We moeten een wereldwijd DNA-netwerk voor bedreigingsdetectie creëren om toekomstige ziekteverwekkers te bestrijden

We moeten een wereldwijd DNA-netwerk voor bedreigingsdetectie creëren om toekomstige ziekteverwekkers te bestrijden

juli 20, 2019 0 Door admin

CBD Olie kan helpen bij artrose. Lees hoe op MHBioShop.com


Huile de CBD peut aider avec l’arthrose. Visite HuileCBD.be


2-4-6-8 laten we samen gaan –

In deze gastpost spreekt geneticus George Church over vroege detectie en surveillance.

George Church –

Artist's impression of scientist doing DNA science.
Vergroten /

Artist’s impression of scientist doing DNA science.

Roger Richter / Getty

We hebben deze week een reeks begeleidende berichten om onze speciale Ars Lunch Break-podcast te begeleiden. Dit is de tweede van drie gastposten rondom

Rob Reid’s TED-talk van gisteren

. Vandaag weegt geneticus George Church mee met zijn gedachten en meningen over synthetische biologie en een wereldwijd “DNA-detector” -net. Morgen hebben we een gastpost van microbioloog Andrew Hessel.

Sinds het begin van het millennium hebben we de kosten en kwaliteit van het lezen van DNA 10 miljoen keer verbeterd. Deze technologie is identiek van toepassing op ons eigen genomen en op die van de meest dodelijke pathogenen. Toch zijn we nauwelijks begonnen met het gebruiken van deze nieuwe “superkracht” van DNA-onderzoek om onze omgeving te controleren op bedreigingen voor de menselijke gezondheid.

Veel van de enabling technologieën voor hooggedistribueerde DNA-detectienetwerken zijn er al. We hebben nu bijvoorbeeld palmformaat apparaten die bijna realtime DNA lezen en ze kunnen worden aangesloten op onze smartphones – die zelf audio-, video- en GPS-gegevens kunnen toevoegen en verzenden. Duizenden gebruiken deze nieuwe hulpmiddelen al. Ze zijn gebaseerd op nanoporie en andere elektronica met één molecuul – die zeer lage reagens- en minuscule fabricagekosten hebben en super draagbaar zijn (een fractie van de grootte van een telefoon).

Zoals alle dingen in de synthetische biologie zullen deze gereedschappen met buitengewone snelheid blijven verbeteren, afkalven en miniaturiseren. Toekomstige generaties sequencers zouden op grote schaal verspreid kunnen worden door onze huizen, kantoren, de bredere biosfeer en zelfs binnen ons lichaam. Diep genetwerkt, konden ze ons waarschuwen voor ziekteverwekkers in de volgende kamer of in afgelegen delen van de wereld. Een dergelijk netwerk zou de epidemiologie revolutionair veranderen en mogelijk van 10-jarige studies naar beoordelingen van 10 minuten verplaatsen.

Moderne problemen vereisen moderne oplossingen

Onze voorouders waren gewend om hun hele leven op loopafstand van hun geboorteplaats door te brengen, maar onze moderne wereld is zo ‘goed geroerd’ dat nieuwe biologische dreigingen zich overal in de wereld kunnen verspreiden naar andere locaties in maanden of zelfs dagen. Gelukkig kan informatie nog sneller verspreiden. Een wereldwijd netwerk voor dreigingsdetectie kan bijdragen aan de enorme belofte die dit met zich meebrengt voor de volksgezondheid. Het zou ons bijvoorbeeld basismetingen kunnen geven van variaties in geneesmiddelresistentie als een functie van seizoenen, droogtes, overstromingen, branden, constructie en meer. Zo kunnen we nieuwe ziekteverwekkende stammen detecteren lang voordat ze zich verspreiden, mogelijk zelfs op het ‘nulpunt’ waar ze vandaan komen.

Net zoals we ’s ochtends het weer zouden controleren voordat we op onze woon-werk-weg zouden vertrekken, zouden we op een dag ook de ziekteverwekker-voorspelling kunnen controleren. Moeten we naar het werk gaan – of onze kinderen naar het kinderdagverblijf sturen – gezien het profiel van sniffelingen of hoest waarmee iedereen vandaag in de mix te maken heeft? Moeten deze detecties bij het beantwoorden hiervan afhangen van eenvoudige generieke regels? Of over kennis van “precisiegeneeskunde” over de vaccinatie- / blootstellingsgeschiedenis van iedereen, natuurlijke genetische resistentie en resistentie tegen resistente medicijnen? En hoe moeten we reageren op een nieuw gedetecteerd pathogeen, gebaseerd op zijn overdraagbaarheid, nieuwheid, bewijs van genetische manipulatie, bewapening of ander knoeien? Moeten we onderzoekers aanmoedigen om spanningen te tekenen waarop ze werken met behulp van anders neutrale DNA-merken of gebruik te maken van natuurlijke kenmerken, isotopen en daarmee samenhangende zaken?

Vergroten /

“Geen snake-schaal!” In de toekomst ondertekenen genetici misschien hun werk.

Warner Bros.

We zullen de antwoorden op deze vragen niet kennen tot we daadwerkelijk aan het proces komen om de volledige vereisten van het detectienetwerk vast te leggen – en het beantwoorden van die vragen is van cruciaal belang.

Inspecteur (DNA) Detector

Om een ​​DNA-gevoelig netwerk voor bedreigingsdetectie levensvatbaar te maken, hebben we eerst een rechtvaardiger verdeling van medische technologieën over de hele wereld nodig, vooral als het gaat om DNA-surveillance. Drie van de meest goedkope en zeer effectieve wereldwijde strategieën voor de volksgezondheid zijn hygiëne, quarantaine en vaccins, die allemaal constante, scherpe observatie vereisen om effectief te zijn.

Naast het opsporen van bekende ziekten, willen we natuurlijk het volgende pathogeen ontdekken lang voordat het een epidemie is. Sommige oude menselijke plagen bleken vatbaar voor uitsterving – bijvoorbeeld pokken, polio en guineaworm – en de hoop zou zijn dat nieuwe bedreigingen na analyse even gemakkelijk zouden blijken te zijn. We kunnen de voortgang van een nieuwe dreiging bij vogels of varkens volgen en hun resistentie tegen geneesmiddelen bewaken. We zouden onze eigen immuunreacties, waaronder ongewenste autoimmuun- en allergische reacties, op een bedreiging kunnen volgen. Het laboratorium van Steve Elledge (met een beetje vroege hulp van mijn laboratorium) heeft aangetoond dat we de immuunrespons op alle menselijke eiwitten en alle virussen konden analyseren met een fractie van een druppel lichaamsvloeistof .

We zouden kunnen beginnen met het koppelen van blootstelling aan het milieu en individuele immuunreacties op ziekten. Veel ziekten (waaronder artritis en diabetes) lijken interacties tussen de omgeving en het immuunsysteem te omvatten. Een genetwerkte biomonitoring systeem kan zowel helpen bij het vaststellen of weerleggen van die link en mogelijk ook helpen ons veel beter in het voorkomen van deze ziekten.

Net zoals we ’s ochtends het weer zouden controleren voordat we op onze woon-werk-weg zouden vertrekken, zouden we op een dag ook de ziekteverwekker-voorspelling kunnen controleren.

We zijn al op weg naar minimaal invasieve, lichaam-interne opname-apparaten. Reza Kalhor in mijn groep heeft onlangs de hele lijn van ontwikkeling bij muizen vastgelegd, van ei tot volwassene – een terabyte aan informatie opgeslagen in slechts een miljardste deel van de lichaamsmassa.

Een oproep tot actie

“Als je iets ziet, zeg dan iets” is een vaak herhaalde stelregel voor de openbare veiligheid. Een bewustzijnscultuur moet zich ook uitstrekken tot wetenschappelijke teams die willens en wetens kunstmatige biothreats maken . Controverses zijn ontstaan ​​na de dodelijke muispokkenwijziging van 2001, de uitroeiing van 2005 van de H1N1-griep uit 1918 , de “gain-of-function” -modificaties van 2011 van het H5N1-griepvirus, de CRISPR-baby ’s van 2018 en vele andere gevallen. In elk van deze gevallen is van niet-deelnemers bekend dat ze al eerder kennis hadden van het risicovolle onderzoek, maar ze behoefden geen onderzoek. Potentiële klokkenluiders moeten worden gestimuleerd door wortels en / of stokjes.

Breed toezicht opent inherent kwesties van burgerlijke vrijheden en inbreuk op de privacy, maar deze kwesties moeten goed worden gecontextualiseerd, vooral als het gaat om de potentiële voordelen voor de volksgezondheid. Een mogelijk precedent is onze regulering van het rijgedrag, waaronder licenties, verplichte verboden van roekeloosheid en dronkenschap, en bewakingstools zoals snelheidscontroles.

Het is niet ons geboorterecht om in auto’s te rijden – noch om ziekten te verspreiden of DNA te synthetiseren. In 2004 heb ik een white paper gepubliceerd waarin gepleit wordt voor een systeem van bewaking van synthetische biologie , waarbij technische knelpunten zoals fosforamidietchemicaliën worden genoemd , apparaten, en zelfs risicofactoren in het privé-leven van stagiairs. Hoewel ze individueel onvolmaakt zijn, zoals bij alle innovaties op het gebied van de volksgezondheid, kunnen kleine effecten een zeer hoge kuddeimmuniteit opleveren – en dit is een lonend doel waarnaar moet worden gestreefd.

George Church is professor aan Harvard & MIT en co-auteur van 514 papers, 143 octrooipublicaties en het boek Regenesis. Hij was medeoprichter van het BRAIN-initiatief en het Human Genome Project.

Lees Meer