Технологии Четвертой промышленной революции - Николас Дэвис

Такие разработки потребуют новых методик, которые будут выходить за рамки традиционных лабораторных исследований – например, предиктивного количественного моделирования. Биологические системы очень сложны, поэтому их очень трудно оптимизировать. Изменения одного компонента способны вызывать непредвиденные и рекурсивные эффекты в других. Количественные модели постепенно «учатся» лучше симулировать биомолекулярные сети и физиологию клеток, и это может позволить биотехнологам устанавливать связь между эффективностью системы и компонентами внутриклеточных процессов. Сочетание предиктивных платформ, растущей вычислительной мощности и революции «больших данных» способно создать динамическую основу для разработки, прототипирования и внедрения искусственных биологических систем. В итоге совмещение биотехнологий и количественного моделирования может положить начало созданию устойчивых и надежных биотехнологических систем в цикле «разработка-прототип-испытание», аналогично другим инженерным дисциплинам.

Слияние молекулярной биологии, материаловедения, вычислительных подходов и предиктивного математического моделирования непременно затронет наше общество, промышленность и мировую экологию. Конечно, обладая таким потенциалом влияния на мир, мы должны тщательно обдумывать последствия решений, которые мы будем принимать в ходе продвижения к биотехнологически развитому будущему.

Так как возможности биотехнологий велики, многие опасаются, что они станут причиной неожиданных социальных и экологических проблем – ведь мы расширяем возможности вмешательства в царство природы. Эффективные и легитимные системы управления, разработанные с учетом этических норм, позволят обществу воспользоваться благами развития биотехнологий, стараясь одновременно сократить риски.

Управление биотехнологиями должно опираться на общечеловеческие и гуманистические ценности. Будущие плоды биотехнологий будут внедрены в саму жизнь и поэтому не будут ограничены государственными границами. Региональные различия в управлении биотехнологиями могут привести к сбоям в торговле, а также к усилению неравенства и несправедливости в обществе. Поэтому мы должны разработать всеобъемлющие глобальные принципы управления, одновременно принимая во внимание различные исторические, социальные и культурные системы государств, а также их этические нормы и ценности. Для этого потребуется найти общепризнанные ценности и взять за основу существующие системы управления – такие, как Всеобщая декларация прав человека и Цели устойчивого развития ООН. Новая система также должна будет согласовывать общие ценности и рекомендации с региональными или местными предпочтениями, используя принципы соразмерности, солидарности и справедливости.

Системы управления должны опираться на доказанные научные факты, и их деятельность должна быть прозрачна и подотчетна. Так, биотехнологическое законодательство может фокусироваться на регулировании эффектов от внесенных биологических изменений, а не на конкретных технологиях. Для того, чтобы быть эффективными, нормативные акты должны будут учитывать как средства, как и цели биотехнологий.

Также механизмы управления биотехнологиями должны завоевать доверие общества, вовлекая в дискуссию все заинтересованные стороны. За последние два десятилетия вера в науку оказалась подвержена сомнениям даже в благополучных странах. Для того, чтобы дальнейшее продвижение встречало позитивную реакцию, биотехнологические инновации должны добиться поддержки и доверия со стороны всех частей общества. Поэтому мы должны заново установить диалог между всеми заинтересованными сторонами, чтобы добиться взаимопонимания, которое в дальнейшем будет способствовать развитию атмосферы доверия между регулирующими органами, неправительственными организациями, специалистами и учеными. Необходимо принимать во внимание и мнение гражданского общества, так как оно должно участвовать в демократическом формировании направления тех биотехнологических разработок, которые окажут влияние на него, отдельно взятых людей и культуру в целом. Дискуссии должны учитывать факты, эмоции и приверженность ценностям, одновременно сохраняя ясную картину выгод и рисков. Только такая политика, которая базируется на итоговых результатах подобных дискуссий, способна достичь справедливости, беспристрастности, прозрачности и стабильности, чтобы способствовать процветанию людей и приносить пользу человеческим сообществам.

Среди тех вопросов и проблем, которые требуют коллективного обсуждения и управления, можно назвать:

Биология «по заказу»

Предоставлено Советом по проблемам глобального развития биотехнологий Всемирного экономического форума

За последние несколько десятилетий биотехнологии значительно выросли в сложности и значимости. Так, возможности внедрения не одного, а нескольких слоев генетических изменений (мутаций или вариантов) в клетки и организмы серьезно расширились благодаря развитию секвенирования и синтеза ДНК, а также редактирования генома. Проще говоря, масштабы биотехнологической инженерии и задач, для решения которых предназначены искусственно созданные системы, беспрецедентны и постоянно расширяются. Сейчас эта инженерия применяется к сельскохозяйственным культурам и животным, а модификации человеческого генома используются в экспериментальном порядке: на эмбрионах, а также в ограниченных клинических испытаниях генной терапии на пациентах. Масштаб возможностей применения биотехнологий крайне широк: он включает в себя экологию, сельское хозяйство и здравоохранение.

Способность внедрения направленных генетических мутаций с использованием вычислительных методов, то есть целенаправленного внесения изменений в биологию, значительно расширяет наши способности создания сложных искусственных биологических систем. Возьмем, к примеру, создание микробной клетки для получения нужных химических соединений. Если раньше нам были доступны реакции дрожжевого брожения для производства напитков, а также микробного брожения для производства органических кислот и антибиотиков, то теперь мы учимся превращать дрожжи и бактерии в химические фабрики для производства нужных нам соединений. Так, человеческий инсулин для диабетиков теперь может производиться в неограниченных количествах с помощью как бактерий, так и дрожжей. Вычислительные подходы, с помощью которых можно рассчитывать метаболические каналы и предсказывать исход вносимых изменений, помогают нам перейти к невиданному ранее уровню метаболической инженерии и синтетической биологии. Мы способны не только создавать новые каналы синтеза, но и контролировать их выход.