Məlumat

Potensial bio-silah kimi orqanizmlər?

Potensial bio-silah kimi orqanizmlər?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sual:

Nəzərə alsaq ki, gen mühəndisliyi ilə orqanizmləri bio-silah kimi fərdiləşdirə bilərik. Hansı növlərin kütləvi qırğın üçün silahlanma potensialı daha çox narahatlıq doğurur?

Fon:

Bioloji müharibə - müharibə aktı kimi insanları, heyvanları və ya bitkiləri öldürmək və ya təsirsiz hala gətirmək məqsədi ilə bakteriya, virus və göbələk kimi bioloji toksinlərin və ya yoluxucu agentlərin istifadəsidir.

Nümunələr:

E.G. bio-silah növləri: Qarayara göbələyi - ilk dəfə 1930-cu illərdə Mançuriyada Yapon Kvantunq Ordusunun 731-ci bölməsi tərəfindən bioloji müharibə agenti kimi sınaqdan keçirilmişdir; bu sınaqların bəziləri minlərlə həlak olan hərbi əsirlərə qəsdən yoluxma ilə bağlı idi. O zaman Agent N olaraq təyin edilmiş qarayara xəstəliyi də 1940-cı illərdə Müttəfiqlər tərəfindən araşdırılmışdı.

E.G. bio-silah vektoru: Anopheles labranchiae (malyariya ağcaqanadları) - “İtaliyada malyariyanın fəthi” kitabında Amerika arxivlərindən və italyan əsgərlərinin gündəliklərindən bəhs edən Yale Universitetinin tarix professoru professor Frank Snoudenin dediyinə görə, bu sxem 1943-cü ilin payızında tibbi entomoloq, nasist Erich Martini tərəfindən hazırlanmışdır. Partiya üzvü və SS komandiri Heinrich Himmlerin dostu.


Həm agentlərin müəyyən "siyahısı" var, həm də daha vacibi, bir orqanizmin həqiqətən narahat olması üçün olması lazım olan xüsusiyyətlər toplusu.

Birincisi, siyahı:

CDC agentləri üç kateqoriyadan birinə, A, B və ya C sinfinə təsnif edir.

A sinfi: Bunlar idarə olunması çətin, yüksək ötürücü və öldürücü orqanizmlərdir:

Qarayara (Bacillus anthracis) Botulizm (Clostridium botulinum toksini) Taun (Yersinia pestis) Çiçək (variola major) Tularemiya (Francisella tularensis) Viral hemorragik qızdırmalar (filoviruslar [məsələn, Ebola, Marburq virusu [] və Machuna.g.)

B sinfi: Bunlar yayılması olduqca asan olan, insanları xəstələndirən, lakin yüksək ölüm göstəricilərinə malik olmayan və aşkarlanması çətin ola bilən orqanizmlərdir.

Brusellyoz (Brucella növləri) Clostridium perfringens-in Epsilon toksini Qida təhlükəsizliyi təhdidləri (məsələn, Salmonella növləri, Escherichia coli O157:H7, Shigella) vəzilər (Burkholderia mallei) Melioidoz (Burkholderia pseudomallei) Psittacosis (Chlamydia fettacosis) (Chlamydia fettacosis) Ricinus communis (gənəgərçək lobya) Staphylococcal enterotoksin B Tif qızdırması (Rickettsia prowazekii) Viral ensefalit (alfaviruslar [məsələn, Venesuela at ensefaliti, şərq at ensefaliti, qərb at ensefaliti (Visporlerium)) təhlükəsizlik, C.

Və nəhayət, yenilikləri və potensial öldürücülük/ötürülmə qabiliyyətinə görə hazırlanarsa, təhlükəli ola biləcək yeni təhlükələr olan C sinfi. CDC Nipah virusu və hantavirus kimi nümunələrdən istifadə edir.

Beləliklə, CDC-nin böyük bir şey olduğunu düşündüklərinin siyahısı budur. Qripin hətta orada olmadığını da qeyd edəcəksiniz. Mən iddia edərdim ki, hər hansı yeni qrip ştammı C sinfinə aiddir və çox güman ki, A sinfinə aid deyil, çünki potensial olaraq həm ötürücü, həm də virulent olsa da, məlum peyvənd mövcuddur və sadəcə tərtib edilməlidir.

Bir orqanizmin xassələri baxımından, heç bir xüsusi ardıcıllıqla aşağıdakıları təklif edərdim (bu, çox güman ki, sözügedən orqanizmin nə etməli olduğundan asılıdır):

  • Yüksək virulentlik: Xəstəliyin həm xəstələnmə, həm də ölüm nisbətləri yüksək olan insan xəstəliklərinə səbəb ola bilməsi lazımdır.
  • Yüksək ötürücülük: Məqsəd "birdəfəlik" insidentə səbəb olmadıqda, xəstəlik insandan insana infeksiyaların məhsuldar zəncirini qura bilməlidir. İnsanlar çıxılmaz ev sahibi ola bilməz. İdeal olaraq, bu, Qərbi Nil kimi vektordan doğulmuş bir xəstəlik deyil, birbaşa insandan insana ötürülməlidir.
  • Sabit və mühəndisliyə uyğundur. Yetişdirilməsi və çoxlu sayda böyüməsi asan bir şey olmalıdır. Bu, tez-tez bir qədər nəzərdən qaçırılır, lakin indi bir qədər adi hal almasına baxmayaraq, biomühəndislik elə də asan deyil.
  • Müalicə üçün uyğun deyil. Orqanizm asanlıqla müalicə edilə bilməz - geniş spektrli antibiotiklər, mövcud peyvənd ehtiyatı və s. o deməkdir ki, normal ictimai səhiyyə infrastrukturu hücumu həll edə bilər və ya ən azı onu azalda bilər. Hücumun həqiqətən təsirli olması üçün mövcud infrastrukturu bataqlaşdırmaq lazımdır və bunun bir yolu xəstəxanalarda intensiv, qeyri-adi baxım və ictimai səhiyyə işçilərinin qeyri-adi hərəkətlərini tələb etməkdir.

Şübhəsiz ki, qrip. Üfüqi yerdəyişmə onu çox virulent edir və yalnız bir neçə mutasiya onun quşlardan məməlilərə (iki qədər az) keçməsinə imkan verir. Bura baxın. Bunları dərc etməmək üçün böyük təkan var idi, çünki rekombinant şəkildə etmək çox asan olardı. Ancaq sürətli iş sayəsində biz müəyyən etdik ki, mövsümi qrip peyvəndi bu variantdan qoruyur.


Bütün zoonoz virusları bu işə qoyardım. Onlar növ baryerini keçdilər, immun sistemimiz üçün yenidirlər və onlara qarşı peyvəndlər yoxdur. Qrip bir nümunədir, korona virusları başqadır (SARS və ya daha yeni MERS). SARS ilə bunun daha böyük bir epidemiya ilə bitmədiyi üçün çox şanslı idik. Bu viruslar haqqında yaxşı kitab David Quammenin "Outbreak" (bu səbəbdən adı) kitabıdır.


Biosilah növləri üçün daha mücərrəd bir fikir, planı tamamlamaq üçün tələb olunan əsas orqanizmləri hədəf alan ideya ola bilər. azot və ya karbon dövrü. Bu, çox güman ki, bütün biosferin dağılmasına səbəb olacaq.


Mühəndis patogenlər və qeyri-təbii bioloji silahlar: sintetik biologiyanın gələcək təhlükəsi

Xülasə: Biokimya, genetika və molekulyar biologiyadakı son inkişaflar canlı orqanizmlərin mühəndisliyini mümkün etmişdir. Baxmayaraq ki, bu inkişaflar xəstəlikləri müalicə etmək, qida istehsalını artırmaq və bir çox insanlar üçün həyat keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün effektiv və səmərəli vasitələr təklif edir, lakin onlar dövlət və qeyri-dövlət subyektləri tərəfindən mühəndis bioloji silahların hazırlanmasında istifadə edilə bilər. Bioinformatikanın, mühəndislik prinsiplərinin və fundamental biologiya elminin fəzilət dairəsi də silah istehsal etmək üçün lazım olan bacarıq səviyyəsini aşağı salmaqla pis dövrə kimi xidmət edir. Biomühəndislik agentlərinin təhlükəsi daha da aydındır, çünki COVID-19 pandemiyası tək bir bioloji agentin, hətta təbii olaraq meydana gələnin də cəmiyyətə göstərə biləcəyi böyük təsiri nümayiş etdirdi. Çox güman ki, terror təşkilatları bu hadisələri yaxından izləyirlər və hazırlanmış agentlə bioloji hücum ehtimalı durmadan artır.

COVID-19 pandemiyası əhəmiyyətli bioloji təhlükələrin təbiətdən xəbərdarlıq etmədən yarana biləcəyini və yaranacağını nümayiş etdirdi, tək bir virus ştammının müasir cəmiyyətə dərin təsir göstərə biləcəyini nümayiş etdirdi. O, həmçinin nümayiş etdirdi ki, yoluxucu xəstəliklər insan mühəndisliyi olmadan sürətlə yayıla bilər, onları mühəndislik silahlarının hazırlanması üçün ideal substrat halına gətirir. Viruslar və bakteriyalar minilliklər boyu silah kimi istifadə edilmişdir. 1 Tarixən bioloji silahlar təbii mənbələrdən, məsələn, ot yeyənlərdən və əhliləşdirilmiş heyvanlardan qarışqa, gəmiricilərdən isə çiçək xəstəliyi kimi əldə edilirdi. Silahlaşma üçün yararlı olduğu aşkar edilən patogen orqanizmlər birbaşa ətraf mühitdən becərildi, sonra təcrid olundu, təmizləndi, saxlandı, çoxaldıldı, a və bioloji sursatları doldurmaq üçün istifadə edildi. 2 Bunun ən son nümunəsi keçmiş Sovet İttifaqının bioloji silah proqramı tərəfindən çoxlu agentlərin istehsalı və yığılmasıdır. Bu proqramda patogenlər birbaşa təbii mühitdən spesifik xüsusiyyətlərə görə seçilir, çoxaldılır və sonradan istifadə üçün saxlanılır. 3 Bu patogenlər təbiətdə davamlı olmaq üçün təkamül etsələr də, onlar texniki xidmət, saxlama və hərbi şəraitdə yerləşdirmə üçün optimallaşdırılmayıb. Nəticə etibarilə, bioloji agentlər dövlət və ya qeyri-dövlət aktorları tərəfindən strateji və ya taktiki silah kimi geniş şəkildə istifadə edilməsə də, onların münaqişələrdə istifadəsinə dair bəzi nümunələr mövcuddur. Bunlardan ən əhəmiyyətlisi İkinci Dünya Müharibəsi zamanı Yaponiya ordusunun Çinə qarşı xam bakterioloji vasitələrdən yaxşı sənədləşdirilmiş istifadəsidir. 4

Son zamanlar kompüter elmləri, mühəndislik, biologiya elmləri və kimya sahəsindəki irəliləyişlərin yaxınlaşması böyüməni optimallaşdırmaq və patogenliyi (xəstəliyə səbəb olma meylini) artırmaq üçün canlı sistemləri mühəndisləşdirməyə imkan verdi. Yeni bioloji funksionallığı təmin etmək üçün bu fənlərarası yanaşma biotexnoloji və biofarmasevtika sənayelərinə müsbət təsir göstərmişdir. Eyni zamanda, bu mühəndis bakteriya və viruslar döyüşkən məqsədlər üçün birlikdə seçilə bilər. Həqiqətən də, konstruktor bioloji silahların istifadəsi nəzəri cəhətdən dövlət və ya qeyri-dövlət aktoruna adi silahlara üstünlük verən düşmən üzərində asimmetrik üstünlük verə bilər.

Sintetik biologiya (SynBio) bioloji sistemlərin mühəndisliyinin bütün aspektlərini əhatə edən elmi intizamdır. 5 1950-ci illərdə DNT b-nin kimyəvi quruluşunun kəşfindən başlayaraq, rekombinant DNT texnologiyası c və genomu redaktə vasitələri d kimi SynBio alətləri biologiyanın əsasını təşkil edən əsas molekulyar mexanizmlər kəşf edildikdən sonra sürətlə inkişaf etmişdir. Bu SynBio alətləri patogen orqanizmləri bioloji silah kimi dəyişdirmək və istifadə etmək üçün tələb olunan təhsil, təlim, xərc, vaxt və avadanlıq həddini azaldır. Bioloji silahların yaratdığı asimmetrik təhlükə yeni alətlər və texnikalar inkişaf etdikcə və terror təşkilatları COVID-19 pandemiyasının cəmiyyətdə yaratdığı iqtisadi, emosional və hökuməti sabitliyi pozan təsirlərdən xəbərdar olduqda və onlardan ilham aldıqca artmağa davam edəcək. e Həqiqətən də, iddia etmək olar ki, bu pandemiyanın ümumi dəyəri, o cümlədən həyat itkisi və iqtisadiyyata olan stress - yalnız atom bombasının yerləşdirilməsi ilə rəqabət apara bilər. Buna görə də, SynBio-dakı inkişaflar texnoloji dəyişiklik və onun geosiyasi paradiqmanı dəyişdirmək qabiliyyəti kontekstində davamlı olaraq izlənilməli və yenidən qiymətləndirilməlidir. Bu məqalədə müəlliflər bioloji sistemlərin modul təbiətinin onları mühəndisliyə necə uyğunlaşdırdığını, sintetik biologiyada son nailiyyətləri, sintetik biologiyanın təhlükə mənzərəsinə təsirini və ümumilikdə biotexnologiyanın yetkinləşməsinə potensial siyasət reaksiyalarını təsvir edir. xüsusilə sintetik biologiya. Bu məqalə həm ilkin, həm də ikinci dərəcəli ədəbiyyat mənbələrindən istifadə edilməklə işlənib hazırlanmışdır.

Bioloji sistemlərin xas modulluğu
Modulluq silah yaratmaq üçün bioloji sistemlərin məqsədyönlü mühəndisliyi üçün vacibdir. Ümumiyyətlə, modulluq avadanlıq parçasını dəyişdirmək və ya yeniləmək qabiliyyətinə aiddir. Məsələn, bir-birini əvəz edə bilən hissələr dəsti fərdin ev kompüteri və ya avtomobil kimi mürəkkəb avadanlığı dəyişdirməyə və ya optimallaşdırmağa imkan verən şeydir. Hər hansı bir orqanizmin genetik materialı (DNT və ya RNT) onun düzgün işləməsi üçün lazım olan bütün məlumatları ehtiva edir və bir çox modul komponentlərdən ibarətdir. Spesifik genlər bir patogendən çıxarıla və alıcının fəaliyyətini dəyişdirmək vasitəsi kimi digərinə daxil edilə bilər. 6 Bu modulluq, yad geni ev sahibi genomuna daxil etmək üçün molekulyar mühəndislik üsullarından istifadə edərkən kompleks gen şəbəkəsinə təsirlərin proqnozlaşdırıla bilən ölçülməsinə imkan verir. Məsələn, poliovirus genomunun patogen olmayan peyvənd ştammının modul xarakteri ona digər viruslardan patogenlik genlərini almağa və patogen vəziyyətə qayıtmağa (üfüqi gen transferi) imkan verir. 7 Molekulyar modulluğun bioloji sistemlərin dəyişən ətraf mühit şəraitinə sürətlə uyğunlaşmasına imkan verən təbii genomik alət kimi təkamül etdiyi fərz edilmişdir. 8 Virusun patogenlik əldə etmə prosesi bu bioloji agentlər mövcud olduğu müddətcə üfüqi gen transferi yolu ilə təbii olaraq baş versə də, SynBio molekulyar mühəndislik vasitələrinin istifadəsi, genomlarda tapılmayan sürətli vaxtlarda məqsədyönlü və dəqiq dəyişikliklərə yol verir. təbiət. Modul genlər, orqanizmlərin təkamül və uyğunlaşma sürətini artırmaq üçün qarışdırıla və uyğunlaşdırıla bilər, müəyyən bir mühit üçün tələb olunan funksionallıq növünü istehsal edir və orqanizmə rəqibləri ilə müqayisədə seçici üstünlük təmin edir. Hal-hazırda ən sadə bakteriya ştammının sağ qalması üçün zəruri olan minimal genomu müəyyən etmək üçün səylər davam edir. 9 Bakteriyalarda yaşamaq və təkrar istehsal etmək üçün hansı genlərin zəruri olduğu müəyyən edildikdən sonra, qeyri-vacib genləri istənilən sayda istənilən xüsusiyyəti verən genlərlə əvəz etmək mümkün ola bilər. Bioloji sistemlərin modulluğuna dair artan anlayış dinc məqsədlər üçün və ya düşmənlər tərəfindən bioloji agentlərin layihələndirilməsi və istehsalı üçün istifadə edilə bilən “molekulyar alətlər dəsti” təmin etməklə biotəhlükəsizlik və hərbi tibb sahələrinə təsir edəcəkdir.

Sintetik Biologiya Bioloji Silahların Dizaynına və İnkişafına İmkan Verir
1997-ci ildə JASON f qrupu kimi tanınan bir qrup daxilində bacarıqlı alimlər qrupu bioloji müharibənin gələcəyini müzakirə etmək üçün bir araya gəldi. 10 Onlar hərbi planlaşdırıcılar və strateqlər tərəfindən izlənilməli olan altı yeni yaranan bioloji təhlükəni müəyyən etdilər: (1) ikili silahların inkişafı, g (2) dizayner genlərinin qurulması, (3) gen terapiyasının silah kimi istifadəsi, ( 4) ev sahibinin immun reaksiyasından yayınan virusların inkişafı, (5) həşəratlar, heyvanlar və insanlar arasında hərəkət edə bilən virusların istifadəsi və (6) dizayn xəstəliklərinin inkişafı. Bu təhdidlər bir vaxtlar futuristik və spekulyativ hesab olunurdu. SynBio texnikasındakı irəliləyişlər, bu proqnozlaşdırılan gözlənilməz hadisələrin çoxunu fərziyyə sahəsindən reallıq sahəsinə köçürdü. Sintetik bioloqun molekulyar mühəndislik üsulları daha möhkəm və geniş yayıldıqca, bu təhlükələrdən biri və ya bir neçəsi ilə qarşılaşma ehtimalı əminliyə yaxınlaşır.

SynBio-nun gələcək dövlətlərarası münaqişələrə və terror zorakılığına təsir dərəcəsi və təsiri artacaq, çünki bu intizamın alətləri və üsulları bütün elmi ictimaiyyətdə, eləcə də yeni başlayan vətəndaş-alimlər arasında yetkinləşməyə və yayılmağa davam edəcəkdir. Son illərdə dünyada yaranan öz biologiya laboratoriyaları. 11 Xüsusi dizayn edilmiş bakterial və viral patogenlər istehsal etmək qabiliyyəti düşmən dövlət və qeyri-dövlət aktorlarının nisbətən ucuz və səmərəli bioloji silahlar hazırlamaq və yerləşdirmək qabiliyyətini artıracaq. Bundan əlavə, bu silahların bəziləri ehtimal ki, artan patogenlik, ətraf mühitə davamlılıq, h və partlayıcı döyüş başlığı ilə çatdırılma ilə müşayiət oluna bilən temperatur və təzyiqdəki sürətli dəyişikliklərin şokuna tab gətirmək qabiliyyəti ilə hazırlanacaq. Aşağıda 21-ci əsrdə alimlərin patogen mikroorqanizmləri yenidən kəşf etmək və ya yenidən yaratmaq üçün fövqəladə SynBio üsullarından istifadə etdikləri bir neçə görkəmli nümunə verilmişdir.

2002-ci ildə Stony Brookdakı Nyu York Dövlət Universitetinin alimləri SynBio-nun transformativ potensialını vurğulayaraq, poliovirusun tam genomunu kimyəvi yolla sintez etdilər. 12 Bu səylər illər ərzində təcrübəli peşəkar alimlər tərəfindən yaxşı təchiz olunmuş laboratoriyalarda həyata keçirilsə də, oyun kitabı indi sərbəst şəkildə əldə edilə bilər və o vaxtdan bəri molekulyar mühəndislik texnikasındakı böyük irəliləyişlər bir vaxtlar möhtəşəm səyin mürəkkəbliyini azaltdı. Bu nailiyyətin ardınca 2008-ci ildə daha böyük bakteriya genomunun ilk kimyəvi sintezi və 2010-cu ildə tamamilə sintetik hüceyrənin inkişafı izlədi. 13 SynBio alətlərinin istifadəsi elm adamlarına birləşmiş kimyəvi birləşmələrin mahiyyətcə mürəkkəb seriyasını məqsədyönlü şəkildə parçalamaq imkanı verdi. əsas hüceyrə mübadiləsini təşkil edən reaksiyalar. Bu reaksiya şəbəkələri, arzu olunan biokimyəvi xassələrə malik sintetik olaraq istehsal edilən orqanizmləri artırmaq üçün modul genlər və molekulyar vasitələrdən istifadə etməklə hazırlana bilər. 14 Əhəmiyyətli odur ki, bütün dünyada biologiya dərslərində və tədqiqat yarışmalarında orta məktəb və kollec tələbələri tərəfindən həyata keçirilən hüceyrə seçimi (və ya təkamül) strategiyaları ilə standart molekulyar və hüceyrə laboratoriyası üsullarını birləşdirərək, hər bir kimyəvi reaksiyanın təbiəti haqqında ətraflı məlumat əldə edilir. mühəndis bioloji agent üçün istənilən nəticəni əldə etmək tələb olunmur. 15

2005-ci ildə ABŞ Xəstəliklərə Nəzarət Mərkəzlərindən (CDC), Sina dağı Tibb Məktəbindən, Silahlı Qüvvələrin Patologiya İnstitutundan və Cənub-Şərqi Quşçuluq Tədqiqat Laboratoriyasından bir qrup tədqiqatçı 1918-ci il pandemik qrip virusunu yenidən qurdu. Bu, virus genomunun modul təbiətinin patogen istehsal etmək üçün necə istifadə oluna biləcəyinin xüsusilə parlaq nümunəsi idi. 16 Yenidənqurma əvvəlcə əbədi donda qorunan pandemiya qurbanlarından alınan ağciyər toxuması nümunələrindən virusun genomik kodlaşdırma ardıcıllığını təyin etməklə həyata keçirildi. 17 Müvafiq DNT ardıcıllıqları daha sonra plazmidlər kimi tanınan dairəvi DNT zəncirləri dəstinə daxil edildi və sonradan bunlardan insan böyrək hüceyrələrini yoluxdurmaq üçün istifadə edildi. Proqnozlaşdırıldığı kimi, böyrək hüceyrələrindən tam funksional və replikativ viral hissəciklər meydana çıxdı. Rekonstruksiya edilmiş virusun patogenliyi siçanlar, ferretlər və qeyri-insan primatlarda qiymətləndirilib və məlum olub ki, 1918-ci il qripi ştammı müasir ştamlardan əhəmiyyətli dərəcədə daha ölümcül olub. 18 Ağciyərlərə ciddi ziyan vurdu, anormal immun reaksiyanı stimullaşdırdı və həm yuxarı, həm də aşağı tənəffüs yollarında yüksək viral titrlərin (virus səviyyələrinin) inkişafına səbəb oldu. 19 Yenidənqurma proseduru standart molekulyar biologiya laboratoriyasında aparılıb və bu virus hissəciyinin qurulması üçün lazım olan bütün materiallar bir çox universitet biologiya laboratoriyalarında mövcuddur. İstifadə olunan üsullar istedadlı həvəskarın imkanlarından kənarda deyil və buna görə də xüsusi, yaxşı resurslu terror təşkilatının imkanlarından kənarda deyil. 20

Bu yaxınlarda 2016-cı ildə Kanadanın kiçik bir tədqiqat qrupu ABŞ valyutasında 100.000 ABŞ dolları məbləğində nisbətən təvazökar məbləğə ictimai məlumat bazasından əldə edilən genetik məlumatdan birbaşa yoluxucu at çiçəyi virusu yaratmaqda uğur qazandı. 21 Horsepox indi olduqca nadir rast gəlinən çiçək virusunun genetik cəhətdən fərqli qohumudur. Çiçək xəstəliyi bir vaxtlar bütün dünyada milyonlarla insanın həyatına son qoyan və ya həmişəlik eybəcər hala salan çox qorxulu pandemiya xəstəliyi idi. Atçiçəyi yaratmaq üçün istifadə edilən eyni üsullar, minimal vaxt və pul sərmayəsi ilə çiçək xəstəliyinin qurulmasına asanlıqla uyğunlaşdırıla bilər. Buna görə də SynBio dövlət tərəfindən maliyyələşdirilən terrorçunun və istedadlı qeyri-dövlət aktyorunun əlinə yaxşı məlum olan ən ölümcül yoluxucu xəstəliklərdən bəzilərini yenidən yaratmaq qabiliyyətini yerləşdirdi.

Beynəlxalq Genetik Mühəndislik Maşınları (iGEM) müsabiqəsi genetik mühəndisliyin bakalavr səviyyəsində mənimsənilməsinin asanlığının daha bir parlaq nümunəsini təqdim edir. 22 iGEM müsabiqəsi Massaçusets Texnologiya İnstitutunda (MIT) bir qrup qeyri-bioloq tədqiqatçı tərəfindən başladılıb, onlar elektrik mühəndislərinin çörək lövhəsi i və bir-birini əvəz edə bilən və genişləndirilə bilən hissələri istifadə etmə tərzinə bənzər sintetik biologiya alətləri hazırlamaq və istifadə etmək istəyirdilər. rezistorlar və kondensatorlar kimi. Bu alim və mühəndislər yeni və faydalı zülallar istehsal edən unikal genlər və gen dəstləri yaratmaq və orqanizmləri adətən yerinə yetirə bilməyəcəkləri vəzifələri yerinə yetirməyə məcbur etmək üçün genetik hissələri dəyişdirərək bakteriyaların genetik mühəndisliyi üçün istifadəsi asan bir sistem inkişaf etdirmək istəyirdilər. . Özündə, iGEM müsabiqəsi razılaşdırılmış molekulyar mühəndislik texnikaları dəsti və yeni hüceyrə alətləri, bioloji sxemlər və gen məhsulları yaratmaq üçün rəqiblər tərəfindən əldə edilən DNT hissələrinin böyük kitabxanasıdır. Müsabiqə illər ərzində irəlilədikcə iştirakçılar dizaynlarının mürəkkəbliyini təkmilləşdirmək üçün yeni yaranan SynBio alətlərindən yararlandılar. Bu gün orta məktəb və bakalavr tələbələrinin tədqiqat layihələrinin mükəmməlliyi on ildən az əvvəl qabaqcıl laboratoriyalarda işləyən bir çox yüksək təlim keçmiş kadrların layihələrinə uyğun gəlir. Məsul Baş Müstəntiq tərəfindən idarə olunan gənc tələbə rəqiblərinin həqiqətən müstəqil olmadığı iddia edilsə də, 23 qeyd etmək lazımdır ki, iGEM müsabiqəsinin minimum yaş tələbi var, 24, buna görə də lisey şagirdləri laboratoriya prosedurları və təcrübəsizdirlər. yarışın əvvəlində biologiyadan yalnız incə bir anlayışa sahibdirlər. Bununla belə, bu tələbələr Jamboree-də (hər payızda keçirilən beynəlxalq elm sərgisi) işlərini müdafiə edənə qədər ya işi tam başa düşmüşlər, ya da pis qiymətləndirilmişlər. iGEM ​​bəşəriyyətin rifahı üçün bioloji sistemlərin elmini və mühəndisliyini demokratikləşdirməyə kömək etmişdir. Təşkilat bioloji təhlükəsizlik, bioetika və biotəhlükəsizlik səylərinə 25 akademik və sənaye liderlərinin təcrübəsindən istifadə edərək əhəmiyyətli resurslar ayırmışdır. Müdafiə rəhbərləri bu məlumatın yayılmasına diqqət yetirməlidirlər, çünki həm dövlət, həm də qeyri-dövlət aktorları bu gənc alimlərin yaxşı işlərindən bəhrələnə bilər.

Bu fəaliyyətlərin ikili istifadə xarakteri ilə bağlı nümunə araşdırması 2017-ci ilin qalibi layihəsində tapıla bilər. Litvadan olan bir qrup mikrobların nəsilləri boyunca genetik olaraq dəyişdirilmiş ardıcıllığın miras sürətini yaxşılaşdırmaq üçün bir vasitə yaratdı. Bu alət minlərlə tədqiqatçı tərəfindən dinc məqsədlər üçün istifadə oluna bilsə də, başlanğıc materialın genomlarını sürətlə dəyişdirərək mühəndis bioloji silahların hazırlanmasında istifadə oluna biləcəyi ehtimalı var. Litva komandası həmin il yarışan 295 komandadan yalnız biri idi. Asiyadan 125, Şimali Amerikadan 84, Avropadan 74, Latın Amerikasından 10 və Afrikadan iki nəfər var idi. Bu rəqabət və bu texnologiyalar həqiqətən qlobal xarakter daşıyır və onlar dinc və qarşılıqlı faydalı məqsədlər üçün nəzərdə tutulsa da, yaradılmış elm və alətlər pis niyyətli şəxslər tərəfindən manipulyasiya oluna bilər. 26

Elektron Mikroskop X150000, Variola (Çiçək) virusu (Getty Images vasitəsilə BSIP/UIG)

Sintetik biologiyanın təhlükə mənzərəsinə təsiri
Materiallarda, hesablama gücündə və sürətində, virusların və hüceyrələrin biomühəndisliyində irəliləyişlər edildiyi üçün təhlükə mənzərəsi daim inkişaf edir. Bioloji sistemin silahlaşdırılmasında, o cümlədən biologiyanın analoq təbiəti ilə mübarizə aparmaqda çətinliklər olsa da, biosilahların adi partlayıcılara və ya nüvə silahlarına güvənməklə müqayisədə üstünlüklərinə onların öz-özünə yaradan xassələri və təhlükəsiz istehsala imkan verən ikili silah yaratmaq asanlığı daxildir. və montaj. 27 Beləliklə, təkmil olmayan bir rəqibin gücləndirilmiş virulentliyi və yoluxuculuğu olan bioloji silahlar hazırlaması mümkündür. Artıq qeyd edildiyi kimi, bioloji sistemi silahlandırmaq üçün bir problem, əksər metabolik dövrələrin analoq təbiətidir (elektron dünyanın çox hissəsini idarə edən rəqəmsal siqnallarla müqayisədə). Əlavə problemlər bu biokimyəvi sxemlərin normal işləməsi və reaksiyasında əhəmiyyətli səs-küyün olması və canlı sistemin canlılığını və təkrar istehsal qabiliyyətini saxlamaqla sintetik yolları optimallaşdırmaqda çətinlikdir. 28 Bununla belə, laboratoriyada təbii seçmə üsullarının istifadəsi ətraflı rasional dizayn ehtiyacını istisna edir ki, terror təşkilatının həvəskar alimi sadəcə olaraq çox sayda hüceyrə üçün SynBio üsullarından istifadə edə və istənilən effekti verənləri seçə bilsin.

Hüceyrələr maddələr mübadiləsi (enerjinin ötürülməsi), böyümək, ətraf mühitə uyğunlaşmaq, stimullara cavab vermək, çoxalmaq və təkamül etmək üçün tələb olunan bütün molekulyar arxitekturanı ehtiva edən həyatın əsas vahididir. Düzgün şəraitdə, kifayət qədər qida və yer varsa, hüceyrələr yenilənəcək və sayını artıracaq. Yeni xüsusiyyətlərə malik bir hüceyrə dizayn etmiş bir alim, sadəcə hüceyrələri qidalandırmaq, tullantıları təmizləmək və istədiyi zaman hüceyrələri toplamaqla bu sistemi istehsal etməyə davam edə bilər. Hüceyrə əsaslı sistemlər həm virusda, həm də hüceyrədə kilid və açar kimi reseptor zülallarından istifadə edərək çox xüsusi hüceyrə növlərini hədəf alan viruslarla birlikdə inkişaf etmişdir. Viruslar çoxalmaq üçün hüceyrələrə güvənsə də, onların qohum hüceyrələrindən [viruslar tərəfindən qəbul edilən hüceyrələr] ev sahibi kimi istifadə edərək əhəmiyyətli miqdarda virus istehsal etmək standart laboratoriya təcrübəsidir. Adi silahlardan fərqli olaraq, bioloji silahın inkişafı bütün işləri qabaqcadan tələb edir və sonra sistem çoxalacaq və böyüməyə icazə verən mühit qorunduğu müddətdə pis aktyoru silahla təmin edəcək.

SynBio həm də ikili bioloji silahların inkişafını asanlaşdırır. İkili bioloji silahların dizaynı və istehsalı keçmişdə çətin olsa da, bütün genomları mühəndislik və “yükləmək” qabiliyyəti bu prosesdə inqilab etdi. Müasir sintetik biologiya alətləri ilə bir bakalavr tələbəsi ayrı-ayrılıqda zərərsiz olan iki əlaqəli, ölümcül olmayan virusları tərtib edə və istehsal edə bilər. Bununla belə, iki virusla ev sahibi infeksiyasından sonra, iki ştammın qarışdırılması yüksək yoluxucu, patogen virusların tam bərpasına və istehsalına imkan verir. Əhəmiyyətli olan odur ki, bu cür genetik qarışıq təbiətdə də sənədləşdirilmişdir ki, burada iki və ya daha çox patogen olmayan poliovirus peyvəndi ştammları patogen rekombinantlar yaratmaq üçün rekombinasiya oluna bilər. 29 Beləliklə, qeyri-dövlət aktorunun nəqliyyatda təhlükəsizlik üçün ayrıca saxlanılan və sonra çatdırılmadan əvvəl bioloji sursatda bir araya gətirilən komponentlərdən ibarət ikili silahlar hazırladığını təsəvvür etmək çətin deyil.

SynBio-da irəliləyişlər təkbaşına baş vermədi. 20-ci əsrin sonu və 21-ci əsrin əvvəllərində baş verən bioloji sistemlər haqqında anlayışın artması və molekulyar biologiya vasitələrinin inkişafı avtomatlaşdırma, mühəndislik, kompüter elmləri və informasiya texnologiyalarında mütənasib inkişaflarla paralel aparıldı. Xüsusilə, bakteriya və virusların istehsalının genişləndirilməsinin asanlığı son onilliklərdə bioloji materialın böyüməsi və ya mədəniyyəti üçün ucuz cihazların mövcudluğu və bakterial böyümə mühiti kimi standartlaşdırılmış reagentlərin inkişafı səbəbindən eksponent olaraq artmışdır. kommersiya laboratoriyaları tərəfindən. 30 Bir vaxtlar mikrobiologiya üzrə doktorluq dərəcəsi almış alimlərin səlahiyyətində olan genetik mühəndisliyi bütün dünyada orta məktəblərdə və kolleclərdə hər gün tətbiq olunur. Bu proseslər üçün təlimatlar və ya protokollar internetdə və bakalavr mikrobiologiyası və hüceyrə biologiyası dərsliklərində sərbəst mövcuddur. Mikroorqanizmlərin becərilməsi zamanı erkən mikrobioloqların və hüceyrə bioloqlarının qarşılaşdıqları çətinliklərin çoxu həqiqətən də azaldı, ABŞ-da orta məktəblərdə bir çox qabaqcıl yerləşdirmə biologiya proqramlarına becərmə və mühəndislik üzrə təlimat blokları daxildir. Escherichia coli (E. coli) və digər xoşxassəli bakteriya növləri. 31 Bəzi müəlliflər iddia edirdilər ki, biologiya elmləri sahəsində karyerası ərzində inkişaf etdirilən bacarıq və bacarıqlar həvəskarlar üçün əlçatan deyil və bu, bioloji silahların hazırlanması üçün sintetik biologiyanın geniş istifadəsinə mane ola bilər. 32 Bu arqument biokimya və molekulyar biologiyada daha mürəkkəb texnikalardan bəziləri üçün doğru ola bilsə də, bakteriya və virusları çoxaltmaq və bir orqanizmdən digərinə genetik ardıcıllığı kəsib yapışdırmaq üçün istifadə olunan üsullar bir orqanizmdən istifadə etmək üçün tələb olunan bacarıq səviyyəsinə yaxınlaşır. yemək kitabı və ya ev kompüteri. Çörək mayasının biokimyasını, genetikasını və fiziologiyasını təfərrüatlı təsvir etmək üçün çoxlu bilik tələb olunur, lakin yemək kitabı, un, maya və şəkər olan hər kəs çörək bişirə bilər. Eynilə, kompüter ekranında təsvirləri manipulyasiya etmək üçün lazım olan alqoritmləri başa düşmək üçün mütəxəssis bilikləri tələb olunur, lakin hər kəs onu açmaq üçün siçan ilə işarəni göstərə bilər. Texnologiya artdıqca və yayıldıqca, sadə ev laboratoriya sisteminə sahib olanlar mütəxəssis təhsili və ya illərin təcrübəsi olmadan bakterial və viral genləri manipulyasiya edə bilərlər.

Sintetik Biologiyanın Yaratdığı Potensial Təhdidlərə Siyasət Cavabları
Sintetik biologiyadan mənfur məqsədlər üçün istifadə edənlərin yaratdığı təhlükələrə effektiv cavab hərbi planlaşdırıcılardan sayıqlığı, tədqiqat ictimaiyyəti tərəfindən effektiv tibbi əks tədbirlərin işlənib hazırlanmasını və təbii biologiya arasında ayrı-seçkilik apara bilən diaqnostik və xarakteristika texnologiyalarının işlənib hazırlanmasını tələb edəcəkdir. və mühəndis patogenləri. 2002-ci ildə aparılan bioloji müharibənin yayılma əleyhinə tədqiqatı təhlükədən qorunmaq üçün vurğulanmalı olan altı əsas bioloji tədqiqat sahəsini müəyyən etdi: insan genomiki immunologiyası və immun cavabın gücləndirilməsi üçün metodların işlənməsi bakterial və viral genomika bakterial və viral analizin inkişafı k peyvəndinin inkişafı və yeni antiviral agentlərin və antibiotiklərin inkişafı. 33 Bu sahələrin hər birində təcrübəni inkişaf etdirmək və saxlamaq üçün Müdafiə Departamentində davamlı tədqiqat və təhsil səyləri tələb olunacaq.

Təcrübəli mülki və hərbi personalın sürətli olması insidentlərə effektiv cavab vermək üçün ilkin şərtdir. Buna görə də, SynBio, biologiya mühəndisliyi və əlaqəli fənlər üzrə təlim və təhsil vurğulanmalı və maliyyələşdirilməlidir. Təbii, texnogen və silahlanmış bioloji material təhlükəsini qarşılamaq üçün bir çox təşkilatlar artıq mövcuddur. Bu təşkilatlara Müdafiə Təhlükəsinin Azaldılması Agentliyi (DTRA), Edgewood, Merilenddəki Kimya və Bioloji Mərkəz (CBC), Müdafiə Qabaqcıl Tədqiqat Layihələri Agentliyi (DARPA), Biotibbi Qabaqcıl Tədqiqat və İnkişaf İdarəsi (BARDA), Milli Səhiyyə İnstitutu (NIH) daxildir. ABŞ daxilində Xəstəliklərə Nəzarət Mərkəzləri (CDC) və Birləşmiş Dövlət Kənd Təsərrüfatı Departamenti-Kənd Təsərrüfatı Tədqiqat Xidməti (USDA-ARS). Birləşmiş Millətlər Təşkilatının tərkibində ixtisaslaşmış təşkilat olan Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı (ÜST) və digər ölkələrdəki bir neçə tədqiqat və cavab təşkilatları tarixən oxşar məqsədlərə xidmət etmişlər. Bu qurumların hər biri təbii aləmdə kök salmış sistemlərlə məşğul olur və bəzi təşkilatlar öz fokuslarını təbii olaraq baş verən təhlükələrlə məhdudlaşdırsalar da, onların hamısı bu və ya digər şəkildə biotibbi icmaya xas olan qeyri-adi texnologiya inkişafı tempi ilə məşğul olur. Biotibbdə hər bir irəliləyiş ikili istifadəlidir və buna görə də elmi sahədə işləmək imtiyazlı şəxslərin üzərinə bu texnologiyaların mənfur məqsədlər üçün istifadə oluna biləcəyi yolları proqnozlaşdırmaq və həmin şəxslərin səylərini sarsıtmaq üçün lazım olan texnologiyaları və sistemləri inkişaf etdirmək vəzifəsi qoyulur. kim bu unikal bioloji varlıqları silah kimi istifadə edə bilər.

Nəticə
SynBio sürətlə inkişaf edən və yayılan texnologiyadır. Canlı orqanizmlərin istehsalı və modifikasiyası üçün zəruri olan protokolların, prosedurların və texnikaların geniş mövcudluğu, genetik məlumatların mövcudluğunun eksponent artması ilə birlikdə elmdə təhlükə mənzərəsinə təsir edən inqilaba gətirib çıxarır ki, bu da yalnız canlı orqanizmlərin inkişafı ilə rəqabət apara bilər. atom bombası. Texnologiya təkmilləşdikcə, bioloji agentləri hazırlamaq üçün lazım olan təhsil və bacarıqların səviyyəsi azalır. Tarixən yalnız dövlət aktyorlarının bioloji silahları inkişaf etdirmək və istifadə etmək üçün resursları olduğu halda, SynBio təhlükə paradiqmasını dəyişir. COVID-19-un iqtisadi və sosial təsiri yeni bioloji agentin yayılması nəticəsində yarana biləcək geniş və davamlı təsirləri vurğuladı. Bu kollektiv təcrübə terror təşkilatlarının ABŞ və onun müttəfiqlərinə asimmetrik şəkildə hücum etmək üçün bioloji agentlərdən istifadə etməyə cəhd etmə şansını artırdı. Bu imkan hökumətin bütün səviyyələrində gözlənilməli və planlaşdırılmalıdır. CTC

Dr. J. Kenneth Wickiser, biokimya professoru və Amerika Birləşmiş Ştatları Hərbi Akademiyasının (USMA) Tədqiqat üzrə Dekan müavinidir və insan klinik tədqiqatlarında bakteriya və biomarkerlərdə mühəndis və təbii genetik keçidlər üzərində işləmək üzrə böyük təcrübəyə malikdir. O, Yale Universitetində Molekulyar Biofizika və Biokimya üzrə fəlsəfə doktoru dərəcəsini qazanmış və Rokfeller Universitetində Molekulyar Neyro-onkologiya Laboratoriyasında doktorluqdan sonrakı tədqiqat təhsilini tamamlamışdır.

Dr. Kevin J. O'Donovan sinir inkişafı və akson regenerasiyası sahəsində təcrübəyə malik USMA-nın Kimya və Həyat Elmləri Departamentinin dosentidir. O, Johns Hopkins Universitetində Nevrologiya üzrə PhD dərəcəsini qazanıb, Rokfeller Universitetində postdoktorluq işini yerinə yetirib və USMA-ya keçməzdən əvvəl Burke Nevroloji İnstitutunda fakültə olub.

LTC Maykl Vaşinqton hazırda USMA-da Kimya və Həyat Elmləri Departamentində köməkçi professor vəzifəsində çalışır. O, Sağlamlıq Elmləri Uniformalı Xidmətlər Universitetində İmmunologiyaya diqqət yetirməklə, İnkişaf etməkdə olan Yoluxucu Xəstəliklər üzrə fəlsəfə doktoru dərəcəsinə malikdir.

MAJ Stephen Hummel hazırda Boston Kollecində Biologiya Departamentinin PhD tələbəsidir. Əvvəllər o, həm İraqda, həm də Əfqanıstanda və USAREUR CBRN Planları Mütəxəssisi, USMA-nın Kimya və Həyat Elmləri Departamentində assistent, Nüvə Əlilləri Qrupunda Nüvə Əməliyyatları üzrə Mütəxəssis və son olaraq Komandirin Təşəbbüsləri üzrə Müavini vəzifələrində çalışıb. 20-ci CBRNE Komandanlığında qrup.

COL F. John Burpo hazırda USMA-da Kimya və Həyat Elmləri Departamentinin rəhbəri vəzifəsində çalışır. Artilleriya zabiti kimi o, humanitar, sülhməramlı və döyüş əməliyyatları ilə hava-desant, zireh və Stryker bölmələrində xidmət etmişdir. O, həmçinin 20-ci CBRNE Komandanlığının Çevrilmə üzrə Komandir müavini vəzifəsində çalışıb. Onun elmi dərəcəsi var. Massaçusets Texnologiya İnstitutundan Biomühəndislik üzrə.

Bu məqalədə ifadə olunan fikirlər müəlliflərə məxsusdur və Terrorla Mübarizə Mərkəzinin, Birləşmiş Ştatların Hərbi Akademiyasının, Müdafiə Nazirliyinin və ya ABŞ Hökumətinin fikirlərini əks etdirmir.

© 2020 J. Kenneth Wickiser, Kevin J. O’Donovan, Michael Washington, Stephen Hummel, F. John Burpo

Əsas qeydlər
[a] Bakteriyaların çoxalması bakteriyaların çoxalması və canlı bir varlıq kimi saxlanılması üçün qida maddələrini təmin etmək deməkdir.

[b] Deoksiribonuklein turşusu (DNT) bütün canlı orqanizmlərdə genetik materialdır, RNT isə bəzi viruslar üçün genetik material kimi xidmət edə bilər.

[c] Rekombinant DNT texnologiyası DNT seqmentlərini manipulyasiya etmək və proses zamanı genləri və orqanizmləri modifikasiya etmək üçün geniş istifadə olunan üsullara aiddir.

[d] Genomun redaktəsi alətləri virus, bakteriya və eukaryotik genomları dəqiq şəkildə dəyişdirmək üçün hazırda geniş istifadə olunan bir neçə ferment alət dəstinə aiddir - məsələn, TALEN (transkripsiya aktivatoruna bənzər effektor nukleaz) və CRISPR (müntəzəm olaraq interspaceed qısa palindromik təkrarlar) arzu olunan nəticə.

[e] 2005-2009-cu illərdə Terrorla Mübarizə üzrə Milli Təhlükəsizlik Müşavirinin müavini vəzifəsində çalışmış Xuan Zarate bu yaxınlarda bu nəşrdə qeyd etdi ki, “yeni bir koronavirusun şiddəti və həddindən artıq pozulması, çox güman ki, ən yaradıcı və təhlükəli qrupların təxəyyülünə təkan verəcək və şəxslər bioterror hücumlarını yenidən nəzərdən keçirsinlər”. Paul Cruickshank və Don Rassler, "CT Foxhole-dan bir görünüş: Audrey Kurth Cronin, General-leytenant (Ret) Michael Nagata, Magnus Ranstorp, Ali Soufan və Juan Zarate ilə COVID-19 və Terrorla Mübarizə üzrə Virtual Dəyirmi Masa," CTC Sentinel 13:6 (2020).

[f] 1960-cı ildə qurulan JASON, ABŞ federal hökuməti üçün dəyərli hesabatlar hazırlamağa həsr olunmuş bir qrup Amerika alimləridir. Təşkilatın Müdafiə Departamenti ilə əlaqələri 2019-cu ildə Müdafiə Nazirinin Köməkçisi (Tədqiqat və Mühəndislik) (ASD (R&E)) onunla əlaqələri kəsdikdə dəyişdi. "Yeniləmə: Qanunverici Pentaqondan mərtəbəli Jason elmi məsləhət qrupu üçün müqaviləni bərpa etməyi xahiş edir" Elm jurnalı, 11 aprel 2019-cu il.

[g] İkili bioloji silahlar, ayrıldıqda öldürücü olmayan və yalnız ayrı-ayrı komponentləri bir-birinə qarışdırdıqda öldürücü olan orqanizmlər və ya bioloji məhsullardır.

[h] Ətraf mühitin sabitliyi patogenin ultrabənövşəyi şüalara, reaktiv oksigen növlərinə və patogeni pisləşdirə və ya məhv edə bilən digər elementlərə məruz qaldığı ev sahibi xaricində yaşamaq qabiliyyətinə aiddir.

[i] Çörək lövhəsi fərdi dizayn elektron sxemlərində istifadə olunan əsas platformadır. Rezistorlar, kondansatörlər və digər elektrik mühəndisliyi komponentləri istənilən funksiyanı yerinə yetirmək üçün bir dövrə yaratmaq üçün çörək lövhəsinə qoşulur.

[j] ABŞ hökumətinə görə, “Tibbi əks tədbirlər və ya MCM-lər FDA tərəfindən tənzimlənən məhsullardır (biologiya, dərmanlar, cihazlar) onlar bioloji, kimyəvi, radioloji/nüvə materialı və ya təbii olaraq yaranan xəstəlik. "Tibbi mübarizə tədbirləri nədir?" fda.gov, 27 avqust 2020-ci ildə əldə edilib.

[k] Viral və bakterial analizin inkişafı viral və bakterial patogenlərin sürətli aşkarlanması və identifikasiyası üçün yeni metodların yaradılmasına aiddir.


Bioloji toksinlər bioterrorizm üçün potensial vasitələr kimi

Bioloji toksinlər canlı orqanizmlər tərəfindən istehsal olunan heterojen bir qrupdur. Bir lüğət onları "canlı orqanizmlər tərəfindən istehsal olunan və başqa bir orqanizm üçün zəhərli xüsusiyyətlərə malik olan kimyəvi maddələr" kimi təyin edir. Toksinlər bioterror aktlarında istifadə üçün terrorçular üçün çox cəlbedicidir. Birinci səbəb odur ki, bir çox bioloji toksin çox asanlıqla əldə edilə bilər. Bitki toksinlərinə həsr olunmuş sadə bakterial becərmə sistemləri və ekstraksiya avadanlığı ucuzdur və asanlıqla əldə edilə bilər və hətta evdə tikilə bilər.Bir çox toksinlər sinir impulslarının ötürülməsinə müdaxilə edərək məməlilərin sinir sistemlərinə təsir göstərir ki, bu da onlara bioterror hücumlarında yüksək potensial verir. Digərləri hüceyrə ölümünə səbəb olan əsas hüceyrə mübadiləsinin tıxanmasından məsuldur. Üstəlik, əksər toksinlər çox tez hərəkət edir və aşağı dozalarda öldürücüdür (LD50 < 25 mq/kq), çox vaxt kimyəvi döyüş agentlərindən aşağıdır. Bu səbəblərə görə biz bu icmalı hazırlamağa qərar verdik, onun əsas məqsədi bioterrorizm amilləri kimi bioloji toksinlərin yüksək potensialını təqdim etmək və ən güclü bioloji toksinlərin ümumi xüsusiyyətlərini, təsir mexanizmlərini və müalicəsini təsvir etməkdir. Bu yazıda biz altı ən təhlükəli toksinə diqqət yetirdik: botulinum toksini, stafilokokal enterotoksinlər, Clostridium perfringens toksinlər, risin, abrin və T-2 toksini. Ümid edirik ki, bu məqalə bioloji toksinlərin mövcudluğu və potensialı problemini anlamağa kömək edəcəkdir.

Açar sözlər: bio-agentlər bioloji toksinlər bioloji müharibə agentləri bioterrorizm.

Maraqların toqquşması bəyanatı

Müəlliflər maraqların toqquşması olmadığını bəyan edirlər.

Rəqəmlər

Botulinum neyrotoksin növünün quruluşu...

Botulinum neyrotoksin növü A quruluşu. Zülalın kristal quruluşu (PDB: 3BTA)…

Stafilokok enterotoksin B-nin quruluşu

Stafilokok enterotoksininin strukturu B. Zülalın kristal quruluşu (PDB: 3SEB) [53]…

C. Perfringens enterotoksininin strukturu.…

C. Perfringens enterotoksininin strukturu. Zülalın kristal quruluşu (PDB: 3AM2) [68]…

Ricin quruluşu. Kristal…

Ricin quruluşu. Zülalın kristal quruluşu (PDB: 2AAI) [75] alındı...

Abrin quruluşu. Kristal…

Abrin quruluşu. Zülalın kristal quruluşu (PDB: 1ABR) [91] götürüldü...


Biosilahların növləri

Xəstəliklərə Nəzarət və Qarşısının Alınması Mərkəzi (CDC) 35 agenti potensial bio-silah kimi sadalayır, lakin onların hamısı təxmin edilən təhlükə səviyyəsinə görə 3 müxtəlif qrupa bölünür.

  • A kateqoriyası:Yayılma və ölüm nisbətləri üçün ən yüksək potensiala sahib olun. Kütləvi ictimai qorxu və vətəndaş pozğunluğuna səbəb olmaqla yanaşı, milli təhlükəsizlik üçün ən böyük risk yaradır. Ən çox ictimai sağlamlıq hazırlığını tələb edin.
  • B kateqoriyası:Daha az xəstəlik hadisələri və daha aşağı ölüm nisbətləri olsa da, yayılma yolu ilə potensial risk yaradır. Əhəmiyyətli ictimai sağlamlıq hazırlığı.
  • C kateqoriyası:A və B kateqoriyası kimi əhəmiyyətli təhlükə hesab edilmir, baxmayaraq ki, bu agentlərin daha yaxşı elmi anlayışla gələcək silahlar kimi hazırlanması potensialı mövcuddur. Hələ potensial olaraq xəstələnmə hadisələrinə səbəb ola bilər. Ümumi bioterrorizmin qiymətləndirilməsi vasitəsilə qeyri-spesifik hazırlıq.

A Kateqoriyasına aid Bioloji Silahlar üçün Klinik Xüsusiyyətlər və İdarəetmə Təlimatlarının xülasəsi

Agent İnkubasiya müddəti Triaj/Provayder Təlimatları Müalicə Tövsiyələri
Qarayara 2-4 gün Standart universal ehtiyat tədbirləri Siprofloksasin və ya doksisiklin †
Çiçək xəstəliyi 10-12 gün Havadan/əlaqə ilə bağlı ehtiyat tədbirləri Vaccinia immun globulin, sedofivir
Taun 2-4 gün Havada (damcı) ehtiyat tədbirləri Streptomisin və ya gentamisin
Tulyaremiya 3-5 gün Standart universal ehtiyat tədbirləri Streptomisin, gentamisin, siprofloksasin
Hemorragik qızdırma virusları 2-21 gün Havadan/əlaqə ilə bağlı ehtiyat tədbirləri Ribavirini nəzərdən keçirin
Botulinum 12-36 saat Standart universal ehtiyat tədbirləri Botulinum antitoksin
Ricin * 4-8 saat ‡ Standart universal ehtiyat tədbirləri Yalnız dəstək
– Mənbə: Shannon, Michael "Bioterrorizmin yoluxucu agentlərinin idarə edilməsi" Mart 2004 ∗Risin A kateqoriyalı biosilah deyil. Bununla belə, əhəmiyyətli dərəcədə toksikliyi olan yüksək profilli bir agentə malikdir. †Bir və ya iki əlavə antimikrob əlavə edilməlidir. Müalicə variantları üçün mətnə ​​baxın. ‡İnhalyasiya yolu ilə məruz qalmadan sonra inkubasiya dövrü

A kateqoriyalı agentlərdə bədəndə simptomatik reaksiyalar:

Qarayara

Qarayara bakteriyası.

Antrax bakteriyasının animasiyası. Fooyoh. N.p., n.d. Veb. 6 dekabr 2015-ci il.

Qarayara adlı bakteriya növüdür Bacillus anthracis. Bu bakteriya ilə tənəffüs, həzm və ya dəri təması məruz qalanlarda infeksiyaya səbəb ola bilər. 2001-ci ilin sentyabr-oktyabr aylarında qarışqa hücumları zamanı ölüm nisbəti 50% olsa da, qarayaradan ölüm nisbətinin 95% olduğu təxmin edilir. Təsirə məruz qaldıqdan sonra 2-4 gün ərzində qurbanlar qripə bənzər simptomlarla (qrip, titrəmə, tərləmə, halsızlıq, qeyri-məhsuldar öskürək və döş qəfəsində narahatlıq) düşəcəklər. Müalicə edilməzsə, hemorragik mediastinit, plevral efüzyon, meningit və sepsisə və nəticədə ölümlə nəticələnə bilər. Antrax yoluxucu deyil və dərhal müalicə olunarsa, məruz qalanlar tam sağala bilər. Sibir yarası qorxusunun daha çox hökumət binalarında baş verməsi ehtimalı var, buna görə də əyalətin paytaxt şəhərləri və Vaşinqton D.C, epidemiyanın ən çox görüləcəyi yerlərdir. Qarayara olduqca asanlıqla idarə oluna bilər və insandan insana təmas yolu ilə yayılmır, buna görə də müəyyən bir güc sahibinə mesaj göndərməyə çalışan insanlar tərəfindən istifadə olunur.

Çiçək xəstəliyi

/>Çiçək xəstəliyinə yoluxmuş uşaq.

Çiçək xəstəliyinin simptomları adətən 10-12 gün ərzində aşağı dərəcəli qızdırma və halsızlıq kimi baş verir. Bu ilk əlamətlər daha sonra yüksək dərəcəli qızdırma, səcdə və lezyonların inkişafı ilə müşayiət olunur. Çiçək xəstəliyinin ölüm nisbəti 30% təşkil edir, baxmayaraq ki, 4 günlük məruz qalmadan sonra müalicə sağ qalma şansını artırmaqda təsirli olmuşdur. Çiçək xəstəliyinin kökünün kəsilməsinə və rəsmi peyvəndin 1972-ci ildə Birləşmiş Ştatlarda dayandırılmasına baxmayaraq, potensial bio-silah riski onun aradan qaldırılmasından sonra doğulanlar (əsasən uşaqlar və gənclər) arasında immunitetin olmamasıdır. Hazırda ABŞ və Rusiya tədqiqat laboratoriyalarında xəstəliyə malik olan yeganə ölkələrdir. Çiçək yoluxucudur və çiçək xəstələrini idarə edənlər üçün xüsusi hava-damcı və əlaqə protokolları tələb edir. Çiçək xəstəliyini ehtiva edən biosilahın baş verməsi ehtimalı azdır, çünki xəstəlik çox yoluxucudur, xəstəliyin nəhayət ilk növbədə silahı yaradan insanlara qayıtma şansı yüksəkdir. Əgər bu baş versəydi, Nyu York və Los Anceles kimi Alfa şəhərləri ərazidə yaşayan insanların çoxluğuna görə risk altında olardı.

Taun

Septisemik taunla yoluxmuş birinin əli.

Yəqin ki, A kateqoriyalı agentlərin ən məşhuru olan vəba Avropa əhalisini 14-15-ci əsrlərdə, xüsusilə də 1346-cı il epidemiyası zamanı təqribən 20-30 milyon insanın ölümünə səbəb olmuşdur. 2000-ci illərdə Yaponiya Çinə xəstəliyin ciddi yayılmasına səbəb olan vəba daşıyan birələrdən ibarət “birə bombası” atdı. Bununla belə, müasir bioloji hücum vəziyyətində, pnevmonik vəba çox güman ki, aerozollaşmış damcılar vasitəsilə yayıla bilər. Semptomlar məruz qaldıqdan 2-4 gün sonra qızdırma, qanlı və ya sulu selik, həmçinin qripə bənzər əlamətlər kimi görünür. Qurbanlar pnevmoniya nəticəsində tənəffüs çatışmazlığından ölə bilər. Pnevmonik vəba ən ciddidir və müalicə edilmədikdə 90-100% ölümlə nəticələnir. Pnevmonik taun biosilahının aerozollaşma qabiliyyətinə görə böyük bir əhaliyə təsir göstərməsi ehtimalı yüksəkdir. Böyük, inkişaf etmiş şəhərlər ən çox risk altında olacaq.

Tulyaremiya

Əllərdə tulyaremiya yaraları.

Zoonotik bakteriya olan tulyaremiya 10-a qədər orqanizmlə xəstələnə bilən patogendir. Bu, “A” bir kateqoriya patogendir və bu xəstəlik aerozollaşmış bakteriyaların inhalyasiyası, çirklənmiş bakteriyalar vasitəsilə və gənə və ya birə kimi artropod vektorunun dişləmələri daxil olmaqla bir çox yollardan yayıla bilər. Bu bakteriyanın bioloji silahda istifadə olunma potensialı 1930-cu illərdə Sovet İttifaqı və Şərqi Avropanı epidemiya bürüyəndə görüldü.

Xəstəliklərə Nəzarət Mərkəzləri (CDC) bir hücumun cəmiyyətə təxminən 5,4 milyard dollara başa gələcəyini təxmin etdiyi üçün bu bakteriya ilə bioloji hücumun böyük nəticələri olacaq. Düzgün müalicə ilə ölüm nisbəti 2% -dən azdır, lakin bioloji silah hücumu kontekstində çoxları müalicə görməyəcək və ölüm nisbəti 60% -ə çatmayanlar. Bir çox dispersiya üsulları olduğundan, müxtəlif simptomları olan tulyaremiyanın müxtəlif növləri var. Hamısı yüksək hərarətlə müşayiət olunur. Terror aktı zamanı tulyaremiyaya yoluxmuş şəxslərə xəstəliklə mübarizə aparmaq üçün oral Doksisiklin və Siprofloksasin qəbul etmək tövsiyə olunur. Çünki tulyaremiya müxtəlif yollarla yayıla bilər, müxtəlif yerlər risk altındadır. Gənə olan hər hansı bir yer bakteriyaların əhaliyə daxil olması səbəbindən risk altında ola bilər, eyni zamanda aerozollaşma qabiliyyətinə görə ictimai nəqliyyat qovşaqları da risk altında ola bilər.

Ebola

Ebolavirus.

Bir filovirus olan Ebola, 2014-cü ildə Birləşmiş Ştatlarda yaranan Ebola epidemiyasının yaratdığı çaxnaşma ilə sübut olunduğu kimi, səbəb ola biləcəyi sosial pozğunluğa görə “A” kateqoriyasına aiddir. Afrikada yayılmış bir xəstəlik olan Ebola 50-90% arasında ölüm nisbətini daşıyır. Qan və bədən mayeləri, həmçinin yorğan kimi virusu ehtiva edə bilən fomitlər vasitəsilə yayılır. Ebolanın qripə bənzər simptomlar da daxil olmaqla bir neçə əlaməti var, eyni zamanda daxili qanaxmaya səbəb olur. Qeyri-hərbiləşdirilmiş formada Ebola zoonoz xəstəlikdir. Ebolanın məlum müalicəsi yoxdur. Ebola bədən mayeləri ilə yayıldığı üçün xəstəxanalar düzgün yuyulmayan çarşaf və çarpayılar vasitəsilə xəstəliyin ötürülməsi riski altında olacaqlar.

Botulizm

Botulizm simptomları.

Son dərəcə nadir bir xəstəlik olan botulizm, insanı iflic vəziyyətinə salan, sinir toksini istehsal edən bir bakteriya səbəb olur. Təbii olaraq meydana gələn Clostridium botulinum çirklənmiş qidaların qəbulu və aerozollaşmış sporların qəbulu da daxil olmaqla bir neçə yolla ötürülür. Bu xəstəliyin nəticəsi kimi əlamətlər arasında gözlərin sallanması, əzələ zəifliyi, nitqin zəifləməsi, əzələ iflicinə və hətta ekstremitələrin iflicinə səbəb olan ikiqat görmə daxildir. Botulizm xəstəni respiratora taxaraq və toksinə qarşı dərman verməklə müalicə edilə bilər. Xəstənin sağalması aylar çəkə bilər. Fərqli ərazilər dispersiya üsulundan asılı olaraq botulizmə həssas ola bilər. Yeməklər çirklənmiş olsaydı, restoranı yeyənlər risk altında olardı. Lakin o, həm də aerozollaşdırıldığı üçün, ictimai nəqliyyatda olduğu kimi böyük miqdarda təsadüfi insandan insana təması olan istənilən yer risk altında olacaq.

Ricin

Ricin lobya.

Ricin, gənəgərçək lobyasında istehsal olunan bir zəhərdir. Bu lobya gənəgərçək yağı istehsal etmək üçün bütün dünyada yetişdirilir, lakin zəhər yağın yaradılmasının əlavə məhsuludur. Bu maddə biosilah kimi istifadə edilə bilər, çünki bir insanı öldürmək üçün yalnız bir neçə ricin dənəsi lazımdır. Risin qida, su və hətta havadan keçə bilər, buna görə də bu zəhərin yayılmasının bir sıra yolları var. Zəhər lazımi zülalların bir insanın bədəninə hüceyrələrə daxil olmasının qarşısını almaqdan və onların ölməsinə səbəb olmaqdan öz öldürücülüyünü qazanır. Risin simptomları məruz qaldıqdan 4 saat sonra görünə bilər və simptomlar zəhərin tənəffüs və ya udma üsulundan asılıdır. Ricin üçün heç bir müalicə yoxdur, lakin bədən zəhəri mümkün qədər tez təmizləyə bilsə, sağalma artır, o cümlədən zəhər dəridə olarsa bədənin yuyulması və qəbul edildiyi təqdirdə məcburi qusma. Ricin son dərəcə təhlükəlidir və bir çox yollarla ötürülmə qabiliyyətinə görə, böyük bir demoqrafik risk altında ola bilər. Su təchizatı yoluxsaydı, məsələn, suyu içən hər kəs risk altında olacaq. Bu, bir kənd şəhərindədirsə, bir neçə min nəfərdən, böyük, böyük şəhərdə olarsa, milyonlarla insana qədər dəyişə bilər.


Bioterrorizm: Biz narahat olmalıyıq?

"Bioloji silahlar." Təkcə bu ifadə onurğaya üşütmə göndərə bilərdi. Bəs onlar nədir? Onlar necə işləyirlər? Və həqiqətən risk altındayıq? Bu diqqət mərkəzində onların tarixini və potensial gələcəyini araşdırırıq.

Pinterest-də paylaş Bioloji müharibə min illərdir istifadə olunur.

Bəzən “mikrob müharibəsi” kimi tanınan bioloji silahlar toksinlərin və ya bioloji mənşəli infeksion agentlərin istifadəsini nəzərdə tutur. Bu, bakteriya, virus və ya göbələk ola bilər.

Bu agentlər müharibə səylərinin bir hissəsi olaraq insanları, heyvanları və ya bitkiləri təsirsiz hala gətirmək və ya öldürmək üçün istifadə olunur.

Əslində, bioloji müharibə insan həyatını pozmaq və ya sona çatdırmaq üçün qeyri-insan həyatından istifadə edir. Canlı orqanizmlər gözlənilməz və inanılmaz dərəcədə dayanıqlı ola bildiyindən, bioloji silahlara nəzarət etmək çətindir, qlobal miqyasda potensial dağıdıcıdır və çoxsaylı müqavilələrə əsasən qlobal miqyasda qadağandır.

Əlbəttə ki, müqavilələr və beynəlxalq qanunlar bir şeydir - bəşəriyyətin bir-birini öldürmək üçün innovativ yollar tapmaq bacarığı başqa şeydir.

Bioloji müharibənin tarixi uzun bir tarixdir, bu da onun yerləşdirilməsinin sadə bir iş ola biləcəyini ifadə edir, buna görə də elektrik komponentlərinə, nüvə birləşməsinə və ya raket dərəcəli titana ehtiyac yoxdur.

İlkin nümunə bizi 2 minillikdən çox keçmişə aparır: Assuriyalılar düşmən quyularını LSD ilə əlaqəli kimyəvi maddələr olan çovdar ergot göbələyi ilə yoluxdurmuşlar. Çirklənmiş suyun istehlakı çaşqın bir ruhi vəziyyətə, halüsinasiyalara və bəzi hallarda ölümə səbəb oldu.

1300-cü illərdə Tərtər (monqol) döyüşçüləri Krımın Kaffa şəhərini mühasirəyə aldılar. Mühasirə zamanı çoxlu tərtər vəba xəstəliyindən həlak oldu və onların cansız, yoluxmuş cəsədləri şəhər divarlarının üstünə atıldı.

Bəzi tədqiqatçılar hesab edirlər ki, bu taktika Qara Ölüm vəbasının Avropaya yayılmasına səbəb ola bilər. Əgər belədirsə, bioloji müharibənin bu erkən istifadəsi təxminən 25 milyon avropalının ölümünə səbəb oldu.

Bu, bioloji müharibənin potensial miqyasının, gözlənilməzliyinin və dəhşətli sadəliyinin bariz nümunəsidir.

1763-cü ilə qədər irəliləyən Britaniya Ordusu, Fort Pitt mühasirəsində yerli amerikalılara qarşı çiçək xəstəliyindən silah kimi istifadə etməyə cəhd etdi. Xəstəliyi yerli əhaliyə yaymaq cəhdi ilə britaniyalılar çiçək xəstəxanasının ədyallarını hədiyyə olaraq təqdim ediblər.

İndi bunun çiçək xəstəliyini ötürmək üçün nisbətən təsirsiz bir yol olacağını bilsək də, niyyət orada idi.

İkinci Dünya Müharibəsi zamanı iştirak edən bir çox tərəf bioloji müharibəyə böyük maraqla baxırdı. Müttəfiqlər qarayara sporları, brusellyoz və botulizm toksinlərini kütləvi istehsal edə bilən obyektlər tikdilər. Şükürlər olsun ki, müharibə onlardan istifadə olunmamış bitdi.

İkinci Dünya Müharibəsi zamanı bioloji silahlardan ən çox istifadə edən yaponlar idi, digər dəhşətli dərəcədə ayrı-seçkiliksiz hücumlar arasında Yaponiya Ordusu Hərbi Hava Qüvvələri Çinin Ninqbo şəhərinə bubon taunu daşıyan birələrlə dolu keramika bombaları atdı.

Aşağıdakı sitat bioloji müharibənin tarixinə dair bir məqalədən gəlir.

“ [T]Yapon ordusu vəba və tif xəstəliyinin yayılmasını öyrənmək üçün Çin kəndlərində 1000-dən çox su quyusunu zəhərlədi. [...] Onların törətdiyi epidemiyaların bəziləri illər boyu davam etdi və yaponlar təslim olduqdan çox sonra, 1947-ci ildə 30.000-dən çox insanı öldürməyə davam etdi."

Dr. Friedrich Frischknecht, inteqrativ parazitologiya professoru, Heidelberg Universiteti, Almaniya

Xəstəliklərə Nəzarət və Qarşısının Alınması Mərkəzləri (CDC) bioterrorizmi “insanları, mal-qaranı və ya bitkiləri xəstələndirə və ya öldürə bilən virusların, bakteriyaların və ya digər mikrobların qəsdən yayılması” kimi müəyyən edir.

Buna bir sıra yollarla nail olmaq olar, məsələn: qida və ya su vasitəsilə partlayıcı qurğularda aerozol spreyləri vasitəsilə və ya dəriyə hopdurulur və ya vurulur.

Bəzi patogenlər digərlərinə nisbətən daha az davamlı olduğundan, istifadə olunan patogenin növü onun necə yerləşdirilə biləcəyini müəyyən edəcəkdir.

Bu cür silahlardan istifadə terrorçuları cəlb edir, əlbəttə ki, onların böyük zərər vurma potensialı var, lakin raketlər və ya digər yüksək texnoloji avadanlıqlarla müqayisədə onların istehsalı kifayət qədər ucuzdur.

Həmçinin, onlar “partlatıla” bilər və onların yayılması və qüvvəyə minməsi üçün lazım olan uzun müddətə görə, cinayətkarın aşkar edilmədən qaçması üçün kifayət qədər vaxt var.

Döyüş meydanında bioloji silahlara nəzarət etmək və ya proqnozlaşdırmaq çətin ola bilər, çünki hər iki tərəfdəki qoşunların təsir altına düşmə riski var. Bununla belə, əgər terrorçu tək operant kimi uzaq hədəfə hücum etməkdə maraqlıdırsa, bioterrorizm insan üçün daha az risk daşıyır.

Qarayara

Mütəxəssislər hesab edirlər ki, bu gün bioterror hücumunda istifadə olunma ehtimalı ən yüksək olan orqanizm olacaq Bacillus anthracis, qarayara səbəb olan bakteriyalar.

Təbiətdə geniş yayılmışdır, laboratoriyada asanlıqla istehsal olunur və ətraf mühitdə uzun müddət yaşayır. Həmçinin, çox yönlüdür və toz, sprey, su və ya qida şəklində buraxıla bilər.

Qarayaradan əvvəllər də istifadə olunub. 2001-ci ildə ABŞ-ın poçt sistemi vasitəsilə qarayara sporları göndərildi. Ümumilikdə, 22 nəfər qarayara yoluxdu, onlardan beşi öldü. Və günahkar heç vaxt tutulmadı.

Çiçək xəstəliyi

Bioterrorizmin digər potensial agenti qarayaradan fərqli olaraq insandan insana keçə bilən çiçək xəstəliyidir. Çiçək xəstəliyi artıq təbiət aləmində narahatlıq doğuran bir xəstəlik deyil - çünki razılaşdırılmış peyvənd səyləri onu aradan qaldırdı - və sonuncu təbii şəkildə yayılan hadisə 1977-ci ildə baş verdi.

Bununla belə, kimsə çiçək virusuna yoluxa bilsəydi (o, hələ də iki laboratoriyada saxlanılır - biri ABŞ-da və biri Rusiyada), bu, insanlar arasında tez və asanlıqla yayılan təsirli bir silah ola bilər.

Taun

Tərtərlərin vəbadan istifadə etmələrini artıq qeyd etdik. Yersinia pestis, yüz illər əvvəl, lakin bəziləri onun müasir dünyada da istifadə oluna biləcəyinə inanır. Y. pestis yoluxmuş gəmiricilərlə qidalanan birə dişləməsi ilə insanlara keçir.

Bir insan yoluxduqda, yaranan xəstəlik ya insanlar arasında yoluxması çətin olan və antibiotiklərlə müalicəsi asan olan bubon taununa çevrilə bilər, ya da infeksiya ağciyərlərə yayılarsa, sürətlə inkişaf edən pnevmonik vəbaya çevrilə bilər. antibiotiklərə yaxşı reaksiya vermir.

Vəba və onun bioloji terrorizmdə istifadə potensialı haqqında yazılmış məqalədə deyilir:

“Dünyada vəba xəstəliyinin mövcudluğunu və mövcudluğunu, kütləvi istehsal və aerozolların yayılması imkanlarını, pnevmonik vəbanın yüksək ölüm nisbətini və sürətli ikincili yayılma potensialını nəzərə alaraq, taunun bioloji silah kimi potensial istifadəsi böyük narahatlıq doğurur. .”

Dr. Stefan Riedel, Patologiya şöbəsi, Baylor Universiteti Tibb Mərkəzi, Dallas, TX

Vəba

Potensial ağır və bəzən ölümcül mədə-bağırsaq xəstəliyi kimi vəba bioterrorizmdə istifadə olunma potensialına malikdir. İnsandan insana asanlıqla yayılmır, buna görə də təsirli olması üçün onu əsas su mənbəyinə sərbəst şəkildə əlavə etmək lazımdır.

Keçmişdə xoleraya səbəb olan bakteriyalar, vibrio vəba, ABŞ, Yaponiya, Cənubi Afrika və İraq və başqaları tərəfindən silahlandırılıb.

Tulyaremiya

Bəziləri tulyaremiyanı, səbəb olduğu bir infeksiya hesab edirlər Francisella tularensis bakteriya, potensial biosilah kimi.Qızdırma, xoralar, limfa vəzilərinin şişməsi və bəzən pnevmoniyaya səbəb olur.

Bakteriya dəridəki qırıqlardan daxil olaraq və ya ağciyərlərə nəfəs alaraq infeksiyaya səbəb ola bilər. O, xüsusilə yoluxucudur və ciddi tulyaremiya hücumunu başlatmaq üçün bədənə yalnız çox az sayda (10-a qədər) orqanizm daxil olmalıdır.

İkinci Dünya Müharibəsi zamanı yaponlar tərəfindən öyrənilmiş və 1960-cı illərdə ABŞ tərəfindən yığılmışdır. F. tularensis dözümlüdür, suda, otda, çürüyən cəsədlərdə və nəm torpaqda həftələrlə aşağı temperaturlara dözə bilir.

Johns Hopkins İctimai Sağlamlığa Hazırlıq Mərkəzinə görə, “Aerozolun yayılması F. tularensis məskunlaşan ərazidə 3-5 gün sonra başlayan kəskin, qeyri-spesifik, qızdırmalı xəstəliklərin çoxlu sayda qəfil başlanğıcı ilə nəticələnəcəyi gözlənilir […], halların əhəmiyyətli bir hissəsində plevropnevmonit inkişaf edir.

"Antibiotik müalicəsi olmadan klinik gedişat tənəffüs çatışmazlığı, şok və ölümlə nəticələnə bilər."

Bu patogenlər, əlbəttə ki, qısaldılmış seçimdir. Bioloji silah kimi potensiala malik sayılan digərlərinə brusellyoz, Q qızdırması, meymun çiçəyi, arboviral ensefalitlər, viral hemorragik qızdırmalar və stafilokok enterotoksin B daxildir.


Canlı orqanizmlərin populyasiyası | Ekologiya

Aşağıdakı məqamlar canlı orqanizmlərin populyasiyasına təsir edən yeddi əsas amili vurğulayır. Faktorlar bunlardır: 1. Doğuş 2. Ölüm 3. Dağılma 4. Yaş bölgüsü 5. Biotik Potensial və Ətraf Mühit Müqaviməti 6. Biotik və Abiotik Faktorlar 7. Sıxlıqdan asılı və sıxlıqdan asılı olmayaraq.

Faktor №1. Doğuş:

Müəyyən ekoloji şəraitdə populyasiyada fərdlərin sayının artmasına doğuş deyilir. Məsələn, doğum, yumurtadan çıxma, cücərmə və vegetativ çoxalma fərdlərin sayının artmasına səbəb olan əsas səbəblərdir.

Fərdlərin artımı vaxt vahidi ilə ifadə edildikdə, buna doğuş nisbəti deyilir.

Doğuş aşağıdakı kimi hesablanır:

Doğum dərəcəsi və ya doğuş (B) = vaxt vahidinə düşən doğumların sayı/orta əhali

İdeal ətraf mühit şəraitində bir fərddə doğulanların maksimum sayı potensial doğuş adlanır.

Doğuş orqanizmdən orqanizmə dəyişir. Bu, əhalinin sıxlığından və ətraf mühit amillərindən asılıdır. Əhalinin sıxlığı azdırsa, doğum nisbətinin də aşağı olması ümumi qaydadır, çünki erkək və dişi arasında cütləşmə şansı azdır.

Digər tərəfdən, əgər əhalinin sıxlığı qeyri-adi dərəcədə yüksəkdirsə, doğum nisbəti də zəif qidalanma, ya da sıxlıqla bağlı fizioloji və ya digər problemlər səbəbindən aşağı ola bilər.

Maksimum və ya mütləq doğuş növü ideal ekoloji və genetik şəraitdə mövcud olduqda müşahidə olunur. Mövcud ekoloji şəraitdə baş verən doğumların faktiki sayı mütləq doğuşla müqayisədə xeyli azdır. Buna ekoloji doğuş və ya reallaşdırılmış doğuş deyilir. Əhali üçün sabit deyil və həm əhalinin sayına, həm də zamana görə dəyişə bilər.

Amil № 2. Ölüm:

Müəyyən ekoloji şəraitdə populyasiyada ölüm nəticəsində fərdlərin itirilməsinə ölüm deyilir.

Ölüm, vaxt vahidi başına ölüm sayına aiddir.

Ölüm nisbəti = D/t burada D t zamanında ölənlərin sayıdır.

Ölüm aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:

(i) Minimum və ya spesifik və ya potensial ölüm:

İdeal və ya qeyri-məhdud şəraitdə fərdlərin minimum və ya nəzəri itkisini təmsil edir. Beləliklə, ən yaxşı şəraitdə belə, bir populyasiyanın fərdləri fizioloji uzunömürlülükləri ilə müəyyən edilən qocalıqdan öləcəklər. Beləliklə, bir əhali üçün sabitdir.

(ii) Ekoloji və ya reallaşdırılmış ölüm:

Mövcud ekoloji şəraitdə əhalinin fərdlərinin ölümünə aiddir. Ətraf mühit şəraitinə görə dəyişdiyi üçün heç vaxt sabit deyil. Maksimum ölüm yumurtada, sürfədə, fidanda və qocalıqda baş verir.

Ölümə sıxlıq, rəqabət, xəstəlik, yırtıcılıq və ətraf mühit kimi bir sıra amillər təsir edir. Ölüm nisbətləri növlər arasında dəyişir və doğum nisbətləri ilə əlaqələndirilir. Doğuş nisbəti ölüm nisbətinə bərabər olduqda, əhali stasionar olur.

Doğum-ölüm nisbəti (Doğum/Ölüm × 100) vita indeksi adlanır.

Əhali üçün fərdlərin sağ qalması ölümdən daha vacibdir. Yaşayış mühitinin daşıma qabiliyyətinə nisbətdə doğulanların sayı ölüm nisbətinə təsir edən əsas amildir. Yaşayış mühitinin saxlaya biləcəyindən daha çox bala doğulduqda, artıqlıq ya ölməli, ya da ərazini tərk etməlidir.

Sağ qalanların sayı ölən fərdlərin sayından daha vacib olduğundan, ölüm sağ qalma və ya gözlənilən ömür uzunluğu kimi daha yaxşı ifadə edilir. Gözlənilən ömür uzunluğu əhali üzvlərinin yaşamaq üçün qaldıqları orta illərin sayını ifadə edir.

Amil № 3. Dağılma:

Orqanizmlərin əksəriyyəti həyat dövrləri ərzində bu və ya digər vaxtda dağılır. Fərdlər əhaliyə (immiqrasiya) köçür və əhalidən çıxır (emiqrasiya) və bu cür hərəkətlər əhalinin sayına təsir göstərir.

Fərdlərin populyasiyaya daxil və xaricə yerdəyişməsinə əhalinin səpələnməsi deyilir. O, orqanizmlərin hətta əvvəllər əhalinin yaşadığı ərazilərə qədər coğrafi yayılmasında mühüm rol oynayır.

Orqanizmlərin səpələnməsi müxtəlif səbəblərə görə baş verir: qida, qorunma, həddindən artıq sıxlığın qarşısının alınması, külək və suyun təsiri, işıq, temperatur, çoxalma davranışı, fizioloji səbəblər və ya populyasiyalar arasında genetik materialların mübadiləsi kimi ətraf mühit amilləri.

Təbiətdə əhalinin dağılması aşağıdakı kimi baş verir:

Bu, fərdlərin populyasiyadan bir istiqamətdə hərəkətidir. Bu hərəkət daimidir və bir növün yeni ərazilərə yayılmasına səbəb olur. Təbii şəraitdə emiqrasiya əhalinin həddindən artıq sıxlığı olduqda baş verir və ümumiyyətlə müəyyən bir ərazidə əhalini tənzimləyən və yaşayış mühitinin həddindən artıq istismarının qarşısını alan uyğunlaşma davranışı kimi qəbul edilir.

Bu tip səpələnmə bir populyasiyanın fərdlərinə digər populyasiyanın fərdləri ilə cinsləşmək üçün yeni imkanlar təqdim edir, bu da daha çox genetik heterozigotluğa və uyğunlaşma qabiliyyətinə səbəb olur.

Bu, fərdlərin populyasiyaya bir şəkildə hərəkətidir. Bu, əhalinin sıxlığının artmasına səbəb olur. Bu, immiqrantlar arasında ölümün azalmasına və ya fərdlərin reproduktiv qabiliyyətinin azalmasına səbəb ola bilər.

Miqrasiya bütün əhalinin iki tərəfli kütləvi hərəkətidir. Bu, bir populyasiyanın fərdlərinin dövri olaraq getməsini və geri qayıtmasını nəzərdə tutur və əlverişsiz dövrlərdə yalnız mobil orqanizmlərdə baş verir. Bir çox quş, balıq və bəzi heyvanlar tərəfindən göstərilir. Əksər hallarda əhalinin miqrasiyası qida, sığınacaq və ya çoxalma məqsədi ilə baş verir.

Amil № 4. Yaş bölgüsü:

Yaş bölgüsü əhalinin doğuş və ölümə təsir edən mühüm xüsusiyyətidir. Ölüm adətən yaşa görə dəyişir, çünki ölüm ehtimalı həyatın erkən və sonrakı dövrlərində daha çox olur. Eynilə, doğuş müəyyən yaş qrupları üçün, məsələn, daha yüksək heyvanlarda orta yaş qrupları ilə məhdudlaşır.

Populyasiyanın fərdlərini üç ekoloji mərhələyə bölmək olar. Onlar:

Reproduktiv qrupun fərdləri cavan, reproduktiv qrupun fərdləri yetkin, postreproduktiv qrupun fərdləri yaşlıdır.

Yaş bölgüsü sabit və ya dəyişən ola bilər. Bu, əhalinin artım tempi ilə birbaşa bağlıdır. Üç yaş qrupunun nisbətindən asılı olaraq, populyasiyaların artan, yetkin və ya sabit və azalan olduğunu söyləmək olar.

Sürətlə artan populyasiyada gənc fərdlərin böyük bir hissəsi, sabit populyasiya reproduktiv yaş qrupunda fərdlərin bərabər paylanmasını, azalan və ya azalan populyasiyada isə yaşlı fərdlərin böyük bir hissəsi var.

Yaş piramidası hər hansı bir zamanda müxtəlif yaş qruplarında fərdlərin sayı və ya nisbətlərinin həndəsi şəkildə təqdim edildiyi modeldir. Yaş piramidasında reproduktiv yaş qrupunun ortasında reproduktiv yaş qrupunun bazasında və reproduktiv yaş qrupunun yuxarı hissəsində reproduktiv fərdlərin sayı əsasda göstərilir. Yaş piramidası əhalinin genişləndiyini, sabit və ya azaldığını göstərir.

Hipotetik yaş piramidaları aşağıdakılardır:

(i) Geniş Bazalı Piramida:

Bu piramida gənc fərdlərin yüksək faizini və yüksək doğum nisbətinə görə əhalinin eksponensial artımını göstərir, məsələn, maya, ev milçəyi və s.

(ii) Zəngvari Piramida:

Bu tip yaş piramidası az və ya çox bərabər sayda gənc və orta yaşlı fərdlərə və ən kiçik reproduktiv fərdlərə malik sabit populyasiyanı göstərir.

(iii) Dar əsaslı piramida:

Bu, populyasiyada gənclərlə müqayisədə orta yaşlı və yaşlı orqanizmlərin sayının artdığını göstərən urna formalı piramidadır. Bu, əhalinin azaldığını göstərir.

Amil № 5. Biotik Potensial və Ətraf Mühit Müqaviməti:

Hər növ orqanizm o növün yaşaması üçün lazım olandan daha çox nəsil verir. İdeal şəraitdə populyasiyanın maksimum çoxalma sürətinə biotik potensial deyilir. Bu amil bütün balaların çoxalmaq üçün kifayət qədər uzun yaşayacağını nəzərdə tutur.

Öz biotik potensialına çatmaq üçün populyasiya yaşaması üçün lazım olan bütün qida və ya xammal, suya və məkana malik olmalıdır. Həm də ideal bir iqlimə və rəqiblərin və xəstəliklərin olmamasına ehtiyac duyur. Məsələn, bəzi bakteriyalar təxminən hər 20 dəqiqədən bir bölünür.

24 saat ərzində istehsal edilən fərdlərin sayı yerin bütün səthini 20 sm-dən çox dərinliyə qədər örtməyə kifayət edəcəkdir. Lakin populyasiyalar öz biotik potensialına çatmır. Əhalinin artım tempinə bir çox amillər təsir edir. Ətraf mühitin müqaviməti əhalinin artım tempini azaldan amillərin toplanması deməkdir.

Amil № 6. Biotik və Abiotik amillər:

Əhali artımına təsir edən biotik amillər canlı orqanizmlər və ya onların xüsusiyyətləridir. Məsələn, populyasiyaya təsir edən biotik amillər yırtıcıların və ya ovçuların olması, qida təminatı, populyasiyanın özünün sıxlığı, növün və xəstəliyin biotik potensialıdır.

Abiotik amillər ətraf mühitin temperatur, su, rütubət, işıq, torpaq, yamac, hava və külək kimi cansız fiziki elementləridir.

Amil № 7. Sıxlıqdan asılı və sıxlıqdan asılı olmayan:

Sıxlıqdan asılı faktorlar əhalinin sıx olduğu halda əhaliyə fərqli təsir göstərir. Yırtıcıların, xəstəliklərin və rəqabətin təsiri əhalinin konsentrasiyasına görə dəyişir. Məsələn, bir xəstəlik sıx bir əhali arasında daha sürətlə yayılır. Biotik faktorlar seyrəkdən çox bütün əhaliyə təsir göstərir.

Qida mənbəyinin itirilməsi, sıxlığından asılı olmayaraq, izdihamlı əhaliyə təsir edir və sıxlıqdan müstəqil adlanır. Məsələn, meşə yanğını izdihamlı və ya sıx olmayan ərazilərdəki bütün orqanizmlərin qida təminatına və sığınacağına təsir göstərir.


Inkinin Böyük Qaçışı

Carrie Albertin doktorluq tədqiqatı üçün laboratoriya seçərkən, Çikaqo Universitetinin professoru onu ahtapot tanklarına baxmağa apardı. 240 qallonluq çəndə çəhrayı dırnaq ölçüsündə bir tək yumurta üzürdü. "Beş dəqiqə ərzində yumurtadan çıxdı, bizə baxdı, rənglərini dəyişdi, mürəkkəblədi və üzdü" dedi Albertin. “Məni satdılar.”

Albertin tək deyil. Bir çox bioloqu sefalopodlar, ahtapot, kalamar və mürekkepbalığı daxil edən qrup heyran edir. Məsələn, ahtapot və kalamar bəzi hallarda heyrətamiz regenerasiya güclərinə malikdirlər, sıfırdan yeni çadırlar yetişdirməyə qadirdirlər. Onlar LED-ə bənzər dəri ilə həyata keçirilən mürəkkəb ünsiyyət və maskalanma vasitələrinə malikdirlər. Sinir sistemi bizimkindən çox fərqli olan milçək və qurdlar kimi onurğasız olmalarına baxmayaraq, heyrətləndirici dərəcədə mürəkkəb davranışlara sahibdirlər. YouTube, qabları aça bilən ahtapotlardan tutmuş, yırtıcılardan sığınmaq üçün ətrafında hindistan cevizi qabığı gəzdirənlərə qədər başdan-ayağa zəhmətlərlə doludur. Yeni Zelandiya akvariumunda İnky adlı bir ahtapot, aprel ayında tankının yuxarı hissəsindəki kiçik boşluqdan sürüşərək döşəməyə sıçrayaraq və 164 fut uzunluğundakı drenaj borusundan dənizə sürüşdükdən sonra qlobal başlıqlara çevrildi.

Onurğasızların ən böyüyü olan sefalopod beyni hələ də elm adamları üçün sirr olaraq qalır. Amma onlar bilirlər ki, bu, bizimkindən çox fərqli təşkil olunub. Mərkəzi sinir sisteminə əlavə olaraq, bir ahtapotun səkkiz qolunun hər birinə paylanmış bir çox neyronu olan paylanmış bir intellekt sistemi var. Həqiqətən, bəzi ahtapot növləri yırtıcı tərəfindən hücuma məruz qaldıqda bir qolu çıxara bilər, heyvan qaçarkən yırtıcı ilə mübarizə aparmaq üçün ayrılmış, lakin aktiv üzvü buraxır. "Onlar maraqlıdır, çünki mürəkkəbliyi tamamilə fərqli bir prospekt vasitəsilə inkişaf etdirdilər" dedi Rosenthal.

Ahtapot modeli növü üçün ən yaxşı namizədlərdən biri, genomunun ardıcıllığı olan ilk sefalopod olan Kaliforniya iki nöqtəli ahtapotdur. Keçən yay nəşr olunan onun genomu, demək olar ki, bizimki qədər böyükdür - 3 milyard ilə müqayisədə 2,7 milyard baza - və bizdən daha çox genə malikdir: insanlarda 20,000-25,000 ilə müqayisədə təxminən 33,000.

Genom mürəkkəb davranışa səbəb ola biləcək molekulyar yeniliklərə işarə edir. Genom tədqiqatının ən təəccüblü tapıntılarından biri, müxtəlif neyronların necə əlaqəli olduğunu müəyyən etməyə kömək edən protokadherinlər adlı böyük bir zülal ailəsidir. Ahtapotu sıralamadan əvvəl elm adamları bu zülalların çoxlu sayda yalnız onurğalılarda olduğunu düşünürdülər. Ancaq ahtapotun bizim 58 ilə müqayisədə 168 müxtəlif növ protokadherin var.

Çikaqo Universitetinin neyrobioloqu, sekvensiya layihəsinə rəhbərlik edən (və ilk dəfə Kerri Albertini ahtapot tanklarına gətirən) Cliff Ragsdale, indi ahtapotun neyrosirkulyasiyasına baxmağa başladıqlarını və ahtapotun niyə bu qədər çox olduğunu izah edəcəyinə ümid etdiklərini söylədi. bu zülallardan. Onlar protokadherinlərin müxtəlif sırasının daha müxtəlif neyron birləşmələr dəstinə imkan verdiyindən şübhələnirlər. "Protokadherinlər sinir hüceyrələrini necə birləşdirmək üçün kod hazırlayırlar - kodda nə qədər çox element varsa, kod bir o qədər mürəkkəbdir" dedi Rosenthal. Lakin hələ heç kim bunu fərziyyəyə əsaslanan şəkildə sınaqdan keçirə bilməyib, dedi.

İki nöqtəli ahtapot model-növ statusu əldə edərsə, Ragsdale və başqaları bu sualları həll etmək üçün daha böyük molekulyar alətlər anbarına sahib olacaqlar. Daha sonra onlar müəyyən protokadherinlər üçün genləri aradan qaldıraraq və sinir dövrəsinə nə baş verdiyini təhlil edərək daha çox idarə olunan təcrübələr etməyə başlaya bilərlər.


Top Həftəlik

Hər halda, turşular, əsaslar və pH nədir?

Biologiyanı öyrənərkən reaksiyaların turşuları və ya əsasları necə əmələ gətirə biləcəyini və bunun hansı təsirə malik olduğunu başa düşməlisiniz.

Biologiya Təcrübələrində İstifadə olunan Əsas Avadanlıqlar

Bir bioloqun gündəlik işi biologiya təcrübələrində əsas avadanlıqların istifadəsini əhatə edir — belə a.

Biologiyadan A almaq üçün on məsləhət

Elm dərsləri, biologiya kimi, indiyə qədər keçəcəyiniz ən çətin dərslər arasında ola bilər. Biologiyadan A almaq.

İnsan beyni necə işləyir

Beyin bədənin əsas orqanıdır. Beyin bədənin daxili və xarici ilə bağlı bütün məlumatları qəbul edir e.

İnsanda beş hiss orqanı

Hiss orqanları — gözlər, qulaqlar, dil, dəri və burun — bədəni qorumağa kömək edir. İnsanın hiss orqanları c.

Bitki çoxalması

Bitkilər demək olar ki, hər mühitdə böyüyən çox müvəffəqiyyətli orqanizmlərdir.

Hüceyrə Plazma Membranının Maye-Mozaika Modeli

Maye-mozaika modeli plazma m-ni təsvir edir.

Üzvi Kimyanın Əsasları

Biologiyanı araşdırdığınız zaman canlı orqanizmlərdə bir çox proseslərin daim baş verdiyini görərsiniz. Tədqiqat o.

Bakteriyalar, arxeyalar və eukaryotik mikroorqanizmlər arasındakı fərqlər

Həyatın üç sahəsi var: Bakteriyalar (eubakteriyalar kimi də tanınır), Arxeya və Eu.

Hüceyrələrin formaları

Prokaryotik hüceyrələr siz görə biləcəyiniz müxtəlif forma və ölçülərdə olur.

Hüceyrələri Anlamaq: Həyatın Əsas Vahidləri

Hüceyrələr özünüz və digər canlılar kimi canlı orqanizmin ən kiçik səviyyəsini təşkil edir. Hüceyrə le.

Dummies Cheat Sheet üçün Biostatistika

Biyostatistikada nümunə ölçüsünü qiymətləndirmək üçün əhəmiyyətin təsir ölçüsünü və ya bilməyə dəyər təsir ölçüsünü qeyd etməlisiniz.

İnsanın həzm prosesi (və ya yemək yedikdən sonra nə baş verir)

Həzm qidanın bədənin qəbul edə biləcəyi və istifadə edə biləcəyi bir forma dəyişdirilməsi prosesidir.

İnsan Bədənində Qan Yolu

Ürək büzüldükdə və qanı qana məcbur etdikdə.

Neyronların fəaliyyət potensialı

Bir neyron hərəkətsiz olduqda, sadəcə bir sinir impulsunun gəlməsini gözləyir.

Biologiya lüğətində ümumi Latın və Yunan Kökləri

Giriş biologiya dərslərində olan tələbələr adətən tələbələrdən daha çox yeni lüğət sözləri öyrənməlidirlər.

Qan Qrupu Antigenləri Nədir?

Qan qrupu antigenləri zülallara və ya lipidlərə bağlanmış karbohidratlardır. Antigen yad bir maddədir t.

Bitkilər öz enerjilərini necə əldə edirlər

Bitkilər enerji əldə etmək və heyvanlar kimi yaşamağa davam etmək üçün sistemlərinə qida daxil etməlidirlər. Bitkilər en yaradır.


Sintetik biologiya daxilində metal nanohissəciklərin potensialının tədqiqi

Metal nanohissəciklərin öyrənilməsi və sintetik biologiya sahələrinin bir-birini təklif edə biləcəyi çox şey var. Bir material sinfi kimi metal nanohissəciklər bir çox faydalı xüsusiyyətlərə malikdir. Onların kiçik ölçüləri analoji toplu birləşmə ilə müqayisədə daha çox təmas nöqtəsinə imkan verir, bu da nanohissəcikləri katalizatorlar üçün və ya artan bağlanma səviyyələri tələb olunduqda əla namizəd edir. Bəzi nanohissəciklər unikal optik keyfiyyətlərə malikdir, bu da onları sensorlar kimi yaxşı uyğunlaşdırır, digərləri isə tibbi görüntülərdə, xüsusən də maqnit rezonans görüntüləmə (MRT) ilə faydalı olan paramaqnetizm nümayiş etdirir. Bu metal nanohissəciklərin çoxu sintetik biologiya üçün alətlərin yaradılmasında istifadə edilə bilər və əksinə, sintetik biologiyanın istifadəsi nanohissəcik alətləri yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Burada verilən misallara sintetik biologiyada həssas mexanizmlər kimi kvant nöqtələrinin (QD) və qızıl nanohissəciklərin potensial istifadəsi və arsenat kimi metalların və metaloidlərin aşkarlanmasının cari üsullarına əsaslanan nanohissəcikləri hiss edən cihazların yaradılması üçün sintetik biologiyadan istifadə daxildir. Göbələk növləri kimi təbii yolla bir sıra metal nanohissəciklər istehsal edə bilən bir sıra orqanizmlər var. Phoma antimikrob gümüş nanohissəciklər istehsal edir. Nanohissəciklərin bioloji sintezi onların daha ənənəvi sənaye sintezi ilə müqayisədə bir çox üstünlüklərə malik ola bilər. Bioloji nanohissəciklərin sintezində iştirak edən zülallar uyğun bir bakterial şassiyə yerləşdirilə bilərsə, daha qiymətli nanohissəciklər istehsal etmək üçün onlar manipulyasiya edilə və yollar düzəldilə bilər.


9. Bioloji fərdiliyin təkamülü

Nəhayət, bioloji fərdiliyin təkamülü canlı mövzu olmaqda davam edir (Okasha 2011 Calcott & Sterelny 2011 Bourrat 2015 Clarke 2016b O&rsquoMalley & Powell 2016 Queller & Strassmann 2016 Herron 2017). Burada başlanğıc nöqtəsi budur ki, həyatın tarixi daha sadə fərdlərdən daha mürəkkəb bioloji fərdlərin yaranması tarixidir, təbii seçmə (bir və ya bir neçə səviyyədə fəaliyyət göstərir) bu fərdlər arasında keçidləri asanlaşdırır. Bu fikirlərin əsasında bir çox və ya bütün bioloji fərdlərin iyerarxik şəkildə təşkil olunduğu fərziyyəsi dayanır: əvvəlki fərdlər sonrakı fərdlər üçün maddi əsas yaradır. Məsələn, nüvəsi olmayan birhüceyrəli orqanizmlər olan prokaryotlar öz növbəsində nüvəyə malik olan təkhüceyrəli eukariotlar üçün maddi əsası təşkil edir, birhüceyrəli eukariotlar çoxhüceyrəli eukariotlar üçün maddi əsas rolunu oynayır.

Təxminən 2 milyard il əvvəl bioloji fərdlərin prokariotlardan təkhüceyrəli eukariotlara və son 600&ndash800 milyon il ərzində onlardan çoxhüceyrəli eukariotlara təkamülü müəyyən edilmiş faktlardır. Bundan əlavə, bu təkamül cərəyanına qarşı heç bir nümunə yoxdur. Ancaq fərziyyə və mübahisələr bu təkamül keçidləri haqqında deyilənlərin demək olar ki, hamısını əhatə edir. Ədəbiyyatda davamlı fəlsəfi və empirik sorğu-suallara məruz qalan bir növ standart mövqenin mövcud olduğu üç belə məsələyə nəzər salın.

Birincisi, fərdiliyin özünün təkamülünə mürəkkəbliyin təkamülü kimi baxmaq adi haldır. Bununla belə, həm mürəkkəbliyin özünün necə ölçülməsi və ya düşünülməsi, həm də təkamül zamanı artan fərdlərin mürəkkəbliyinə baxmaq üçün hansı empirik sübutların olması ilə bağlı suallar var (McShea 1991). Fərdlərin nəzərə aldığı hüceyrə tiplərinin sayı (Bonner 1988), onun təzahür etdiyi iyerarxik quruluş növləri (Maynard Smith 1988) və ya daha çox taksonlara xas meyarlar, məsələn, üzv-cüt müxtəlifliyini müəyyən etmək üçün tələb olunan məlumatdır. növləri (Cisne 1974)? Burada irəli sürülən meyarlar üçün əsas mənbəni fosillər təşkil edir. Bununla belə, müxtəlif növ orqanizmlər fərqli xüsusiyyətlərə malik fosillər buraxır və bəzi orqanizm növlərinin qalıqları digərlərinə nisbətən tərk etmə ehtimalı daha yüksəkdir.

Təbii təkliflərdən biri budur ki, fərdiliyin təkamülü üçün müxtəlif növ iyerarxiyalar ola bilər, çünki fərdlərin növləri bir-birindən bir neçə cəhətdən fərqlənə bilər. Daniel McShea (2001a, 2001b McShea & Changizi 2003) iki komponentə, yuva səviyyələrinin sayına və yuva qurmada ən yüksək fərdlərin fərdiləşmə və ya inkişaf dərəcəsinə əsaslanan struktur iyerarxiyasını təklif etmişdir. McShea, eukaryotik hüceyrələrin, çoxhüceyrəli eukariotların differensiallaşmış birləşmələrindən inkişaf edən çoxhüceyrəli eukariotların və müstəmləkə eukariotlarının differensiallaşmış birləşmələrindən təkamül edən aralıq hissələri olan çoxhüceyrəli eukariotların prokaryotik hüceyrələrin differensiallaşdırılmış birləşmələrindən inkişaf etdiyinə dair ümumi bir çərçivə təqdim edir.

Bunun əksinə olaraq, Maynard Smith və Szathmáry (1995) həyat tarixində səkkiz əsas keçid təklif edərək, genetik məlumatın nəsillər arasında ötürülməsindəki fərqlərə diqqət yetirirlər. Bunlar təkrarlanan molekullardan belə molekulların bölünmüş populyasiyalarına keçidlə başlayır və primat cəmiyyətlərindən insan cəmiyyətlərinə keçidlə başa çatır. Maynard Smith və Szathmáry fərdilik və mürəkkəbliklə maraqlansalar da, onların səkkiz keçidi davamlı, üst-üstə düşməyən iyerarxiya təşkil etmir. Onların müzakirəsi ilk növbədə replikativ nəzarətdə dəyişikliklər baxımından təklif etdikləri xüsusi keçidlərin hər birini tənzimləyən proseslərin tədqiqinə yönəlib. O&rsquoMalley və Powell (2016) bu yaxınlarda iddia etdilər ki, bu perspektiv təkcə mitoxondriya və plastidlərin əldə edilməsi kimi kritik hadisələri deyil, həm də bu müəlliflərin canlıların təkamülündə keçidlər deyil, növbələr kimi düşünməyə üstünlük verirlər&mdash, həm də lazım olanı a

daha az iyerarxik, çoxhüceyrəli hadisələrə daha az diqqət yetirən, daha az replikasiya yönümlü və xüsusən də daha çox metabolik olan əlavə perspektiv. (O&rsquoMalley və Powell 2016: 175)

İkincisi, prokariotlardan çoxhüceyrəli eukariotlara doğru tendensiyaya bir növ istiqamətli meylin nəticəsi kimi baxmaq adi haldır ki, bu da tendensiyanı əsas mexanizmlər və məhdudiyyətlər tərəfindən dəstəklənən tendensiya edir. Ola bilsin ki, bu tendensiya termodinamik, enerjili mülahizələrlə, inkişaf sistemlərinin generativ möhkəmlənməsi ilə bağlı faktlarla (Griffiths & Gray 2001) və ya ölçü artımının təkamül üstünlükləri ilə yazılır (McShea 1998). Ancaq bir növ istiqamətli qərəz olduğunu fərz etsək, bu fərziyyələrin hər birinin Quld və Levontinin (1979) tənqidi ilə məşhur olduqları uyğunlaşma ilə bağlı panqlossianizmə və ya (daha incə şəkildə) təkamül dəyişikliyinə dair baxışına sadiq olduğu düşünülə bilər. bir şəkildə mütərəqqi və ya qaçılmaz olaraq. Gould, Burgess Shale (Gould 1989) haqqındakı müzakirəsindən bu cür təkamül fikirlərinə etiraz etmək üçün istifadə edərək, bu şistdəki fosillərin uyğunsuzluğunun canlıların əhəmiyyətli dərəcədə olduğunu göstərir. az əvvəlkindən fərqli olaraq bir-birindən fərqlidir. Gould iddia edir ki, hazırda planetdəki bioloji fərdlərin diapazonu əsasən yüksək şərti yoxa çıxma hadisələrinin nəticəsidir və müşahidə olunan tendensiyaların və ya nümunələrin adaptiv (və ya digər) meyllər olduğunu dərhal fərz etməkdən ehtiyatlı olmaq lazımdır.



Şərhlər:

  1. Kordale

    Hesab edirəm ki, səhv edirsiniz. Bunu müzakirə etməyi təklif edirəm. PM-də mənə e-poçt göndərin.

  2. Daigar

    I apologize for interrupting you; the suggestion has been made that we should take another route.

  3. Mikalabar

    İnanıram ki, yanılmısınız. Mən əminəm. Mən bunu sübut etməyə qadirəm. Mənə PM-də yazın, müzakirə edin.

  4. Vutilar

    Bravo, nə bir ifadə ... böyük düşüncə

  5. Tearly

    Bəli, bu, bu, bizim müasir dünyamızdır və yəqin ki, heç bir şeyin bu barədə heç bir şey edə bilməyəcəyindən qorxuram :)

  6. Kabaka

    bye ... some kind of stupidity

  7. Biton

    Demək istəyirəm ki, bu, sənin günahındır.

  8. Parth

    Siz, təsadüfən mütəxəssis deyilsiniz?

  9. Lamond

    PİS DEYİL"



Mesaj yazmaq