Биология становится все более оцифрованной. Как и мы в повседневной жизни, биологи используют компьютеры в своих исследованиях для анализа ДНК. Но эти новые возможности рождают новые риски - и биологи не придают внимание потенциальной уязвимости, которая приходит с оцифровкой биотехнологий.
Исследования специалистов по кибербезопасности указывают на рост новых угроз, связанных с использованием компьютеров и новых технологий в науках о жизни.
ВЛИЯНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ВИРУСОВ НА ВНЕШНИЙ МИР
В 2010 году в Иране на АЭС произошли загадочные сбои. Спустя несколько месяцев было выявлено, что станция была подвержена атаке компьютерного вируса "Stuxnet", который заставлял оборудование вибрировать. В отличие от большинства вирусов , "Stuxnet" поражает не только компьютер, но и оборудование ,которое управляется компьютером.
Союз между информатикой и биологией открыл двери для удивительных открытий.
С помощью компьютеров мы расшифровали геном человека, создали организмы с новыми возможностями, автоматизировали разработку и производство лекарств и совершили революцию в безопасности пищевой продукции.
А что если бы нападение этого вируса имело биологические последствия? Если бы биотеррористы нацелились на государственные лаборатории по изучению инфекционных болезней. Как насчет фармацевтических компаний, производящих жизненно важные лекарства?
ШУТКИ С ДНК
Легкость доступа к генетической информации в интернете и демократизация науки позволила общественным лабораториям решать такие проблемы, как развитие доступного инсулина. Но грань между физической последовательностью ДНК и его цифровым представлением становится все более размытой. Цифровая информация, включающая в себя и вредоносные программы, теперь могут быть сохранены и переданы через ДНК. Институт Дж. Крейга Вентера даже создали целый синтетический геном с водяными знаками и закодированными ссылками и скрытыми сообщениями.
Двадцать лет назад ученые могли создавать новые молекулы ДНК только путем изменения натуральных молекул ДНК. Сегодня же ученые могут использовать химические процессы для производства синтетических ДНК.
Последовательность этих молекул часто генерируется с помощью программного обеспечения. Это означает, что физический доступ к конкретным образцам ДНК больше не нужен для создания новых биологических образцов. Например в 2006 году журналист использовал общедоступные сведения,чтобы заказать фрагмент ДНК оспы по почте. Годом ранее Центр по контролю заболеваний использовал опубликованные последовательности ДНК в качестве шаблона для воссоздания вируса Испанского гриппа, одного из самых смертоносных пандемий всех времен.
С помощью компьютеров редактирование и запись последовательностей ДНК стали почти почти такими же легкими операциями, как и работа с текстовыми документами. Все это может быть использовано и во зло.
РАСПОЗНАТЬ УГРОЗУ
Все разговоры о кибербезопасноти до сих пор в значительной степени ориентированы на сценарии Судного Дня. Угрозы существуют в двух направлениях.
С одной стороны, компьютерные вирусы, такие как "Stuxnet", могут использоваться для взлома оборудования в биологических лабораториях. ДНК может использоваться даже для того, чтобы взломать кодировку вредоносных программ.
С другой стороны, недобросовестные лица могут использовать программное обеспечение и базы данных для проектирования и создания патогенов. Если кто-то вдруг взломает последовательности баз данных или разработанные цифровые молекулы ДНК с намерением причинить вред, результаты могут быть катастрофическими.
Не все угрозы кибербезопасности умышлены или криминальны. Непреднамеренные ошибки, возникающие при переводе физической молекулы ДНК в цифровую, довольно распространены. Такие ошибки, конечно, не могут вызвать угрозу национальной безопасности и не являются чем-то необычным для исследователей, при заказе образцов у партнеров, или компаний, которые не удосужились подтвердить, что физический образец ДНК, который они получили, совпадает с цифровой последовательностью, которую они в свою очередь ожидали.
Изменения инфраструктуры и новые технологии могут значительно помочь в повышении безопасности ученых и рабочих. Например, добровольные руководящие принципы скрининга уже внедрены для помощи компаниям, занимающимся синтезом ДНК, в сканировании заказов для поиска известных патогенов. Лаборатории и университеты могут принять аналогичные обязательные руководящие принципы, на любые исходящие заказы синтеза ДНК.
В настоящие время также нет простого и доступного способа для подтверждения образцов ДНК всего генома. Но упрощенные протоколы и удобное для пользователя программное обеспечение может быть разработано, так что скрининг с помощью секвенирования может превратиться в рутину.
Возможность манипулировать ДНК было когда-то привилегией избранных и очень ограничена по охвату и применению. Сегодня ученые полагаются на глобальную цепь поставок и сети компьютеров, которые манипулируют ДНК беспрецедентным образом.Самое время начать думать о безопасности интерфейса цифровой ДНК, а не после того как новые "Stuxnet" нарушит кибербезопасность.
