Asilomar-konferens om rekombinant DNA - Asilomar Conference on Recombinant DNA

Paul Berg , en ledande forskare inom rekombinant DNA-teknik , som sedan delade 1980 Nobelpriset i kemi med Walter Gilbert och Frederick Sanger , hjälpte till att organisera 1975-konferensen.

Den Asilomar konferens om rekombinant DNA var en inflytelserik konferens organiserad av Paul Berg för att diskutera eventuella biologiska risker och reglering av bioteknik , som hölls i februari 1975 ett konferenscenter på Asilomar State Beach , Kalifornien. En grupp på cirka 140 yrkesverksamma (främst biologer men även advokater och läkare ) deltog i konferensen för att utarbeta frivilliga riktlinjer för att säkerställa säkerheten vid rekombinant DNA- teknik. Konferensen placerade också vetenskaplig forskning mer i allmänheten och kan ses som en version av försiktighetsprincipen .

Effekterna av dessa riktlinjer känns fortfarande genom bioteknikindustrin och allmänhetens deltagande i vetenskapligt samtal. På grund av potentiella säkerhetsrisker hade forskare över hela världen stoppat experiment med rekombinant DNA-teknik, vilket innebar att DNA från olika organismer kombinerades. Efter fastställandet av riktlinjerna under konferensen fortsatte forskarna med sin forskning, vilket ökade grundläggande kunskaper om biologi och allmänhetens intresse för biomedicinsk forskning .

Bakgrund: rekombinant DNA-teknik

Rekombinant DNA- teknik uppstod till följd av framsteg inom biologin som började på 1950- och 60-talet. Under dessa årtionden blev en tradition av att slå samman de strukturella, biokemiska och informativa tillvägagångssätten för de centrala problemen i klassisk genetik tydligare. Två huvudsakliga bakomliggande begrepp i denna tradition var att gener bestod av DNA och att DNA kodade information som bestämde processerna för replikering och proteinsyntes . Dessa begrepp förkroppsligades i DNA-modellen som producerades genom de kombinerade ansträngningarna från James Watson , Francis Crick och Rosalind Franklin . Ytterligare forskning om Watson-Crick-modellen gav teoretiska framsteg som återspeglades i nya möjligheter att manipulera DNA. En av dessa kapaciteter var rekombinant DNA-teknik.

Experimentell design

Denna teknik innebär att DNA från olika arter sammanfogas och därefter införs hybrid-DNA i en värdcell. En av de första individerna som utvecklade rekombinant DNA-teknik var en biokemist i Stanford med namnet Paul Berg. I sin experimentella design 1974 klyvde han (skär i fragment) apaviruset SV40. Han klyvde sedan den dubbla spiralen i ett annat virus; ett antibakteriellt medel känt som bakteriofag lambda . I det tredje steget fäste han DNA från SV40 till DNA från bakteriofag lambda. Det sista steget innebar att det mutanta genetiska materialet placerades i en laboratoriestam av E. coli-bakterien. Det sista steget slutfördes dock inte i det ursprungliga experimentet.

Inledande problem med biosäkerhet

Berg slutförde inte sitt sista steg på grund av grunderna från flera andra utredare som fruktade de biologiska farorna i samband med det sista steget. SV40 var känt för att orsaka cancertumörer hos möss. Dessutom bodde E. coli-bakterien (även om den inte används av Berg) i människans tarmkanal. Av dessa skäl fruktade de andra utredarna att det sista steget skulle skapa klonat SV40-DNA som kan komma ut i miljön och infektera laboratoriearbetare. Dessa arbetare kan då bli canceroffer.

Oro över denna potentiella biohazard orsakade tillsammans med andra en grupp ledande forskare att skicka ett brev till presidenten för National Academy of Science (NAS). I det här brevet begärde de att han skulle utse en ad hoc-kommitté för att studera biosäkerhetens konsekvenser för denna nya teknik. Denna kommitté, kallad kommittén för rekombinanta DNA-molekyler vid National Academy of Science, USA, som hölls 1974, drog slutsatsen att en internationell konferens var nödvändig för att lösa problemet och att forskare fram till dess bör stoppa experiment med rekombinant DNA-teknik.

Asilomar-konferensen

Etablerade principer

Asilomar-konferensen om rekombinant DNA ägde rum vid Asilomar Conference Center på Kaliforniens Montereyhalvön 1975. Konferensens huvudsyfte var att ta itu med de biohazards som presenteras av rekombinant DNA-teknik. Under konferensen fastställdes principerna som styr rekommendationerna för hur man utför experiment med denna teknik på ett säkert sätt. Det första för att hantera potentiella risker var att inneslutning skulle göras till en väsentlig övervägande i den experimentella designen. En andra princip var att inneslutningens effektivitet skulle matcha den uppskattade risken så nära som möjligt.

Konferensen föreslog också användning av biologiska barriärer för att begränsa spridningen av rekombinant DNA. Sådana biologiska barriärer inkluderade snabba bakterievärdar som inte kunde överleva i naturliga miljöer. Andra barriärer var icke-överförbara och lika snabba vektorer ( plasmider , bakteriofager eller andra virus) som kunde växa i endast specificerade värdar.

Förutom biologiska hinder förespråkade konferensen att ytterligare säkerhetsfaktorer skulle användas. En sådan faktor var fysisk inneslutning, exemplifierad med användning av huvar eller i förekommande fall laboratorier med begränsad åtkomst eller undertryck. En annan faktor var strikt överensstämmelse med god mikrobiologisk praxis, vilket skulle begränsa organismernas flykt från den experimentella situationen. Dessutom skulle utbildning och utbildning av all personal som är inblandade i experimenten vara avgörande för effektiva inneslutningsåtgärder.

Rekommendationer ges

Asilomar-konferensen gav också rekommendationer för att matcha de typer av inneslutning som är nödvändiga för olika typer av experiment. Dessa rekommendationer baserades på de olika risknivåerna för experimentet, vilket skulle kräva olika inneslutningsnivåer. Dessa nivåer var minimala, låga, måttliga och höga risker. Den minimala risknivån för inneslutning var avsedd för experiment där biohazards kunde bedömas exakt och förväntades vara minimala. Lågrisk inneslutning var lämplig för experiment som genererade nya biotyper, men där den tillgängliga informationen visade att det rekombinanta DNA inte antingen kunde påtagligt ändra mottagarartens ekologiska beteende, öka dess patogenicitet eller förhindra effektiv behandling av eventuella resulterande infektioner. Den måttliga risknivån för inneslutning var avsedd för experiment där det var en sannolikhet att generera ett medel med en betydande potential för patogenicitet eller ekologisk störning. Högrisk inneslutning var avsedd för experiment där potentialen för ekologisk störning eller patogenicitet hos den modifierade organismen kan vara allvarlig och därmed utgöra en allvarlig biologisk fara för laboratoriepersonal eller för allmänheten. Dessa nivåer av inneslutningar, tillsammans med de tidigare nämnda säkerhetsåtgärderna, låg till grund för de riktlinjer som används av utredare i framtida experiment som involverade konstruktion och förökning av rekombinanta DNA-molekyler med användning av DNA från prokaryoter , bakteriofager och andra plasmider , djurvirus och eukaryoter .

Rekommendationer tillämpade på experiment

För prokaryoter, bakteriofager och andra plasmider, kunde experiment utföras i anläggningar med minimal riskbegränsning när konstruktionen av rekombinanta DNA-molekyler och deras förökning involverade prokaryota medel som var kända för att naturligt utbyta genetisk information. För experiment som involverade skapande och förökning av rekombinanta DNA-molekyler från DNA av arter som vanligtvis inte utbytte genetisk information och genererade nya biotyper, skulle experimenten utföras åtminstone i en anläggning för låg inneslutning. Om experimentet ökade patogeniciteten hos den mottagande arten eller resulterade i nya metaboliska vägar hos arter, skulle måttliga eller högrisk-inneslutningsanläggningar användas. I experiment där resistensområdet för etablerade humana patogener mot terapeutiskt användbara antibiotika eller desinfektionsmedel utvidgades, skulle experimenten endast utföras i anläggningar för måttlig eller högrisk inneslutning.

När man arbetade med djurvirus, skulle experiment som involverade kopplingen av virala genomer eller genomsegment till prokaryota vektorer och deras förökning i prokaryota celler endast utföras med vektor-värdsystem som hade visat begränsad tillväxtförmåga utanför laboratoriet och i måttlig riskbegränsning anläggningar. När säkrare vektorvärdsystem blev tillgängliga kunde sådana experiment utföras i anläggningar med låg risk. I experiment som utformats för att införa eller sprida DNA från icke-virala eller andra lågriskagenter i djurceller kunde endast djur med låg risk användas som vektorer och manipulationerna skulle begränsas till måttliga riskbegränsningsanläggningar.

Med eukaryoter skulle försök att klona segment av DNA med hjälp av rekombinant DNA-teknik från varmblodiga ryggradsdjur genomer endast utföras med vektor-värdsystem som bevisligen hade begränsat tillväxtförmågan utanför laboratoriet och i en måttlig riskbegränsningsanläggning. Detta berodde på att de potentiellt innehöll kryptiska virusgenomer som potentiellt var patogena för människor. Men såvida inte organismen gjorde en farlig produkt, kunde rekombinanta DNA från kallblodiga ryggradsdjur och alla andra nedre eukaryoter konstrueras och förökas med det säkraste värdvärdsystemet som finns tillgängligt i anläggningar för inneslutning med låg risk. Dessutom kunde renat DNA från vilken källa som helst som utförde kända funktioner och bedömdes vara icke-toxiskt klonas med tillgängliga vektorer i anläggningar för begränsning av låg risk.

Förbjudna experiment

Förutom att reglera experimenten som genomfördes, förbjöd riktlinjerna också utförandet av andra experiment. Ett sådant experiment var kloning av rekombinanta DNA härrörande från högpatogena organismer. Dessutom var varken kloning av DNA som innehåller toxingener eller storskaliga experiment med rekombinanta DNA som kunde göra produkter som potentiellt skadliga för människor, djur eller växter tillåtna enligt riktlinjerna. Dessa experiment förbjöds eftersom de potentiella biologiska riskerna inte kunde innehålla de dåvarande säkerhetsåtgärderna.

Vetenskap och allmänheten

Deltagarna i Asilomar-konferensen strävade också efter att föra vetenskapen till allmänheten, med en möjlig motivation som Watergate-skandalen . Skandalen berodde på ett trassligt inbrott på Watergate-hotellet, som fungerade som Demokratiska Nationalkommitténs högkvarter 1972. Två år efter inbrottet upptäcktes tejpade bevis som visade att president Nixon hade diskuterat en täckmantel en vecka efter det . Tre dagar efter släppandet av bandet avgick Nixon från sitt presidentkontor. Denna händelse fokuserade nationens uppmärksamhet på problemet med regeringshemlighet som främjar olagligt och omoraliskt beteende och det har föreslagits av statsvetaren Ira H. Carmen att detta motiverade forskarna vid Asilomar-konferensen att föra vetenskapen till allmänhetens öga för att säkerställa att de skulle inte anklagas för en täckmantel. Enligt Dr. Berg och Dr. Singer undviker forskare genom att vara direkt, begränsande lagstiftning på grund av utvecklingen av enighet om hur de ska bedriva sin forskning.

Att föra vetenskapen till allmänheten sammanföll också med den snabba takt med vilken rekombinant DNA-teknik kom in i den industriella världen. På grund av de praktiska tillämpningarna av tekniken började finansieringen för forskning som använder den mer från den privata sektorn och mindre från den offentliga sektorn. Dessutom utvecklade många molekylärbiologer som en gång begränsat sig till den akademiska världen band med den privata industrin som aktieägare, företagsledare och konsulter. Detta ledde till skapandet av en bioteknikindustri, även om offentliga debatter under denna tid äger rum kring farorna med rekombinant DNA. Dessa debatter vann slutligen av forskare som uppgav att farorna var överdrivna och att forskningen kunde bedrivas säkert. Sådant sågs i Ascot-rapporten, som hittades i Federal Register i mars 1978. Denna rapport betonade att riskerna med rekombinant DNA för allmänheten var små så att de inte hade någon praktisk konsekvens för allmänheten. Av detta skäl, tillsammans med höga ekonomiska påtryckningar för industriell utveckling och en mer stödjande politisk miljö som fanns efter 1979, fortsatte forskningen och industrin baserad på rekombinant DNA att expandera.

Konferensens betydelse

År efter konferensen tillskrev människor den en stor betydelse. Enligt Paul Berg och Maxine Singer 1995 markerade konferensen början på en exceptionell era för både vetenskap och den offentliga diskussionen om vetenskapspolitik. Riktlinjerna som utformats av konferensen gjorde det möjligt för forskare att genomföra experiment med rekombinant DNA-teknik, som 1995 dominerade biologisk forskning. Denna forskning ökade i sin tur kunskap om grundläggande livsprocesser, såsom cellcykeln. Dessutom ökade konferensen tillsammans med offentliga debatter om rekombinant DNA allmänhetens intresse för biomedicinsk forskning och molekylär genetik. Av denna anledning hade genetik och dess ordförråd 1995 blivit en del av den dagliga press- och tv-nyheterna. Detta stimulerade i sin tur kunnig allmän diskussion om några av de sociala, politiska och miljömässiga frågor som framkom från genetisk medicin och användningen av genetiskt modifierade växter i jordbruket. Ett annat viktigt resultat av konferensen var det prejudikat som det skapade om hur man ska svara på förändringar i vetenskaplig kunskap. Enligt konferensen var det korrekta svaret på ny vetenskaplig kunskap att utveckla riktlinjer som styrde hur man skulle reglera den.

Se även

Anteckningar och referenser

externa länkar