сделать стартовой добавить в избранное карта сайта Remedium
Журнал Ремедиум
1 - 10 - 2020 [8:26]

об издании/about

новости/news

архив/archive

авторам/authors

подписка/subscription

книги Ремедиум/books

реклама в издании/advertising

контакты/contact


условия использования материалов



Авторизация на сайте
Логин:
Пароль:

Место для Вашей рекламы
Место для Вашей рекламы
Место для Вашей рекламы

Журнал "Ремедиум "№4-5-6 за 2020


Менеджмент / Management

Достижения синтетической биологии и регуляторная политика государства / Advances in synthetic biology and regulatory policy of the state

DOI: http://dx.doi.org/10.21518/1561-5936-2020-4-5-6-79-86

А.А. Мохов1 , д.ю.н., профессор, А.А. Чапленко2 , А.Н. Яворский3 , д.м.н., профессор
1 Московский государственный юридический университет им. О.Е. Кутафина
2 Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
3 Пущинский государственный естественно-научный институт

Синтетическая биология – новая междисциплинарная область, использующая принципы инженерного конструирования в генетических и биомедицинских исследованиях. Достигнутый прогресс в развитии инструментов, используемых для модификации существующих биологических систем (или создания новых), позволил развить подходы «традиционной» биомедицины и геномики. В данной статье мы рассмотрим ключевые успехи синтетической биологии за последние десять лет. Несмотря на то что ее вклад в фундаментальные исследования в области биологии, медицины, экологии и других наук о жизни бесспорен, внимания требуют и потенциальные риски, связанные с ее развитием. Особенно актуальной данная проблема стала в последние годы, поскольку технология становится менее дорогостоящей, более совершенной, доступной. В статье дана краткая оценка рисков для человечества и природы в целом, связанных с возможным неправильным использованием или злоупотреблением технологиями синтетической биологии. Для решения проблем, возникающих в связи с быстрым прогрессом синтетической биологии, в последние годы были разработаны и запланированы к введению отдельные технические, этические и правовые меры.

A.A. Mokhov1, A.A. Chaplenko2, A.N. Yavorskiy3
1 Kutafin Moscow State Law University (MSAL)
2 National Research University Higher School of Economics (HSE)
3 Pushchino State Institute of Natural Science

Synthetic biology is a new interdisciplinary area of research applies the principles of engineering design in genetic and biomedical research.Progress in the development of tools used to modify natural biological systems (or used for creation of new ones) has allowed the development of traditional biomedicine and genomics. At the beginning of this review article, we look at the key achievements of synthetic biology over the past ten years. Despite the fact that the contribution of synthetic biology to fundamental research in the field of biology, medicine, ecology and other life sciences is undeniable, the potential risks for biological safety and security associated with the further development synthetic biology also require attention. This problem has become particularly relevant in recent years, as the technology becomes less expensive, more advanced and affordable. A brief assessment of the risks associated with the possible misuse or abuse of synthetic biology technologies is given from the point of view of danger to humanity and nature as a whole. To solve the problems arising due to the rapid progress of synthetic biology, technical, ethical and legal measures have been developed and planned. 

Список литературы

1. Gibson D.G., Benders G.A., Andrews-Pfannkoch C. et al. Complete chemical synthesis, assembly, and cloning of a Mycoplasma genitalium genome. Science. 2008;319(5867):1215–1220. doi: 10.1126/science.1151721.
2. Gibson D.G., Glass J.I., Lartigue C. et al. Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science. 2010;329(5987):52–56. doi: 10.1126/science.1190719.
3. Dymond J.S., Richardson S.M., Coombes C.E. et al. Synthetic chromosome arms function in yeast and generate phenotypic diversity by design. Nature. 2011;477(7365):471–476.
4. Shao Y., Lu N., Wu Z., Cai C. et al. Creating a functional single chromosome yeast. Nature. 2018;560(7718):331–335. doi: 10.1038/s41586-018-0382-x.
5. Scientists Announce HGP-Write, Project to Synthesize the Human Genome - The New York Times. Available at:
6. Hirao I., Kimoto M., Yamashige R. Natural versus artificial creation of base pairs in DNA: Origin of nucleobases from the perspectives of unnatural base pair studies. Acc Chem Res. 2012;45(12):2055–2065. doi: 10.1021/ar200257x.
7. Malyshev D.A., Dhami K., Lavergne T. et al. A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet. Nature.
2014;509(7500):385–388. doi: 10.1038/nature13314.
8. Si T., Zhao H. A brief overview of synthetic biology research programs and roadmap studies in the United States. Synth Syst Biotechnol. 2016;1(4):258–264. doi: 10.1016/j.synbio.2016.08.003.
9. Ajikumar P.K., Xiao W.H., Tyo K.E. et al. Isoprenoid pathway optimization for Taxol precursor overproduction in Escherichia coli. Science. 2010;330(6000):70–74. doi: 10.1126/science.1191652.
10. Seo S.W., Yang J.S., Kim I. et al. Predictive design of mRNA translation initiation region to control prokaryotic translation efficiency.
Metab Eng. 2013;15:67–74. doi: 10.1016/j.ymben.2012.10.006. 11. Angov E., Legler P.M., Mease R.M. Adjustment of codon usage frequencies by codon harmonization improves protein expression and folding. Methods Mol Biol. 2011;705:1–13. doi: 10.1007/978-1-61737-967-3_1.
12. Ro D.K., Paradise E.M., Ouellet M. et al. Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid in engineered yeast.
Nature. 2006;440(7086):940–943. doi: 10.1038/nature04640. 
13. Coleman J.R., Papamichail D., Skiena S. et al. Virus attenuation by genome-scale changes in codon pair bias. Science. 2008;320(5884):1784–1787. doi: 10.1126/science.1155761.
14. Anderson J.C., Clarke E.J., Arkin A.P., Voigt C.A. et al. Environmentally controlled invasion of cancer cells by engineered bacteria. J Mol Biol. 2006;355(4):619–627. doi: 10.1016/j.
jmb.2005.10.076.
15. Royo J.L., Becker P.D., Camacho E.M. et al. In vivo gene regulation in Salmonella spp. by a salicylate-dependent control circuit. Nat Methods. 2007;4(11):937–942. doi: 10.1038/nmeth1107.
16. Georgianna D.R., Mayfield S.P. Exploiting diversity and synthetic biology for the production of algal biofuels. Nature. 2012;488(7411):329–335. doi: 10.1038/nature11479.
17. O’Neill B.M., Mikkelson K.L., Gutierrez N.M. et al. An exogenous chloroplast genome for complex sequence manipulation in algae. Nucleic Acids Res. 2012;40(6):2782–2792. doi: 10.1093/nar/gkr1008.
18. Scognamiglio V., Antonacci A., Lambreva M.D., Litescu S.C., Rea G. Synthetic biology and biomimetic chemistry as converging technologies fostering a new generation of smart biosensors. Biosens Bioelectron. 2015;74:1076–1086. doi: 10.1016/j.bios.2015.07.078.
19. Pardee K., Green A.A., Ferrante T. et al. Paper-based synthetic gene networks. Cell. 2014;159(4):940–954. doi: 10.1016/j.cell.2014.10.004.
20. Pardee K., Green A.A., Takahashi M.K. et al. Rapid, LowCost Detection of Zika Virus Using Programmable BiomolecularComponents. Cell. 2016;165(5):1255–1266. doi: 10.1016/j.
cell.2016.04.059.
21. Nordmann B.D. Issues in biosecurity and biosafety. Int J Antimicrob Agents. 2010;36(Suppl 1):66–69. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2010.06.025.
22. Li L., Degardin M., Lavergne T. et al. Natural-like replication of
an unnatural base pair for the expansion of the genetic alphabet
and biotechnology applications. J Am Chem Soc. 2014;136(3):826–829. doi: 10.1021/ja408814g.
23. Acevedo-Rocha C.G., Budisa N. Xenomicrobiology: a roadmap for genetic code engineering. Microb Biotechnol. 2016;9(5):666–676. doi: 10.1111/1751-7915.12398.
24. Nielsen K.M., Johnsen P.J., Bensasson D., Daffonchio D. Release and persistence of extracellular DNA in the environment. Environ Biosafety Res. 2007;6(1–2):37–53. doi: 10.1051/ebr:2007031.
25. Hewett J.P., Wolfe A.K., Bergmann R.A., Stelling S.C. Human health and environmental risks posed by synthetic biology R&D for energy applications: A literature analysis. Appl Biosaf.
2016;21(4):177–184. doi: 10.1177/1535676016672377.
26. Gallagher R.R., Patel J.R., Interiano A.L., Rovner A.J., Isaacs F.J. Multilayered genetic safeguards limit growth of microorganisms to defined environments. Nucleic Acids Res. 2015;43(3):1945–1954. doi:
10.1093/nar/gku1378.
27. Medaglia M.L.G., Moussatché N., Nitsche A. et al. Genomic Analysis, Phenotype, and Virulence of the Historical Brazilian Smallpox Vaccine Strain IOC: Implications for the Origins and Evolutionary Relationships of Vaccinia Virus. J Virol. 2015;89(23):11909–11925. doi: 10.1128/JVI.01833-15.
28. Lai H.E., Canavan C., Cameron L. et al. Synthetic Biology and the United Nations. Trends in Biotechnology. 2019;37(11):1146–1151. doi: 10.1016/j.tibtech.2019.05.011.
29. Zhang Q., Xing H.L., Wang Z.P. et al. Potential high-frequency off-target mutagenesis induced by CRISPR/Cas9 in Arabidopsis and its prevention. Plant Mol Biol. 2018;96(4–5):445–456. doi: 10.1007/s11103-018-0709-x.
30. Kuhlau F., Eriksson S., Evers K., Höglund A.T. Taking due care:
Moral obligations in dual use research. Bioethics. 2008;22(9):477–487. doi: 10.1111/j.1467-8519.2008.00695.x.
31. Top U.S. Intelligence Official Calls Gene Editing a WMD Threat – MIT Technology Review. Available at: (accessed: 06.02.2020).
32. Ehni H.J. Dual us1e and the ethical responsibility of scientists. Arch Immunol Ther Exp (Warsz). 2008;56(3):147–52. doi: 10.1007/s00005-008-0020-7.
33. Buhk H.J. Synthetic biology and its regulation in the European Union. N Biotechnol. 2014;31(6):528–531. doi: 10.1016/j.nbt.2014.02.007.
34. Moon T.S., Lou C., Tamsir A., Stanton B.C., Voigt C.A. Genetic programs constructed from layered logic gates in single cells. Nature. 2012;491(7423):249–253. doi: 10.1038/nature11516.
35. Heider D., Pyka M., Barnekow A. DNA watermarks in non-coding
regulatory sequences. BMC Res Notes. 2009;2:125. doi: 10.1186/1756-0500-2-125.
36. Jupiter D.C., Ficht T.A., Samuel J., Qin Q.M., de Figueiredo P. DNA watermarking of infectious agents: Progress and prospects. PLoS Pathog. 2010;6(6):e1000950. doi: 10.1371/journal.ppat.1000950.
37. Proposal for the development of a model code of conduct for biological scientists under the Biological Weapons Convention. BWC / CONF.VIII / WP.30. Available at.

Ключевые слова: синтетическая биология, достижения, риски, научная этика, правовое регулирование, synthetic biology, achievements, risks, scientific ethics, legal regulation

Статья Аrticle Загрузить
Размер файла: 245 кбайт
Формат: Pdf


Вернуться назад

Архив номеров
Archive of "Remedium"

2020   2019    2018   2017   2016  2015    2014    2013    2012   2011   2010   2009   2008   2007   2006  2005    2004   2003

Издание зарегистрировано в Комитете по печати РФ
Рег. свидетельство ПИ №77-1138,
выдано 25.11.1999
об издании/about реклама/advertising подписка/subscription архив/archive контакты/contactусловия использования материалов
Яндекс цитирования
Rambler's Top100
Rambler's Top100

© Remedium 2014-2020
Все права защищены