![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
vakhnenko.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruДла начала очень краткий ликбез о ДНК. Итак, наследственная информация человека закодирована в цепочках ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), которые упакованы в хромосомы. Базовый информационный кирпичик ДНК это нуклеотид, их в ДНК четыре вида (т.е. один нуклеотид ДНК можно смоделировать как сочетание двух битов). Определенная последовательность этих кирпичиков является набором информации, необходимой для построения организма и поддержания его жизнедеятельности. В двойной цепи ДНК один такой кирпичик информации называют "пара оснований". В человеческом геноме содержится примерно три миллиарда пар оснований, и где-то двадцать тысяч генов.
Секвенирование первого человеческого генома заняло 15 лет и стоило где-то три миллиарда долларов. Уже вот пару лет как в свободной продаже есть автомат HiSeqX10, способный менее чем за день секвенировать один человеческий геном всего за тысячу долларов. Взглянем на этот график. Зеленая кривая это изменение стоимости полного секвенирования одного человеческого генома, т.е. определения точной последовательности пар оснований во всей ДНК отдельно взятого человека. Чтобы понимать насколько это значительное удешевление, на графике фиолетовой прямой показан закон Мура.
Или вот еще весьма любопытный аппарат, который также появился в продаже совсем недавно. Все что надо -- воткнуть его в USB порт компьютера, и поместить на встроенный сенсор образец. В свое время обещали скорость секвенирования в 150 миллионов пар оснований в час, и работоспособность в течении шести часов. Пока что все не так радужно, но лиха беда начало. Причем стоимость вполне демократичная, всего тысяча долларов. Всего пять лет назад это был бы уровень нехилой лабы, а теперь даже подросток может за лето легко заработать на такой агрегат, и быстренько узнать в домашних условиях нет ли у него повышенной вероятности стать алкоголиком, кем по национальности были его предки, и является ли его папа его папой.
Тут необходимо краткое уточнение -- популярные сейчас генетические тесты, тот же 23andme, секвенируют не весь геном. ДНК людей на ~99% одинаково, так что данные тесты смотрят только на те места где имюется так называемые однонуклеотидные полиморфизмы (SNP, снипы) -- отличия последовательности ДНК размером в один нуклеотид (A, T, G или C), клоторые коррелируют с тем или иным человеческим фенотипом.
Разумеется, простым секвенированием все не ограничивается, -- иначе это была бы не инженерия :) Также появляется и все больше возможностей искусственного синтеза больших сегментов ДНК, т.е. создание оных с нуля, под управлением компьютера в который загрузили некую произвольную последовательность пар оснований. Например компания Synthetic Genomics выпустила недавно аппарат BioXp 3200, первый коммерческий "принтер" ДНК, который сможет при минимальном участии человека синтезировать цепочки ДНК/РНК длиной в несколько тысяч пар оснований. При наличии средних навыков в молекулярной биологии, уже можно создать с нуля ДНК цепочку какого-нибудь вируса. А компания Gen9 месяц назад объявила о прорыве, который позволяет удешевить синтезирование сверхбольших цепочек ДНК на два порядка, и грозятся в идеале удешевить создание синтетического генома до тысячи долларов.
Далее этот "синтетический" геном можно вставить в некий микроорганизм заместо оригинального ДНК, и тот начнет размножаться уже с полностью новым синтетическим геномом. Примеры такого уже есть: первая искусственная форма жизни. А ведь геномы очень многих микроорганизмов находятся в открытом доступе в интернете. Нужен вам полный ДНК код сибирской язвы? Не вопрос. А может вам нужен туберкулез? Да нет проблем, вот c десяток вариаций оного, включая и полностью устойчивые к антибиотикам. Бери да синтезируй.
Причем первые звоночки уже звучат. Вот позапрошлогодняя новость: New botox super-toxin has its details censored. Вкратце -- был обнаружен новый тип ботулинического токсина. Механизм действия оного -- блокировка секреции нейромедиатора ацетилхолина, т.е. смерть от паралича; мньекция двух миллиардных грамма или вдыхание тринадцати миллиардных грама является летальной дозой для взрослого человека. И ученые решили не выкладывать ДНК код бактерии, которая выделяет этот токсин в публичные базы данных. Это первый подобный случай в истории науки.
И ладно еще существующие в природе микроорганизмы. Нынче стало весьма просто создавать в гражданских лабораториях такие вещи, что создатели биологического оружия времен холодной войны плакали бы от счастья. Например в далеком уже 1998 году исследователи с помощью т.н. "рекомбинации семейных генов" (см. иллюстрацию ниже) сумели всего за один цикл селекции вывести бактерию, которая была в 270-540 раз менее уязвимой к бета-лактамным антибиотикам. Еще раз -- за цикл селекции устойчивость бактерии к антибиотику выросла почти на три (!) порядка. Насколько я понял, те ученые просто прекратили дальнейшие работы в этом направлении, ибо побоялись возможности того, что выведенная ими супер-бактерия вырвется из лаборатории.
Или вот еще пример, веселей. На основе бактериальной ДНК несколько лет назад был создан аналог транзистора, названный транскриптором. Продемонстрировано что с помощью этого транскриптора в бактерии можно создавать логические вентили AND, NAND, OR, XOR, NOR и XNOR. Также продемонстрировано что транскрипторы довольно устойчивы, и передаются следующим поколениям бактерий. На иллюстрации ниже D и E изображают логический вентиль XOR.
В первом предложение поста я упомянул о потенциальной опасности, которая синтетическая биология представляет человечеству. Как видно из примеров выше, уже сегодня возможно гипотетически создать бактерию с высокой вирулентностью (т.е. способностью заражать людей), и "отложенной" патогенностью (т.е. способностью вызывать заболевания) -- встраиваем транскриптер-логический счетчик делений, дабы патогенность начала выражаться где-то через месяц, и бинго. Идеальное оружие террора.
Естественно, работающие в этой области биологи понимают всё это. Вышеупомянутый синтезатор ДНК BioXp 3200, насколько я слышал, имеет GPS который деактивирует синтезатор если тот сдвинут хотя бы на метр. Перед включением аппарата оператор обязан пройти биометрическую аутентификацию. Все новые цепочки ДНК обязаны проходить проверку в головной конторе, прежде чем синтезатор начнет их делать. Но тем ни менее очевидно: чем дешевле будет становится технологии синтезирования синтетических геномов, тем больше вероятность того что она попадет не в те руки.
Секвенирование первого человеческого генома заняло 15 лет и стоило где-то три миллиарда долларов. Уже вот пару лет как в свободной продаже есть автомат HiSeqX10, способный менее чем за день секвенировать один человеческий геном всего за тысячу долларов. Взглянем на этот график. Зеленая кривая это изменение стоимости полного секвенирования одного человеческого генома, т.е. определения точной последовательности пар оснований во всей ДНК отдельно взятого человека. Чтобы понимать насколько это значительное удешевление, на графике фиолетовой прямой показан закон Мура.
Или вот еще весьма любопытный аппарат, который также появился в продаже совсем недавно. Все что надо -- воткнуть его в USB порт компьютера, и поместить на встроенный сенсор образец. В свое время обещали скорость секвенирования в 150 миллионов пар оснований в час, и работоспособность в течении шести часов. Пока что все не так радужно, но лиха беда начало. Причем стоимость вполне демократичная, всего тысяча долларов. Всего пять лет назад это был бы уровень нехилой лабы, а теперь даже подросток может за лето легко заработать на такой агрегат, и быстренько узнать в домашних условиях нет ли у него повышенной вероятности стать алкоголиком, кем по национальности были его предки, и является ли его папа его папой.
Тут необходимо краткое уточнение -- популярные сейчас генетические тесты, тот же 23andme, секвенируют не весь геном. ДНК людей на ~99% одинаково, так что данные тесты смотрят только на те места где имюется так называемые однонуклеотидные полиморфизмы (SNP, снипы) -- отличия последовательности ДНК размером в один нуклеотид (A, T, G или C), клоторые коррелируют с тем или иным человеческим фенотипом.
Разумеется, простым секвенированием все не ограничивается, -- иначе это была бы не инженерия :) Также появляется и все больше возможностей искусственного синтеза больших сегментов ДНК, т.е. создание оных с нуля, под управлением компьютера в который загрузили некую произвольную последовательность пар оснований. Например компания Synthetic Genomics выпустила недавно аппарат BioXp 3200, первый коммерческий "принтер" ДНК, который сможет при минимальном участии человека синтезировать цепочки ДНК/РНК длиной в несколько тысяч пар оснований. При наличии средних навыков в молекулярной биологии, уже можно создать с нуля ДНК цепочку какого-нибудь вируса. А компания Gen9 месяц назад объявила о прорыве, который позволяет удешевить синтезирование сверхбольших цепочек ДНК на два порядка, и грозятся в идеале удешевить создание синтетического генома до тысячи долларов.
Далее этот "синтетический" геном можно вставить в некий микроорганизм заместо оригинального ДНК, и тот начнет размножаться уже с полностью новым синтетическим геномом. Примеры такого уже есть: первая искусственная форма жизни. А ведь геномы очень многих микроорганизмов находятся в открытом доступе в интернете. Нужен вам полный ДНК код сибирской язвы? Не вопрос. А может вам нужен туберкулез? Да нет проблем, вот c десяток вариаций оного, включая и полностью устойчивые к антибиотикам. Бери да синтезируй.
Причем первые звоночки уже звучат. Вот позапрошлогодняя новость: New botox super-toxin has its details censored. Вкратце -- был обнаружен новый тип ботулинического токсина. Механизм действия оного -- блокировка секреции нейромедиатора ацетилхолина, т.е. смерть от паралича; мньекция двух миллиардных грамма или вдыхание тринадцати миллиардных грама является летальной дозой для взрослого человека. И ученые решили не выкладывать ДНК код бактерии, которая выделяет этот токсин в публичные базы данных. Это первый подобный случай в истории науки.
И ладно еще существующие в природе микроорганизмы. Нынче стало весьма просто создавать в гражданских лабораториях такие вещи, что создатели биологического оружия времен холодной войны плакали бы от счастья. Например в далеком уже 1998 году исследователи с помощью т.н. "рекомбинации семейных генов" (см. иллюстрацию ниже) сумели всего за один цикл селекции вывести бактерию, которая была в 270-540 раз менее уязвимой к бета-лактамным антибиотикам. Еще раз -- за цикл селекции устойчивость бактерии к антибиотику выросла почти на три (!) порядка. Насколько я понял, те ученые просто прекратили дальнейшие работы в этом направлении, ибо побоялись возможности того, что выведенная ими супер-бактерия вырвется из лаборатории.
Или вот еще пример, веселей. На основе бактериальной ДНК несколько лет назад был создан аналог транзистора, названный транскриптором. Продемонстрировано что с помощью этого транскриптора в бактерии можно создавать логические вентили AND, NAND, OR, XOR, NOR и XNOR. Также продемонстрировано что транскрипторы довольно устойчивы, и передаются следующим поколениям бактерий. На иллюстрации ниже D и E изображают логический вентиль XOR.
В первом предложение поста я упомянул о потенциальной опасности, которая синтетическая биология представляет человечеству. Как видно из примеров выше, уже сегодня возможно гипотетически создать бактерию с высокой вирулентностью (т.е. способностью заражать людей), и "отложенной" патогенностью (т.е. способностью вызывать заболевания) -- встраиваем транскриптер-логический счетчик делений, дабы патогенность начала выражаться где-то через месяц, и бинго. Идеальное оружие террора.
Естественно, работающие в этой области биологи понимают всё это. Вышеупомянутый синтезатор ДНК BioXp 3200, насколько я слышал, имеет GPS который деактивирует синтезатор если тот сдвинут хотя бы на метр. Перед включением аппарата оператор обязан пройти биометрическую аутентификацию. Все новые цепочки ДНК обязаны проходить проверку в головной конторе, прежде чем синтезатор начнет их делать. Но тем ни менее очевидно: чем дешевле будет становится технологии синтезирования синтетических геномов, тем больше вероятность того что она попадет не в те руки.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2016-03-18 02:30 am (UTC)На мой личный взгляд, синтетическая биология это одна из двух главных опасностей для человечества в XXI веке (вторая -- искуственный интеллект). И мне, к сожалению, кажется что если технический прогресс продолжится и в будущем, то для того чтобы уберечься от самоуничтожения человеческому обществу придется стать совсем другим, совершенно несовместимым с современной западной идеей либерализма. И я даже пишу не только и не столько о слежке всех за всеми, аля "1984" Оруэлла на стероидах, например с подсоединенными к интернету вживленными имплантатами, которые будут постоянно контролировать где находится и что делает человек. Хотя это все тоже наверняка будет. Нет -- во вселенной "1984" есть другая гениальная вещь, которая почему-то многими игнорируется: это мир огромного расслоения, не материального, а технологического, по знаниям и умениям. Это будет основным компонентом рецепта контроля -- технологии и знания будут доступны только малому числу избранных, и распределение станет по сути не территориальным как сейчас (в Штатах/Европе -- много, в Африке -- мало), а сословным.
Условно говоря, будет очень немногочисленная каста "гуглей", и все другие для которых ток берется из розетки божьей силой. Это делает ненужной тотальную слежку, строгий контроль понадобится над этой кастой избранных, и над образованием. Картинки из боевиков, где полуграмотный герой подбирает книжку, читает, что "2х2=4" и теорему Пифагора, а через пару месяцев у него самописаный искусственный интеллект рассчитывает пентогенный гиперглюкатор, это лишь картинки. Самоучек, способных самостоятельно освоить новую область очень и очень мало, а если максимально затруднить доступ к знаниям, и иметь систему контроля которая будет отлавливать чересчур любопытных индивидов -- проблем с ними не будет. Стало быть вероятность мегатерактов становится минимальной, и не потребуется дополнительных усилий и мощной структуры для поддержки (как в "1984"). Система будет весьма термодинамически устойчивой, так сказать. Такая вот невеселая мысля. Своего рода новые "темные века", на несравнимом более высоком технологическом уровне.
no subject
Date: 2016-03-18 02:52 am (UTC)no subject
Date: 2016-03-18 08:11 am (UTC)no subject
Date: 2016-03-18 10:17 am (UTC)no subject
Date: 2016-03-18 03:38 am (UTC)Тех. прогресс всегда ограничивается уровнем развития технологий управления людьми. Пока что лучшими инструментами на этой ниве остаются старые добрые алкоголь, наркота и гос.пропаганда.
no subject
Date: 2016-03-18 10:25 am (UTC)no subject
Date: 2016-03-18 10:48 am (UTC)Теперь по сути.
1. Как известно, главный двигатель прогресса это лень. Фигурально: паровоз - впереди, а всякие там безопасность и себестоимость - во вторую очередь.
2. Вы просто не поняли моего камента. Еще раз прочитайте первый камент топикстартера (я комментировал именно его, т.к мне он показался сильнее и важнее, чем сам пост). Там он пишет об искусственном контроле над знаниями, которые могли бы сделать так, "чтобы счастье для всех и никто не ушел обиженным". Я с ним в принципе согласен, но считаю, что он слишком заморачивается. Гораздо проще болванить людей с помощью доступных стимуляторов/релаксантов и СМИ. Сюда же можно добавить контроль рождаемости, рекламу контрацепции, слабое здравоохранение и образование...
no subject
Date: 2016-03-18 07:44 am (UTC)no subject
Date: 2016-03-18 10:05 am (UTC)Имхо, все идет к тому, что образование самого высокого уровня станет доступным повсеместно, причем для "умников" абсолютно бесплатно. Соответсвенно будут выявлять и изымать "умников" очень точно и на довольно раннем этапе и вывозить в нормальные страны, оставляя всякие бантустаны без интеллектуальной элиты.
no subject
Date: 2016-03-18 10:38 am (UTC)Именно. Современные тенденции. А я о среднеотдаленном будущем. Ты же сам, помню, ругался на реакцию на теракты 9/11 -- что в аэропортах устроили не пойми что с проверками, и так далее. А теперь представь парочку мегатерактов -- например спецом созданный микроорганизм который вынесет одну из основных монокультур в сельхозе. Или нечто с вирулентостью простуды и летальностью эболы -- причем летальностью отложенной на месяц-другой; настоящая-то эбола не успевает распространится толком ибо убивает слишком быстро (да и с вирулентностью проблемы, нет передачи воздушно-капельным путем, НЯП). Как думаешь, как быстро плебс потребует немедленно ограничить свободу во имя безопасности? Да и элита будут по-настоящему напугана.
Но, разумеется, мне очень хотелось бы быть неправым.
no subject
Date: 2016-03-18 10:06 am (UTC)no subject
Date: 2016-03-19 02:10 am (UTC)Хотелось бы уточнить. Вы пишите: "синтетическая биология это одна из двух главных опасностей для человечества"
Это так, но ведь человечество не однородно, это не что-то абстрактно-сферическое. Разные группы людей имеют разные взгляды и цели. Так и тут - кому то биология опасность, кому научный интерес, а кому и гешефт с "приварком".
Вы правильно пишите, что это мир огромного расслоения, "технологии и знания будут доступны только малому числу избранных" - гностицизм в чистом виде. Так вот, на счет контроля. Вот это самое малое число избранных (я бы добавил и влиятельных) стремятся контролировать не только развитие науки и техники, но и абсолютно ВСЕ сферы жизни человека. И для этого им достаточно решить всего два вопроса: 1) Стерилизация всех кто не элита 2) Клонирование прислуги не способной к размножению. Всё. Остальные вопросы (включая контроль технологий и знаний) решаются автоматически. Понятно, что в таком "дивном мире" рабам бунтовать бессмысленно. А для малого числа избранных такой мир - просто рай.
no subject
Date: 2016-03-19 08:05 pm (UTC)>>И мне, к сожалению, кажется что если технический прогресс продолжится и в будущем
Не об этом речь?
Россия и мир технологического диктата
http://www.globalaffairs.ru/valday/Rossiya-i-mir-tekhnologicheskogo-diktata-18042
На сейте статья удалена, смотреть здесь:
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:hjtyOQdll0AJ:www.globalaffairs.ru/valday/Rossiya-i-mir-tekhnologicheskogo-diktata-18042+&cd=1&hl=ru&ct=clnk&gl=ru
no subject
Date: 2016-03-22 04:02 pm (UTC)no subject
Date: 2016-04-26 04:29 pm (UTC)