Наука в Сибири

от 27.08.2021 г.

Оригинал статьи


Синтетическая биология: развитие и безопасность

На круглом столе «Синтетическая биология — вызовы и реалии Российской Федерации» рассмотрели состояние разработок в сфере синтетической биологии в России и за рубежом, а также вопросы, связанные с обеспечением биобезопасности государства и перспективами развития биотехнологического сектора.

Синтетическая биология — стремительно развивающаяся область науки, нацеленная на создание биологических систем с предсказанными свойствами для совершенно разных нужд. Основная задача этой науки, по определению директора Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН члена-корреспондента РАН Дмитрия Владимировича Пышного, — приблизиться к пониманию живых систем и на различных уровнях сложности научиться ими управлять.

Научный руководитель Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН академик Валентин Викторович Власов поясняет: «Зная, точнее думая, что мы знаем, как устроен биологический объект, мы пытаемся его воссоздать». По словам ученого, наиболее впечатляющих результатов в этой области пока достиг американский генетик Крейг Вентер, получивший синтетические бактерии. Сейчас его лаборатория занимается проблемами создания больших организмов. Однако, как считает руководитель лаборатории протеомики Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства России академик Вадим Маркович Говорун, в ближайшее время создать более крупные молекулы не удастся в силу непонимания параметров сопряженности. Поэтому необходимо развивать фундаментальные исследования в области синтетической биологии, изучения механизмов сопряженности разных процессов, которые позволят нам занять достойную нишу в этой сфере.

«Россия не может конкурировать по всему спектру технологий или биологических направлений синтетической биологии, — говорит Валентин Власов, — однако фундаментальные исследования в области сопряженности разных процессов могут обеспечить нам достойную нишу. Синтетическая биология идет по пути конструирования искусственных систем, которые призваны быть диагностикумами нового поколения, нам нужно концентрироваться в этой области».

Основная технология синтетической биологии — синтез генов. «Научившись качественно собирать геномы, мы получаем очень важный инструментарий, открывающий перспективы для создания новых генов — это новые ферменты, новые метаболические пути, геномы с расширенной информационной емкостью», — говорит Дмитрий Пышный. Он также отмечает, что развитие технологии синтеза уже повлекло за собой развитие целого ряда подходов и технологий (например, технологии сборки генетических конструкций, разработки коррекции ошибок). «Отсутствие такой собственной инфраструктуры приводит к отставанию от стран-лидеров. Без синтеза генов нельзя представить развитие ни одной сферы наук о жизни», — сказал Дмитрий Пышный. Он выделил ряд тенденций в сфере развития синтетической биологии: есть спрос на создание направленно измененных вирусов, бактерий и высших организмов, ДНК- и РНК-вакцин (одна из таких вакцин сейчас сделана для коронавирусной инфекции), новых типов живой материи, новых материалов на основе нуклеиновых кислот, биосенсоров, и, в конце концов, одна из задач будущего — создание человека с измененным геномом.

О проблемах безопасности в сфере синтетической биологии рассказал заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета член-корреспондент РАН Сергей Викторович Нетёсов. Он напомнил о попытках борьбы с размножением кроликов в Австралии с помощью создания вирусов. «Они сделали вирус, сокративший популяцию этих животных в пять раз, — сообщил Сергей Нетёсов. — Однако у некоторых кроликов выработалась устойчивость. Тогда ученые встроили в вирус ген, стерилизующий самок. Для начала они проверили его на мышах в условиях максимальной степени биологической защиты: вирус не просто стерилизовал мышей, он истребил их в очень короткие сроки, оказавшись сильнее по своим свойствам, чем все известные патогены мышей. Можно разрабатывать мирные вещи, но свойства их будут совсем не мирными». Ученый отмечает, что у синтетической биологии двоякое применение, причем не всегда осознанное. «Можно случайно получить очень опасные вещи, также есть люди, которые могут специально злоупотребить технологиями для создания опасных патогенов. В явном виде таких попыток не было, но это не означает, что их не будет», — добавил Сергей Нетёсов.

В связи с этим необходимо налаживать механизмы контроля. Цель контроля — отследить попытки синтеза генов патогенных организмов и бактерий, которые могут быть встроены в непатогенные организмы. Международным консорциумом был предложен проект резолюции, включающий несколько правил: проверку заказываемых последовательностей длиннее 200 нуклеотидов; создание компьютерной базы таких генов и геномов; разработку программы проверки, основанной на этой базе; проектирование соглашений компаний-производителей генных синтезаторов с организациями-покупателями. Он до сих пор не принят. По мнению Сергея Нетёсова, необходимо инициировать широкое обсуждение проблем контроля за синтезом генов в России.

Подводя итоги мероприятия, Валентин Власов сказал, что в настоящий момент есть существенное отставание в сфере синтетической биологии и обозначил два возможных пути дальнейших действий: создание в Сибирском отделении совета по синтетической биологии, а также консорциума организаций, работающих в этой сфере.

Тамара Кирилова, студентка ГИ НГУ

Фото Юлии Поздняковой