Алексей Турчин - Российская Академия Наук

Читать онлайн «Российская Академия Наук». Страница 15

Автор Алексей Турчин

2.3. Биологическое оружиие

Общие соображения и основные сценарии

Фактически, большая часть технологий, необходимых для создания опасного биологического оружия, уже готова. Например, в конце 2007 года был предложен набор из базовых «кубиков» для генетического конструирования, распространяемый по принципам свободного программного обеспечения Genetic-Engineering Competitors Create Modular DNA Dev Kit . «В 2003 году ученые из Института альтернативной биологической энергии (США) под руководством знаменитого Крейга Вентера синтезировали из общедоступных реактивов вполне живой бактериофаг phi-X174 (безопасный для человека и животных вирус, который внедряется в бактерию Esherichia coli)… В 2002 году Экарт Уиммер из университета Стони Брук, штат Нью-Йорк, опубликовал работу по синтезу вируса полиомиелита из кусочков молекул. Синтетические вирусные частицы оказались совершенно неотличимы от естественных по всем параметрам – размеру, поведению, заразности. Причем слово «синтез» применимо к этой работе в самом буквальном смысле: зная нуклеотидную последовательность, ученые шаг за шагом построили вирус совершенно так же, как химики синтезируют сложные молекулы. Сам синтез занял у группы три года. А в 2003 году, через год после публикации этой работы, ученые из Института альтернативной биологической энергии потратили на синтез бактериофага из заказанных по каталогу реактивов всего две недели» .

Основная технологическая тенденция состоит в том, что био-оборудование постоянно дешевеет и распространяется по миру, тогда как знания о том, как использовать его во вред, возрастают и тоже распространяются. Постоянное удешевление и упрощение машин для секвенсирования и синтеза ДНК (то есть считывания и создания генетического кода), делает возможным появление биохакеров. Прогресс в области био-оборудования измеряется скоростью порядка 2 раза в год – то есть технические характеристики возрастают, а оборудование дешевеет. Нет никаких оснований думать, что темп развития биотехнологий замедлится – отрасль полна новыми идеями и возможностями, а медицина создаёт постоянный спрос, поэтому можно смело утверждать, что через десять лет возможности биотехнологий по основным численным показателям (цена секвенсирования/синтеза ДНК, например) возрастут в 1000 раз. При этом происходит интенсивная демократизация биотехнологий – знание и оборудование идёт в массы. Если для компьютеров уже написано более 100 000 вирусов, то масштабы творчества биохакеров могут быть не меньшими.

Основной однофакторный сценарий биологической катастрофы – это распространений некого одного вируса или бактерии. Это распространение может происходить двояко – в виде эпидемии, передающейся от человека к человеку, или в виде заражения среды (воздуха, воды, пищи, почвы). Эпидемия гриппа испанки 1918 г. затронула весь мир, кроме нескольких отдалённых островов. Вместе с тем, гипотеза об эпидемии, убивающей всех людей, сталкивается с двумя проблемами. Первое, это то, что если все люди быстро гибнут, то некому разносить вирус. Второе, это то, что при всех эпидемиях обычно находятся люди, которые имеют врождённый иммунитет к ней.

Возможен сценарий, когда по всему миру распространяется некое животное, являющееся носителем опасной бактерии. (Так в природе распространяется малярия на комарах и чума на крысах.)

Следующий вариант – это появление всеядного агента, который уничтожает всю биосферу, поражая любые живые клетки. Или хотя бы только растения или животных некого критического вида.

Ещё вариант – это бинарное бактериологическое оружие. Например, туберкулёз и СПИД являются хроническими болезнями, но при одновременном заражении человек сгорает за короткий срок. Один из страшных сценариев – СПИД, который распространяется также легко, как простуда.

Опасно возможно и двухступенчатое биологическое оружие. На первом этапе некая производящая токсин бактерия незаметно распространяется по всему миру. На втором, по некому сигналу или таймеру, она начинает производить этот токсин сразу повсюду на Земле. Некоторые микроорганизмы ведут себя так при атаке на крупный организм.

Следующий вариант оружия конца света – это распыление в воздухе больших количеств спор сибирской язвы (или подобного агента) в защитной оболочке (а такие оболочки уже давно имеются для боевых штаммов). Этот вариант не требует саморазмножающегося болезнетворного агента. Заражение сибирской язвой очень длительное – один остров в Англии дезактивировали 50 лет, – и для заражения не требуется больших количеств реагента. 1 грамм может заразить целое здание. (Например, устранение последствий загрязнения одним конвертом с сибирской язвой в США одного здания заняло несколько лет и потребовало расходов в сотни миллионов долларов – дешевле было снести – но снести было нельзя, так как при этом споры могли бы заново распылиться. То есть по способности к длительному заражению и нанесению экономического ущерба сибирская язва превосходит большинство радиоактивных веществ.)

Однако опять же в пересчёте на земную поверхность мы получаем тысячи тонн. Но это число не является недостижимым – в СССР на полигоне в Аральском море было накоплено и брошено после распада СССР 200 тонн боевого штамма сибирской язвы. Его затем сожгли американцы. Однако если из-за природной катастрофы (смерч) это вещество развеялось бы высоко в воздух, то оно могло бы накрыть целые страны. Понятно, что производство сибирской язвы дешевле производства аналогичных количеств полония или кобальта-60.

Следующий опасный вариант биооружия – это агент, изменяющий поведение. Вирус бешенства (агрессивность, укусы) и токсоплазма (утрата чувства страха) побуждают заражённых животных к поведению, которое способствует заражению других животных. Теоретически можно представить себе агент, который вызывал бы у людей наслаждение и стремление заражать им других. В кино этот вариант обыгран во множестве фильмов, где вирус превращает людей в вампиров. Но увы, в этой фантазии может быть доля правды. Тем более, если создавать такие вирусы будут шутники-хакеры, которые могут черпать в кино своё вдохновение.

Ещё один вариант биологической угрозы – это некая автокаталитическая молекула, способная неограниченно распространяться в природе. Коровье бешенство вызывается автокатализом особого белка, называемого прионом. Однако коровье бешенство распространяется только через мясо.

Отметим ещё вариант распространения по всей биосфере некого живого существа, вырабатывающего опасный токсин. Например, это может быть генетически модифицированный дрожжи или плесень, вырабатывающие диоксин или токсин ботулизма.

В качестве средства противостоянию этому предлагается создание всемирной иммунной системы – то есть распыление по всему миру множества генетически модифицированных бактерий, которые будут способны обезвреживать опасные реагенты. Однако здесь возможны новые опасности, например, «автоиммунные» реакции такого щита, то есть выход его из-под контроля. (См. далее главу о щитах.)

Ещё одним видом опасности является так называемая «искусственная жизнь», то есть живые организмы, построенные с использованием другого кода ДНК или набора аминокислот. Они могут оказаться непобедимыми для иммунных систем современных живых организмов и «съесть биосферу».

Более фантастическим вариантом биологической опасности является занесение жизни из космоса. Шансы этого учитывались, когда астронавты вернулись с Луны – их долго держали в карантине.

Структура биологической катастрофы

Структура биологической катастрофы может быть весьма замысловатой. В качестве иллюстрации приведу несколько цитат об одной потенциально опасной ситуации. (Из неё мы увидим, как давно появились биологические угрозы, – а значит, насколько зрелой уже является эта опасность.)

«Генный кризис начался летом 1971 года. В это время молодой учёный Роберт Поллак в лаборатории Колд-Спринг-Харбор (на Лонг Айленде, штат Нью-Йорк, США), руководимой Д.Уотсоном, занимался проблемами рака. Круг научных интересов Поллака был широк. Он не только вёл исследования, но и преподавал студентам биологию и выступал в качестве ведущего радиопрограмм, посвящённых обсуждению возможных злоупотреблению в бионауках, в частности, зарождающейся тогда генной инженерии.

И вот Поллак узнаёт, что в другой лаборатории (в Пало-Альто, в Калифорнии) у Поля Берга планируются эксперименты по встраиванию ДНК онкогенного (могущего вызывать раковые заболевания) вируса SV 40 в геном кишечной палочки. Последствия таких опытов? А не возникнет ли эпидемия рака (было известно, что почти безвредный для обезьян, вирус SV 40 вызывает рак у мышей и хомяков)? Начинённые опасными генами бактерии, плодясь миллиардами за сутки, по мнению Поллака, могли бы представлять серьёзную опасность.