Подрывные инновации: будущее технологий и общества

Артем Глебович Теплов, 2023

«Подрывные инновации: будущее технологий и общества» – это содержательная книга, наводящая на размышления, в которой рассказывается о быстро развивающемся мире технологий и их влиянии на общество. Книга, написанная ведущим экспертом в этой области в России, предлагает всесторонний и глубокий анализ самых прорывных инноваций нашего времени и даёт читателю представление о том, как они изменят наш мир в будущем.Книга охватывает широкий спектр передовых технологий, от искусственного интеллекта и блокчейна до сотовой связи 5G и квантовых вычислений, которые революционизируют целые отрасли экономики и меняют то, как мы живем, трудимся и общаемся. Автор умело разбирает сложные концепции и технологии, делая их понятными для широкого круга читателей.Одним из наиболее поразительных аспектов этой книги является то, как автор исследует потенциальные последствия инноваций на технологии и общество. Автор предлагает всесторонний анализ потенциальных преимуществ инновационных технологий.

Глава 6. Биотехнология и генная инженерия

Используя возможности биотехнологии и генной инженерии, мы можем не только улучшить качество жизни для себя и будущих поколений, но и решить некоторые из самых серьёзных проблем, стоящих сегодня перед миром, таких как изменение климата и продовольственная безопасность.

Автор

Определение и примеры биотехнологии и генной инженерии

Биотехнология — это использование живых организмов или их продуктов для модификации или создания новых продуктов или процессов. Это широкая область, охватывающая ряд технологий и методов, включая генную инженерию, которая представляет собой прямое манипулирование ДНК организма для изменения его характеристик.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), биотехнологические продукты в 2019 году составляли около 20% от общего объёма фармацевтических продаж во всём мире, что позволило получить около 180 миллиардов долларов годового дохода.

Исследования Организации биотехнологических инноваций (BIO) показали, что мировой рынок биотехнологий в 2018 году оценивался в 425 миллиардов долларов и достигнет 775 миллиардов долларов стоимости к 2024 году, увеличение в среднем должно составить 10,5% в течение прогнозируемого периода.

Рассмотрим некоторые примеры биотехнологии и генной инженерии:

— генетическая модификация — это введение нового генетического материала в организм для изменения его характеристик. Генетическую модификацию можно сделать с помощью таких методов, как сплайсинг генов, представляющий собой выделение и встраивание конкретного гена в геном другого организма, или метод CRISPR, который представляет собой точное редактирование ДНК организма с помощью специализированных ферментов;

— биофармацевтические препараты — это лекарства или другие медицинские продукты, которые производятся с использованием методов биотехнологии. Это могут быть белки или другие молекулы, которые производятся с использованием генетически модифицированных организмов, а также более традиционные продукты, такие как вакцины или препараты крови;

— промышленная биотехнология — представляет собой использование методов биотехнологии для производства промышленных продуктов или материалов. Это может включать производство биотоплива, такого как этанол или биодизель, или использование микроорганизмов для производства химикатов или других материалов;

— сельскохозяйственная биотехнология — использует биотехнологические методы для улучшения или модификации сельскохозяйственных культур или животных. Это может включать разработку генетически модифицированных культур или животных, а также использование биотехнологических методов для повышения эффективности или производительности традиционных методов ведения сельского хозяйства.

Биотехнология и генная инженерия представляют собой разнообразные и быстро развивающиеся области знания, которые могут оказать существенное влияние на целый ряд отраслей и секторов экономики.

Помимо упомянутых выше примеров биотехнологии и генной инженерии стоит отметить ряд ключевых аспектов применения этих технологий:

— преимущества — биотехнология и генная инженерия могут обеспечить ряд преимуществ в различных сферах деятельности человека, включая разработку новых и более эффективных лекарств и методов лечения, производство более устойчивых и экологически чистых продуктов и материалов, а также повышение производительности и эффективности сельского хозяйства;

— риски и проблемы — существенными рисками, связанными с биотехнологией и генной инженерией, являются потенциальное негативное воздействие на окружающую среду, этические проблемы, связанные с модификацией живых организмов, а также возможность использования этих технологий в качестве биологического оружия;

— регулирование — биотехнология и генная инженерия регулируются рядом национальных и международных органов, которые осуществляют надзор за исследованиями, разработками и использованием этих технологий. Это включает в себя разработку руководящих документов и правил для обеспечения безопасности и этичного использования этих технологий.

Дальнейшее развитие и использование биотехнологий и генной инженерии будет зависеть от эффективного управления всеми рисками и ответственного регулирования этих областей знания.

Текущие и потенциальные приложения

Согласно данным Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС), количество патентов, поданных на изобретения в области биотехнологии в последнее время, неуклонно росло: с 27 000 в 2010 году до более 60 000 в 2018 году. Биотехнология и генная инженерия имеют широкий спектр текущих и потенциальных применений в различных секторах и отраслях. Некоторыми из ключевых областей, в которых эти технологии в настоящее время используются или могут быть использованы, являются:

— медицина — биотехнологии и генная инженерия используются для разработки новых и более эффективных лекарств и методов лечения, в том числе таргетной терапии, специально предназначенной для воздействия на основные причины заболеваний, таких как рак или генетические нарушения. Эти технологии также используются для разработки новых средств диагностики и лечения таких состояний, как болезнь Альцгеймера или диабет. По данным Национального института здравоохранения (NIH), генетическое тестирование является быстрорастущей областью в медицине, при этом количество доступных генетических тестов увеличилось с 1500 в 2016 году до более 4000 в 2019 году;

— сельское хозяйство — биотехнология и генная инженерия используются для повышения производительности и эффективности сельскохозяйственных методов, включая создание генетически модифицированных культур устойчивых к вредителям или болезням, а так же способных переносить экстремальные погодные условия. Эти технологии также используются для улучшения питательной ценности сельскохозяйственных культур, например, при выращивании «золотого риса», обогащенного витамином А;

— промышленные продукты и материалы — биотехнологии и генная инженерия используются здесь для разработки новых и более устойчивых промышленных продуктов и материалов, таких как биотопливо, биопластики и биохимические вещества. Эти технологии также используются для разработки новых методов производства традиционных продуктов, таких как использование микроорганизмов для производства химикатов или других материалов;

— применение в окружающей среде — биотехнология и генная инженерия используются для разработки новых технологий и подходов к решению экологических проблем, таких как создание генетически модифицированных деревьев, более устойчивых к вредителям или болезням, или использование микроорганизмов для очистки разливов нефти или других загрязнители окружающей среды. По мнению Организации биотехнологической промышленности (BIO), биотехнология поможет нам смягчить последствия изменения климата, например, сократить выбросы парниковых газов.

В целом, биотехнология и генная инженерия имеют широкий спектр текущих и потенциальных применений, которые потенциально могут повлиять на различные сектора и отрасли экономики, и эти технологии, вероятно, будут продолжать развиваться и играть все более важную роль в ближайшие годы. Исследования Всемирного банка показывают, что генная инженерия и биотехнология являются самым быстрорастущим технологическим сектором в мире, при этом ожидается, что мировой рынок биотехнологий в 2023 году достигнет 765 миллиардов долларов.

Аналитические исследования Национального совета по науке (NSB) показали, что инвестиции в биотехнологические исследования и разработки (НИОКР) в США росли в среднем на 6,5% в год в период с 2000 по 2016 год, достигнув 87 миллиардов долларов в 2016 году. По данным Национального научного фонда (NSF), в биотехнологической отрасли США в 2019 году было занято около 710 000 человек, и, по прогнозам, к 2026 году будет создано еще 4,3 миллиона рабочих мест.

Использование биотехнологии и генной инженерии поднимает ряд вопросов этического свойства, включая вопросы, связанные с модификацией живых организмов, возможностью использования этих технологий во вред людям, а также потенциальным воздействием этих технологий на общество. Восприятие общественностью биотехнологии и генной инженерии может быть ключевым фактором успеха или неудачи этих технологий. Важно обеспечить широкое общественное понимание и поддержку этих технологий, прозрачное и оперативное решение любых проблем, а также безопасность и этичное использования этих технологий. Для этого национальными и международными организациями должны быть разработаны руководящие принципы и правила, а также проводиться надзор за перспективными исследованиями и разработками.

Этические проблемы и социальные вызовы

Использование новых разработок в области биотехнологии и генной инженерии создаёт ряд проблем, которые следует решать в ближайшей перспективе. Перечислим некоторые из ключевых проблем, выявленных в этой области:

— благополучие животных — при использовании животных в биотехнологических и генно-инженерных исследованиях возникают этические вопросы, связанные с обращением с этими животными, использованием животных для экспериментов, условиями содержания животных и потенциальным воздействием этих технологий на популяции животных;

— субъекты-люди — использование людей в исследованиях в области биотехнологии и генной инженерии также поднимает этические вопросы, в том числе вопросы, связанные с информированным согласием, защитой уязвимых групп населения, а также потенциальными рисками с применением этих технологий в долгосрочной перспективе;

воздействие на окружающую среду — при использовании биотехнологий и генной инженерии может оказываться значительное воздействие на окружающую среду, включая потенциальные риски внедрения генетически модифицированных организмов в окружающую среду или потенциальное воздействие этих технологий на биоразнообразие;

— генно-модифицированные организмы (ГМО) — использование ГМО в сельском хозяйстве может привести к вытеснению традиционных методов ведения сельского хозяйства и концентрации производства продуктов питания в руках нескольких крупных компаний. Употребление продуктов с применением ГМО, может сказываться на здоровье людей и влиять на геном человека, воздействуя на его ДНК;

— социальная справедливость — существуют также серьёзные опасения, связанные с потенциальным воздействием биотехнологий и генной инженерии на социальную справедливость, включая возможность использования этих технологий способами, которые приносят несоразмерную пользу или вред определенным группам населения или сообществам.

Указанные выше этические и социальные вызовы, связанные с биотехнологией и генной инженерией, потребует осторожного и продуманного подхода, учитывающего потенциальные преимущества и риски этих технологий.

Помимо обозначенных проблем существуют факторы, которые имеют большое значение и заслуживают изучения в контексте биотехнологии и генной инженерии. К ним относятся:

— интеллектуальная собственность — развитие биотехнологий и технологий генной инженерии часто связано со значительными инвестициями в исследования и разработки, а защита прав интеллектуальной собственности (ИС) является ключевой проблемой для многих компаний и организаций, работающих в этой области. Это может касаться вопросов, связанных с патентованием новых или лицензированием существующих технологий;

— восприятие общественности — общественная поддержка биотехнологии и генной инженерии может быть ключевым фактором успеха или неудачи этих технологий. Обеспечение широкого общественного понимания и поддержки биотехнологии и генной инженерии, а также прозрачное и оперативное решение любых проблем имеет решающее значение для долгосрочного успеха в перспективных разработках;

— регулирование — регулирование также является важным фактором, влияющим на развитие биотехнологии и генной инженерии, поскольку оно позволяет обеспечить безопасность и этичное использование этих технологий. Регулирование подразумевает разработку руководящих принципов и правил на государственном и международном уровне, а также надзор за исследованиями и разработками.

Клонирование и связанные с ним риски

Клонирование — это процесс создания генетически идентичных копий биологического объекта. Он включает в себя использование таких методов, как перенос ядра соматической клетки или клонирование генов для получения копий генов, клеток, тканей или даже целых организмов, идентичных оригиналу. Клонирование — ещё один аспект генной инженерии, связанный с манипулированием ДНК живых организмов для получения новых соединений или выполнения новых функций.

Первое успешное клонирование взрослого млекопитающего, овцы по прзвищу Долли, было осуществлено в 1996 году группой ученых во главе с доктором Яном Уилмутом из Института Рослина в Шотландии. С тех пор клонирование использовалось для получения различных животных, включая коров, свиней, а в последнее время и обезьян. Хотя клонирование может произвести революцию в таких областях, как сельское хозяйство и медицина, оно является предметом споров и дискуссий в научном сообществе.

Главной проблемой, связанной с клонированием, является опасение создания копий людей, что может привести к непредсказуемым последствиям и нарушению изначальной природы реальности и основ бытия, а также поставить перед обществом этические вопросы об индивидуальности и идентичности людей. Существует также опасение, что клонирование может быть использовано для создания генетически модифицированных людей с улучшенными способностями или физическими характеристиками, что может привести общество к неравенству и дискриминации.

Одной из основных проблем, связанных с клонированием и генной инженерией, является возможность негативного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Клонирование животных уже привело к многочисленным проблемам со здоровьем и аномалиям, и есть опасения, что эти проблемы могут возникнуть и у людей. Нельзя также исключить вероятность непредвиденных последствий, таких как возникновение новых болезней или случайное попадание генетически модифицированных организмов в окружающую среду. Существует также риск использования генетических модификаций в не терапевтических целях, например, для создания «дизайнерских» детей или эксплуатация уязвимых лиц.

Для решения указанных проблем и исключения возможности злоупотребления и неправильного использования генной инженерии важно иметь надлежащее государственное и надгосударственное регулирование и надзор за исследованиями и приложениями в области клонирования. Это может включать разработку этических принципов и создание регулирующих органов для обеспечения безопасности и ответственного использования этих технологий. Очень важно, чтобы общество осознавало этические последствия этих технологий и разработало соответствующие правила и руководящие принципы для обеспечения их ответственного и этичного использования. Первым шагом на этом пути может быть создание советов по этике для наблюдения за исследованиями и разработками генной инженерии, мониторингу их использования.

Общество должно иметь открытую и прозрачную информацию о потенциальных рисках и преимуществах клонирования и генной инженерии, а также об этических последствиях применения этих технологий. Это может включать информирование общественности об этих проблемах и участие в диалоге с заинтересованными сторонами, чтобы гарантировать, что передовые разработки генной инженерии соответствует общественным ценностям и интересам.

Биотехнология и генная инженерия совершили качественный прорыв в наших представлениях о здравоохранении, сельском хозяйстве и окружающей среде. Благодаря возможности редактировать геном и создавать новые формы жизни появилась возможность воздействия на генетические вариации и наследственность организмов, а вместе с тем и риски того, что биотехнологии и генная инженерия могут быть использованы против человека.

В начале 2023 года на Всемирном экономическом форуме (ВЭФ), проходившем в Женеве (Швейцария), выложили в свободном доступе в Интернете видео под названием «Технологии делятся видением нашего будущего мира», в котором профессор Эми Вэбб подробно рассказывает о перспективах изменения человеческого генома, обозначенного термином «Переписывание Кода жизни». Согласно утверждению ВЭФ технология редактирования генома позволит учёным перепроектировать целые организмы. Те, кто стоят за ВЭФ, открыто показывают, что они хотят создать идеальный в их понимании геном человека. По данным Национального исследовательского института генома человека (NHGRI), средняя стоимость секвенирования генома человека снизилась со 100 миллионов долларов в 2001 году до, приблизительно, 1000 долларов в 2019 году.

Инновации в биотехнологии и генной инженерии происходят с беспрецедентной скоростью, и человеческое сообщество должно получить гарантии того, чтобы использовали эти технологии ответственно и этично.