2016年，合成生物學(xué)家使用郵購(gòu)DNA重建了一種可能已經(jīng)滅絕的疾病，稱為horsepox，價(jià)格約為10萬(wàn)美元。該實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格用于研究目的，該疾病本身對(duì)人類無(wú)害。但公布的結(jié)果，包括方法，引起了人們的擔(dān)憂，即一個(gè)邪惡的代理人，如果有適當(dāng)?shù)馁Y源，可以設(shè)計(jì)一個(gè)大流行病。在PLOS Pathogens今天發(fā)表的一篇專欄文章中，開(kāi)發(fā)和研究基因編輯技術(shù)的媒體實(shí)驗(yàn)室教授Kevin Esvelt主張更嚴(yán)格的生物安全性和更高的研究透明度，以保持這些“信息危害” - 可用于導(dǎo)致的信息危害傷害檢查。埃斯威特與麻省理工學(xué)院新聞界談?wù)摿怂南敕ā?/p>

問(wèn)：什么是信息危害，為什么它們是合成生物學(xué)中的一個(gè)重要主題?

答：我們的社會(huì)并不滿足于這種觀點(diǎn)，即某些信息是危險(xiǎn)的，但不幸的是，它恰好是真實(shí)的。沒(méi)有人相信核武器的藍(lán)圖應(yīng)該是公開(kāi)的，但我們確實(shí)相信病毒的基因組序列應(yīng)該是公開(kāi)的。在DNA合成真的很好之前，這不是問(wèn)題。目前用于調(diào)節(jié)危險(xiǎn)生物制劑的系統(tǒng)被DNA合成繞過(guò)。DNA合成正在被各種各樣的人所接受，并且可以在線免費(fèi)獲得做壞事的說(shuō)明。

例如，在馬力學(xué)研究中，信息危害部分在于論文及其描述的方法。但它也在媒體上覆蓋它，并強(qiáng)調(diào)可以做些壞事。由于我們與記者談?wù)摑撛诘膫Γ@只會(huì)引起人們的注意，這會(huì)讓人感到震驚。作為對(duì)這些事情的批評(píng)者，我們也在傳播信息危害。

解決方案的一部分就是承認(rèn)信息的開(kāi)放性具有成本，并采取措施將這些成本降至最低。這意味著提高對(duì)信息危害存在的認(rèn)識(shí)，并且在談?wù)撐ｋU(xiǎn)工作時(shí)要特別引用，尤其是引用危險(xiǎn)工作。信息危害是“公地悲劇”的問(wèn)題。每個(gè)人都認(rèn)為，如果它已經(jīng)存在，那么另外一個(gè)引用不會(huì)受到傷害。但每個(gè)人都這么想。它只是繼續(xù)建立，直到它在維基百科上。

問(wèn)：你說(shuō)合成生物學(xué)的一個(gè)問(wèn)題是篩選DNA可能有害的序列。密碼學(xué)如何幫助推動(dòng)“清潔”DNA市場(chǎng)?

答：我們確實(shí)需要對(duì)DNA合成的簡(jiǎn)易性和潛在的大流行病原體的可及性做些什么。顯而易見(jiàn)的解決方案是為所有DNA合成實(shí)施某種篩選。國(guó)際基因合成聯(lián)盟(IGSC)由行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者在DNA合成后炭疽病發(fā)作中建立。要成為會(huì)員，公司需要證明其篩選訂單，但成員公司僅覆蓋80%的商業(yè)市場(chǎng)，而不是大公司內(nèi)的綜合設(shè)施。并且沒(méi)有外部方法來(lái)驗(yàn)證IGSC公司是否正在進(jìn)行篩選，或者他們篩選正確的東西。

我們需要一個(gè)更加集中的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，世界上所有的DNA合成都是自動(dòng)檢查的，只有在其中任何一個(gè)都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有害序列時(shí)才會(huì)被批準(zhǔn)用于合成。這是一個(gè)加密問(wèn)題。

一方面，你有商業(yè)機(jī)密，因?yàn)橹圃霥NA的公司不希望別人知道他們?cè)谧鍪裁?。另一方面，您有危險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，如果被盜則必須無(wú)用。您想要加密訂單，將它們發(fā)送到集中式數(shù)據(jù)庫(kù)，然后了解它是否安全。然后，您需要一個(gè)允許人們向數(shù)據(jù)庫(kù)添加內(nèi)容的系統(tǒng)，這可以私下完成。這是完全可以通過(guò)現(xiàn)代密碼術(shù)實(shí)現(xiàn)的。您可以使用所謂的哈希[將字母和數(shù)字的輸入轉(zhuǎn)換為固定序列的加密輸出]或使用更新的完全同態(tài)加密方法來(lái)執(zhí)行此操作，這樣您就可以對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算而無(wú)需對(duì)其進(jìn)行解密。

我們現(xiàn)在才開(kāi)始著手應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。該P(yáng)LOS病原體專欄的一個(gè)要點(diǎn)是為該系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，授權(quán)專家可以為自己的數(shù)據(jù)庫(kù)增加危害。這是處理信息危害的理想方式。如果我想到一個(gè)我確信非常危險(xiǎn)的序列，人們不應(yīng)該這樣做; 理想情況下，我可以將其貢獻(xiàn)給數(shù)據(jù)庫(kù)，可能只與其他一位同意的用戶一起提供。這可以確保沒(méi)有其他人做出那種確切的順序，而不會(huì)過(guò)度傳播其身份和潛在性質(zhì)的危險(xiǎn)信息。

問(wèn)：您在早期研究階段爭(zhēng)論同行評(píng)審。這有助于防止信息危害?

答：關(guān)于利益是否超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)，馬力研究存在爭(zhēng)議。據(jù)說(shuō)有一個(gè)好處是強(qiáng)調(diào)病毒可以從頭開(kāi)始構(gòu)建。在腫瘤病毒治療中，你制造病毒來(lái)殺死癌癥，[這些信息]可以加速他們的研究。人們還假設(shè)馬力可能被用來(lái)制造更好的疫苗，但研究人員無(wú)法獲得樣本。這可能是真的。它仍然是一個(gè)明顯的信息危害。這個(gè)方面可以避免嗎?

理想情況下，horsepox研究將由其他專家進(jìn)行審查，包括一些擔(dān)心其影響的人，并且可以指出，例如，你可以制造一種沒(méi)有有害親屬的病毒作為一個(gè)例子 - 或制造馬力，使用它用于疫苗開(kāi)發(fā)，然后只是沒(méi)有指明你從頭開(kāi)始。然后，您將獲得該研究的所有研究益處，而不會(huì)產(chǎn)生信息危害。只要其他專家在實(shí)驗(yàn)完成之前有機(jī)會(huì)研究研究設(shè)計(jì)，就可能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

在目前的流程中，通常只在研究結(jié)束時(shí)進(jìn)行同行評(píng)審。在研究設(shè)計(jì)階段根本沒(méi)有反饋。同行評(píng)審最有用的時(shí)間是在那個(gè)階段。這種轉(zhuǎn)變要求資助者，期刊和政府聚集在一起改變小子領(lǐng)域的[過(guò)程]。在明顯沒(méi)有信息危害的領(lǐng)域，您可以公開(kāi)預(yù)先注冊(cè)您的研究計(jì)劃并邀請(qǐng)反饋。在合成哺乳動(dòng)物病毒學(xué)等領(lǐng)域存在明顯危害的領(lǐng)域，您需要將研究計(jì)劃發(fā)送給該領(lǐng)域的幾位同行評(píng)審員進(jìn)行評(píng)估，安全性和建議的改進(jìn)。在很多時(shí)候，有一種比你最初想象的更好的方法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果他們能夠在開(kāi)始時(shí)指出這一點(diǎn)，那么很棒。

大學(xué)可以首先建立一個(gè)特殊的過(guò)程，在內(nèi)部進(jìn)行早期同行評(píng)審，基因驅(qū)動(dòng)[基因工程技術(shù)]和哺乳動(dòng)物病毒學(xué)實(shí)驗(yàn)。作為一名在這兩個(gè)領(lǐng)域工作的科學(xué)家，我很樂(lè)意參加。問(wèn)題是：我們?nèi)绾我猿掷m(xù)甚至加速有益發(fā)現(xiàn)的方式進(jìn)行[ 合成生物學(xué) ]，同時(shí)避免那些具有潛在災(zāi)難性后果的發(fā)現(xiàn)?