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DNA的数字化,背后风险有多大?

发布:2020-08-13 热度:232℃


草根影响力新视野 锺艺编译

DNA的数字化,背后风险有多大?

最初,这一命题是在The Conversation杂誌上提出的。随着生物学正在日益数字化,很多生物学领域的研究人员使用计算机来分析DNA,运行实验室设备和储存遗传信息。但新的技术能力也意味着新的风险,不过很多生物学家都还没有意识到数字化生物技术背后所带来的巨大潜在威胁。

近日,网路安全领域着眼于生命科学中数字技术的使用所带来的全新风险。大学中的学科研究学者,行业利益相关者和政府代理人已经开始通过各类会议,讨论这些威胁。

影响物理世界的计算机病毒

2010年,伊朗的核电站经历了神秘的设备故障。几个月后,一家安全公司被要求解决一个显然与这场设备故障不相关的问题——解决恶意的电脑病毒。原来,这种名为Stuxnet的病毒促使三分之一的发电设备被关闭,阻碍了当时伊朗核计划的发展。与大多数病毒不同,Stuxnet不仅仅是针对计算机,它可以袭击由电脑控制的所有设备。

Stuxnet的出现表明,虚拟世界的安全危机可能会对物理世界造成极大的损害。换句话说,虚拟世界和现实世界息息相关,并具有强影响力。

数字化DNA

网上获取遗传信息的便利性使科学更加民主化,例如,可以有更多的厂家拥有开发经济实惠胰岛素的能力。但是与此同时,物理DNA序列与其数字信息之间的界限也变得越来越模糊。数字信息,包括恶意软体等,现在可以通过DNA进行存储和传输。二十年前,基因工程师只能通过拼接天然的DNA分子来创造新的DNA分子。今天科学家可以使用数字手段来生产合成的DNA—— J. Craig Venter研究所就人工创建了一个用编码链接和隐藏信息组成的合成基因组。

这些DNA中的分子序列通常使用软体生成。就像电气工程师使用软体来设计计算机晶元,计算机工程师使用软体来编写计算机程序一样,基因工程师使用软体来设计基因。这意味着DNA的获取不再需要生物体样本。例如,2006年,一名记者利用公开的数据在邮件中订购了一个天花DNA片段。一年前,疾病控制中心使用已发表的DNA序列作为蓝图,重造了有史以来最致命的传染病之一的西班牙流感病毒。

在计算机的帮助下,编辑和编写DNA序列几乎与操纵文本文件一样简单,人们所面临的威胁陡然上升。

正确认识到威胁

一方面,DNA可以成为恶意攻击行为的载体。另一方面,不法分子也可以利用软体和资料库来设计或重建病原体DNA,可以想像,所带来的结果很有可能是灾难性的。当然,并不是所有的DNA安全威胁都是有预谋的或者犯法的。在物理DNA分子与数字信息之间进行翻译时发生的无意识错误是常见的。这些错误可能不会危及国家安全,但也会会带来高昂的代价。

操纵DNA的能力曾经是少数人的特权,在範围和应用上非常有限。而今天,生命科学家可以依靠全球供应链和以前所未有的方式操纵DNA的计算机网路。开放的世界意味着更重的威胁,基础设施和技术的进步可能有助于提高生命科学领域的安全性,但这一切都应该是在灾难发生之前,而不是事后补救。

 

Reference :

DNA has gone digital – what could possibly go wrong?

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