2016年，合成生物學(xué)家使用郵購DNA重建了一種可能已經(jīng)滅絕的疾病，稱為horsepox，價格約為10萬美元。該實驗嚴(yán)格用于研究目的，該疾病本身對人類無害。但公布的結(jié)果，包括方法，引起了人們的擔(dān)憂，即一個邪惡的代理人，如果有適當(dāng)?shù)馁Y源，可以設(shè)計一個大流行病。在PLOS Pathogens今天發(fā)表的一篇專欄文章中，開發(fā)和研究基因編輯技術(shù)的媒體實驗室教授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：什么是信息危害，為什么它們是合成生物學(xué)中的一個重要主題?

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

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，并強調(diào)可以做些壞事。由于我們與記者談?wù)摑撛诘膫?，而這只會引起人們的注意，這會讓人感到震驚。作為對這些事情的批評者，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。這意味著提高對信息危害存在的認(rèn)識，并且在談?wù)撐ｋU工作時要特別引用，尤其是引用危險工作。信息危害是“公地悲劇”的問題。每個人都認(rèn)為，如果它已經(jīng)存在，那么另外一個引用不會受到傷害。但每個人都這么想。它只是繼續(xù)建立，直到它在維基百科上。

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

答：我們確實需要對DNA合成的簡易性和潛在的大流行病原體的可及性做些什么。顯而易見的解決方案是為所有DNA合成實施某種篩選。國際基因合成聯(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，而不是大公司內(nèi)的綜合設(shè)施。并且沒有外部方法來驗證IGSC公司是否正在進行篩選，或者他們篩選正確的東西。

我們需要一個更加集中的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，世界上所有的DNA合成都是自動檢查的，只有在其中任何一個都沒有發(fā)現(xiàn)有害序列時才會被批準(zhǔn)用于合成。這是一個加密問題。

一方面，你有商業(yè)機密，因為制造DNA的公司不希望別人知道他們在做什么。另一方面，您有危險數(shù)據(jù)庫，如果被盜則必須無用。您想要加密訂單，將它們發(fā)送到集中式數(shù)據(jù)庫，然后了解它是否安全。然后，您需要一個允許人們向數(shù)據(jù)庫添加內(nèi)容的系統(tǒng)，這可以私下完成。這是完全可以通過現(xiàn)代密碼術(shù)實現(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)加密方法來執(zhí)行此操作，這樣您就可以對加密數(shù)據(jù)進行計算而無需對其進行解密。

我們現(xiàn)在才開始著手應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。該PLOS病原體專欄的一個要點是為該系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

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

問：您在早期研究階段爭論同行評審。這有助于防止信息危害?

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

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

在目前的流程中，通常只在研究結(jié)束時進行同行評審。在研究設(shè)計階段根本沒有反饋。同行評審最有用的時間是在那個階段。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[過程]。在明顯沒有信息危害的領(lǐng)域，您可以公開預(yù)先注冊您的研究計劃并邀請反饋。在合成哺乳動物病毒學(xué)等領(lǐng)域存在明顯危害的領(lǐng)域，您需要將研究計劃發(fā)送給該領(lǐng)域的幾位同行評審員進行評估，安全性和建議的改進。在很多時候，有一種比你最初想象的更好的方法來進行實驗，如果他們能夠在開始時指出這一點，那么很棒。

大學(xué)可以首先建立一個特殊的過程，在內(nèi)部進行早期同行評審，基因驅(qū)動[基因工程技術(shù)]和哺乳動物病毒學(xué)實驗。作為一名在這兩個領(lǐng)域工作的科學(xué)家，我很樂意參加。問題是：我們?nèi)绾我猿掷m(xù)甚至加速有益發(fā)現(xiàn)的方式進行[ 合成生物學(xué) ]，同時避免那些具有潛在災(zāi)難性后果的發(fā)現(xiàn)?