врачи ) участвовал в конференции, чтобы составить добровольное руководство по обеспечению безопасности рекомбинантная ДНК технологии. Конференция также сделала научные исследования более общедоступными, и их можно рассматривать как применение версии Принцип предосторожности.

Эффект от этих руководящих принципов все еще ощущается через биотехнологическую промышленность и участие широкой общественности в научном дискурсе.[3] Из-за потенциальной опасности для безопасности ученые во всем мире прекратили эксперименты с использованием технологии рекомбинантной ДНК, что предполагало объединение ДНК из разных организмов.[2][3] После разработки руководящих принципов во время конференции ученые продолжили свои исследования, которые расширили фундаментальные знания о биологии и интерес общественности к ней. биомедицинские исследования.[4]

Справочная информация: технология рекомбинантной ДНК

Рекомбинантная ДНК Технология возникла в результате достижений биологии, начавшихся в 1950-х и 60-х годах. В эти десятилетия стала более очевидной традиция слияния структурного, биохимического и информационного подходов к центральным проблемам классической генетики. Две основные концепции, лежащие в основе этой традиции, заключались в том, что гены состоят из ДНК и что ДНК кодирует информацию, которая определяет процессы репликации и синтеза белка. Эти концепции были воплощены в модели ДНК, созданной совместными усилиями Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик, и Розалинд Франклин. Дальнейшие исследования модели Уотсона-Крика привели к теоретическим достижениям, которые нашли отражение в новых способностях манипулировать ДНК.[5] Одной из таких возможностей была технология рекомбинантной ДНК.

Экспериментальная конструкция

Эта технология подразумевает объединение ДНК разных видов и последующее внедрение гибридной ДНК в клетку-хозяин. Одним из первых, кто разработал технологию рекомбинантной ДНК, был биохимик из Стэнфорда по имени Пол Берг.[6] В своем эксперименте в 1974 году он расщепил (разрезал на фрагменты) вирус обезьяны SV40. Затем он разрубил двойную спираль другого вируса; антибактериальный агент, известный как бактериофаг лямбда. На третьем этапе он прикрепил ДНК SV40 к ДНК лямбда бактериофага. На последнем этапе мутантный генетический материал был помещен в лабораторный штамм бактерии E. coli. Однако этот последний шаг не был завершен в первоначальном эксперименте.[7]

Первоначальные проблемы биобезопасности

Берг не завершил свой последний шаг из-за просьб нескольких коллег-исследователей, которые опасались биологической опасности, связанной с последним шагом. Было известно, что SV40 вызывает развитие раковых опухолей у мышей. Кроме того, бактерия E. coli (хотя и не тот штамм, который использовал Берг) обитала в кишечном тракте человека. По этим причинам другие исследователи опасались, что на последнем этапе будет создана клонированная ДНК SV40, которая может ускользнуть в окружающую среду и заразить сотрудников лаборатории. Эти работники могут стать жертвами рака.[7]

Обеспокоенность по поводу этой потенциальной биологической опасности, наряду с другими, побудила группу ведущих исследователей направить письмо президенту Национальная академия наук (NAS). В этом письме они просили его назначить специальный комитет для изучения последствий этой новой технологии для биобезопасности. Этот комитет, названный Комитетом по рекомбинантным молекулам ДНК Национальной академии наук США, состоявшийся в 1974 году, пришел к выводу, что для решения этой проблемы необходима международная конференция и что до этого времени ученые должны прекратить эксперименты с использованием технологии рекомбинантной ДНК.[8]

Асиломарская конференция

Установленные принципы

Конференция Asilomar по рекомбинантной ДНК прошла в Конференц-центр Асиломар на полуострове Монтерей в Калифорнии в 1975 году. Основная цель конференции заключалась в рассмотрении биологической опасности, связанной с технологией рекомбинантной ДНК. В ходе конференции были сформулированы принципы, определяющие, как безопасно проводить эксперименты с использованием этой технологии. Первый принцип работы с потенциальными рисками заключался в том, что сдерживание должно стать важным фактором при разработке эксперимента. Второй принцип заключался в том, что эффективность сдерживания должна максимально соответствовать предполагаемому риску.[9]

Конференция также предложила использовать биологические барьеры для ограничения распространения рекомбинантной ДНК. Такие биологические барьеры включали привередливых бактериальных хозяев, которые не могли выжить в естественной среде. Другими препятствиями были непередаваемые и столь же требовательные векторы (плазмиды, бактериофаги или другие вирусы), которые могли расти только в определенных хозяевах.[10]

Помимо биологических барьеров, конференция выступила за использование дополнительных факторов безопасности. Одним из таких факторов безопасности была физическая изоляция, примером которой является использование вытяжных шкафов или, где это применимо, лабораторий с ограниченным доступом или отрицательного давления. Еще одним фактором было строгое соблюдение надлежащей микробиологической практики, которая ограничила бы выход организмов из экспериментальной ситуации. Кроме того, обучение и подготовка всего персонала, участвующего в экспериментах, будет иметь важное значение для эффективных мер сдерживания.[10]

Даны рекомендации

Конференция Asilomar также дала рекомендации по согласованию типов защиты, необходимых для разных типов экспериментов. Эти рекомендации были основаны на разных уровнях риска, связанных с экспериментом, который потребовал разных уровней сдерживания. Эти уровни были минимальным, низким, средним и высоким риском. Минимальный уровень риска локализации предназначен для экспериментов, в которых биологическая опасность может быть точно оценена и ожидается, что она будет минимальной. Сдерживание низкого риска было подходящим для экспериментов, которые генерировали новые биотипы, но когда доступная информация показывала, что рекомбинантная ДНК не могла либо существенно изменить экологическое поведение вида-реципиента, либо значительно повысить его патогенность, либо предотвратить эффективное лечение любых возникающих инфекций. Уровень сдерживания умеренного риска был предназначен для экспериментов, в которых существовала вероятность создания агента со значительным потенциалом патогенности или экологического нарушения. Локализация высокого риска предназначалась для экспериментов, в которых возможность экологического нарушения или патогенность модифицированного организма могла быть серьезной и, таким образом, представлять серьезную биологическую опасность для лабораторного персонала или населения. Эти уровни сдерживания, наряду с ранее упомянутыми мерами безопасности, легли в основу руководящих принципов, используемых исследователями в будущих экспериментах, которые включали создание и распространение рекомбинантных молекул ДНК с использованием ДНК из прокариоты, бактериофаги и другие плазмиды, вирусы животных и эукариоты.[10]

Рекомендации, применяемые к экспериментам

В отношении прокариот, бактериофагов и других плазмид эксперименты можно было бы проводить в помещениях с минимальным риском сдерживания, когда для создания рекомбинантных молекул ДНК и их размножения использовались прокариотические агенты, которые, как известно, обменивались генетической информацией естественным образом.[11] Для экспериментов, связанных с созданием и размножением рекомбинантных молекул ДНК из ДНК видов, которые обычно не обменивались генетической информацией и не генерировали новые биотипы, эксперименты должны были проводиться, по крайней мере, в помещениях с низким уровнем риска. Если эксперимент увеличивал патогенность вида-реципиента или приводил к новым метаболическим путям у видов, то следовало использовать средства сдерживания умеренного или высокого риска. В экспериментах, где диапазон устойчивости установленных патогенов человека к терапевтически полезным антибиотикам или дезинфицирующим средствам был расширен, эксперименты должны были проводиться только в помещениях с умеренным или высоким уровнем риска.[12]

При работе с вирусами животных эксперименты, которые включали связывание вирусных геномов или сегментов генома с прокариотическими векторами и их размножение в прокариотических клетках, должны были проводиться только с системами вектор-хозяин, которые продемонстрировали ограниченные возможности роста вне лаборатории и в условиях умеренного сдерживания риска. удобства. Когда стали доступны более безопасные системы вектор-хозяин, такие эксперименты можно было проводить в учреждениях с низким уровнем риска. В экспериментах, предназначенных для введения или размножения ДНК невирусных агентов или других агентов низкого риска в клетках животных, только ДНК животных низкого риска могла использоваться в качестве векторов, а манипуляции должны были ограничиваться помещениями с умеренным риском.[12]

В случае эукариот попытки клонировать сегменты ДНК с использованием технологии рекомбинантной ДНК из геномов теплокровных позвоночных должны были осуществляться только с системами вектор-хозяин, которые явно ограничивали возможности роста вне лаборатории и в средстве сдерживания умеренного риска. Это произошло потому, что они потенциально содержали загадочные вирусные геномы, потенциально патогенные для человека. Однако, если организм не производит опасный продукт, рекомбинантные ДНК от холоднокровных позвоночных и всех других низших эукариот могут быть сконструированы и размножены с помощью самой безопасной системы вектор-хозяин, доступной в помещениях с низким уровнем риска. Кроме того, очищенная ДНК из любого источника, которая выполняла известные функции и была признана нетоксичной, могла быть клонирована с доступными векторами в помещениях с низким уровнем риска.[12]

Запрещенные эксперименты

В дополнение к регламентации проводимых экспериментов правила также запрещали проведение других экспериментов. Одним из таких экспериментов было клонирование рекомбинантных ДНК, полученных из высокопатогенных организмов. Кроме того, ни клонирование ДНК, содержащей токсинные гены, ни крупномасштабные эксперименты с использованием рекомбинантных ДНК, способных производить продукты, потенциально опасные для людей, животных или растений, не разрешались руководящими принципами. Эти эксперименты были запрещены, поскольку существующие на тот момент меры безопасности не могли сдержать потенциальную биологическую опасность.[12]

Наука и широкая общественность

Участники Асиломарской конференции также стремились сделать науку достоянием широкой публики, с возможной мотивацией Уотергейтский скандал. Скандал возник в результате неумелого проникновения в отель «Уотергейт», который в 1972 году служил штаб-квартирой Национального комитета Демократической партии. Через два года после ограбления были обнаружены записанные на пленку доказательства, указывающие на то, что президент Никсон обсуждал сокрытие через неделю после этого. . Через три дня после публикации записи Никсон подал в отставку с поста президента. Это событие привлекло внимание страны к проблеме государственной тайны, способствующей незаконному и аморальному поведению, и политолог Ира Х. Кармен предположила, что это побудило ученых на конференции в Асиломаре привлечь внимание общественности к науке, чтобы гарантировать, что они не будет обвинен в сокрытии.[13] Кроме того, по словам д-ра Берга и д-ра Сингера, будучи откровенными, ученые избежали ограничительного законодательства из-за достижения консенсуса в отношении того, как они должны были проводить свои исследования.[14]

Привлечение внимания общественности к науке также совпало с быстрым темпом проникновения технологий рекомбинантной ДНК в индустриальный мир. Из-за практического применения этой технологии финансирование исследований с ее использованием стало больше поступать из частного сектора, а не из государственного. Кроме того, многие молекулярные биологи, которые когда-то ограничивались академическими кругами, установили связи с частным сектором в качестве владельцев акций, руководителей корпораций и консультантов.[15] Это привело к созданию биотехнологической индустрии, хотя в это время ведутся публичные дебаты по поводу опасностей рекомбинантной ДНК.[16] Эти дебаты в конечном итоге выиграли ученые, заявившие, что опасность преувеличена и что исследования можно провести безопасно.[17] Это было замечено в отчете Аскота, найденном в Федеральном реестре в марте 1978 года. В этом отчете подчеркивалось, что опасность рекомбинантной ДНК для общества в целом была незначительной до такой степени, что не имела практических последствий для широкой публики.[18] По этой причине, наряду с высоким экономическим давлением в пользу промышленного развития и более благоприятной политической средой, существовавшей после 1979 года, исследования и промышленность, основанные на рекомбинантной ДНК, продолжали расширяться.[16]

Значение конференции

Спустя годы после конференции люди придали ей большое значение. По мнению Пола Берга и Максин Сингер Конференция в 1995 г. ознаменовала начало исключительной эпохи как для науки, так и для общественного обсуждения научной политики. Руководящие принципы, разработанные на конференции, позволили ученым проводить эксперименты с технологией рекомбинантной ДНК, которая к 1995 году доминировала в биологических исследованиях. Это исследование, в свою очередь, расширило знания о фундаментальных жизненных процессах, таких как клеточный цикл. Кроме того, конференция, наряду с общественными дебатами о рекомбинантной ДНК, повысила интерес общественности к биомедицинским исследованиям и молекулярной генетике. По этой причине к 1995 году генетика и ее словарь стали частью ежедневной прессы и телевизионных новостей. Это, в свою очередь, стимулировало общественное обсуждение некоторых социальных, политических и экологических проблем, возникших в результате генетической медицины и использования генетически модифицированных растений в сельском хозяйстве. Еще одним важным результатом конференции стал прецедент, связанный с тем, как реагировать на изменения в научных знаниях. По мнению участников конференции, правильным ответом на новые научные знания стала разработка руководящих принципов, регулирующих их регулирование.[14]

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ «Первая рекомбинантная ДНК». Проект "Геном человека". http://www.genome.gov/25520302 по состоянию на 12 ноября 2006 г.
  2. ^ а б Пол Берг, Дэвид Балтимор, Сидней Бреннер, Ричард О. Роблин III, и Максин Ф. Сингер. «Сводное заявление конференции Asilomar по рекомбинантным молекулам ДНК». Proc. Natl. Акад. Sci. Vol. 72, No. 6, pp. 1981-1984, (июнь 1975): 1981.
  3. ^ а б Пол Берг и Максин Ф. Сингер. «Противоречие рекомбинантной ДНК: двадцать лет спустя». Proc. Natl. Акад. Sci. Том 92, стр. 9011-9013, (сентябрь 1995 г.): 9011.
  4. ^ Берг и Сингер (1995), стр. 9011-12.
  5. ^ Сьюзан Райт. «Технология рекомбинантной ДНК и ее социальная трансформация, 1972-1982 годы». Осирис, 2-я серия, т. 2 (1986): 305
  6. ^ Пол Берг и Максин Ф. Сингер. «Противоречие рекомбинантной ДНК: двадцать лет спустя». Proc. Natl. Акад. Sci. Том 92, стр. 9011-9013, (сентябрь 1995 г.)
  7. ^ а б Кармен, Ира Х. Клонирование и конституция: исследование государственной политики и генетических экспериментов. (Мэдисон: University of Wisconsin Press, 1985), стр. 61-62.
  8. ^ Кармен, Ира Х. Клонирование и конституция: исследование государственной политики и генетических экспериментов. (Мэдисон: Университет Висконсин Press, 1985)
  9. ^ Пол Берг, Дэвид Балтимор, Сидней Бреннер, Ричард О. Роблин III, и Максин Ф. Сингер. «Сводное заявление конференции Asilomar по рекомбинантным молекулам ДНК». Proc. Natl. Акад. Sci. Vol. 72, No. 6, pp. 1981-1984, (июнь 1975).
  10. ^ а б c Berg et al. (1975), стр. 1982 г.
  11. ^ Berg et al. (1975), стр. 1982-83.
  12. ^ а б c d Berg et al. (1975), стр. 1983 г.
  13. ^ Фред Смоллер. «Возвращение к Уотергейту». PS: Политология и политика, Vol. 25, No. 2 (июнь 1992 г.): 225; и Кармен, Клонирование и Конституция, п. 63
  14. ^ а б Берг и Сингер (1995), стр. 9012
  15. ^ Райт, "Технология рекомбинантной ДНК и ее социальная трансформация", стр. 303
  16. ^ а б Райт, "Технология рекомбинантной ДНК и ее социальная трансформация", стр. 360
  17. ^ Сьюзан Райт. «Молекулярная биология или молекулярная политика? Достижение научного консенсуса в отношении опасностей технологии рекомбинантной ДНК ». Социальные исследования науки, Vol. 16, № 4 (ноябрь 1986 г.). С. 595-96.
  18. ^ Райт, «Молекулярная биология или молекулярная политика?», С. 612.

внешняя ссылка