生物安全是合成生物学最关键的盟友

合成生物学使工程生物比以往任何时候都更容易满足我们的需求。但是，随着技术的普遍发展，人们对其潜在滥用的担忧产生了。我们如何在不阻碍合成生物学的前进的情况下确保生物安全？

生物安全包括预防和对释放潜在有害生物的反应。现在，在既定实验室之外的用户可以使用基因工程和合成生物学，生物安全措施正在开始比以往任何时候都重要。

但是，确保在不预防技术进步的情况下生物安全是一个灰色区域，有许多未解决的问题。谁可以做生物工程？允许哪些申请并禁止哪些应用？法规如何适应新的技术发展？

不清楚的法规

欧盟合成生物学和生物工程的法律框架于90年代成立作为对转基因作物的回应。这些技术主要由欧洲药品局（EMA）和欧洲食品安全局（EFSA）监管。同时，在美国，同等监管机构包括食品和药物管理局（FDA），环境保护署（EPA）和农业部（USDA）。

不同的国家有不同的规则关于允许的内容，但是这些法规中的大多数涉及将一种生物体转移到另一种生物体的基因的情况。当应用于新的合成生物学应用（例如精确基因编辑或无细胞合成生物学）时，这种方法是有问题的。

总部位于巴塞尔的Biopharma Company FGEN的前首席执行官Andreas Meyer，现在是Gingko Bioworks的BioWorker，否认对合成生物学缺乏明确监管是否可能阻止公司采用新技术的任何主要监管。“ [我们]只需要有关CRISPR等现代技术的最新监管指南。”

“欧盟的监管机构，尤其是欧洲食品安全局，涉及批准转基因生物的批准，仍在试图找出基因工程与合成生物学之间的差异，，，，马德里CNB-CSIC研究所的小组负责人Victor de Lorenzo说。

EFSA是目前正在评估它的现有准则，重点关注可能在未来十年内进入欧洲市场的合成生物学产品。EFSA建议通过考虑开发过程中的所有安全方面来介绍“安全设计”的概念。与当前的方法相比，这可能会导致更快的批准，在这种方法中，无论是与其他批准的产品还是过程非常相似，每种产品都可以从头开始评估。但是，仍然存在的挑战是，决策者仍然专注于如何制作工程生物而不是它的作用，这是一种可能导致毯子禁令并阻止创新的方法。

问责制问题

当涉及合成生物学应用的风险时，一个关注的来源是使用认证实验室以外的生物工程技术的DIY生物学家和生物黑客社区。

在生物安全方面，DIY生物学家引起了负面的关注。由于廉价定制DNA的广泛可用性，从理论上讲，即使是孤独的个体生产致病剂也很容易。迈耶指出：“我可以为任何生物毒素订购基因片段，如果我愿意，我可以在地下室产生压力。”

但是，德洛伦佐（De Lorenzo）怀疑这将成为该领域的一个大问题。他说：“我的印象是，从定量的角度来看，[DIY生物学]并不重要。”

无论危险来自唯一的生物黑客，合成生物学研究人员还是跨国公司，提供它们的DNA合成公司都在开发保障措施。这些提供商筛选了客户与病原体和潜在危险基因匹配的订单序列，尽管较短的序列仍然具有挑战性。此外，随着台式DNA合成器的成本下降，个人可以自己制作自己的DNA，从而规避任何质量控制。

“我们正在为[DNA]筛选进行活跃的解决方案，该筛选将使较短的DNA常规筛选，”Twist Bioscience首席执行官Emily Leproust说。“我们鼓励所有台式综合提供商确保这些机器不会打印出受控序列的DNA，这类似于施乐机器不会复制美元的方式。”

监管机构和公众的主要关注点是无意的释放。如果生物工程的生物逃到环境中，或者如果它们开始在他们不打算的地区蔓延怎么办？据非营利组织合成生物学的前总裁纳塔莉·库拉奇（Natalie Curach）说，现在在银杏生物耕作，Hydgene Renewables和Eden Brew担任高级职务，该社区正在为这种情况提供解决方案。

“例如，物理遏制，综合杀伤开关和代谢依赖性提供了技术控制措施。正如我们在COVID反应中所看到的那样，在生物安全威胁的情况下，提高基因组铸造厂并为快速响应提供了快速反应，这也是一种包含生物安全风险并实施对策的方式。”她解释说。

然而，洛伦佐对生物培养方法持怀疑态度。“我对遏制根本没有信心；虫子将永远逃脱。”作为解决方案，他建议实施底盘生物。这个想法是，合成生物学界将使用一组定义的微生物来开发新的应用。这个概念是从机械工程中借来的，在该机械工程中，制造商可以在汽车的标准框架中添加不同的组件来设计最终车辆。

这些生物将进行条形码，这意味着调节器可以准确跟踪其来自何处的地方以及如何通过简单的DNA分析进行修饰。此方法还将使新应用程序的批准更快，因为底盘已经被证明可以安全地释放环境。

生物安全是一项投资，而不是负担

“我们需要仔细考虑使用合成生物学等工具的上下文。我们有责任最大程度地利用这些好处，部分至少是通过帮助管理任何风险。

IGEM合作伙伴之一是美国联邦调查局（FBI），每年都有机会提高竞争对手之间的生物安全意识。Millett补充说：“当您与他们讨论生物安全问题时，Igemers觉得这个主题很有趣，并且可以看到其与他们的项目和未来野心的关系。”

IGEM经验表明，合成生物学从业者非常渴望将安全问题内化并与任何社会问题一起工作。Curach说：“我认识的所有合成生物学家都受到他们工作的潜力促进更可持续和公平的世界的潜力，这是一个很好的开端。”

我们应该看到生物安全意识和准备面对潜在风险的准备，而不是负担。生物安全以及网络安全，应该从一开始就将其视为任何合成生物学产品的开发过程的必要组成部分。然后，这将确保开发合成生物学解决方案所付出的努力将到达行业，市场和消费者。这是避免统治合成生物学领域的无菌辩论的唯一方法。