p A biologia está se tornando cada vez mais digitalizada. Pesquisadores como nós usam computadores para analisar DNA, operar equipamentos de laboratório e armazenar informações genéticas. Mas novos recursos também significam novos riscos - e os biólogos permanecem em grande parte inconscientes das vulnerabilidades potenciais que vêm com a digitalização da biotecnologia. p O campo emergente da cibobiossegurança explora toda uma nova categoria de riscos que surgem com o aumento do uso de computadores nas ciências da vida.

p Cientistas universitários, as partes interessadas da indústria e agentes do governo começaram a se reunir para discutir essas ameaças. Chegamos até a receber agentes do FBI da Diretoria de Armas de Destruição em Massa aqui na Colorado State University e anteriormente na Virginia Tech para cursos intensivos sobre biologia sintética e os riscos associados à cibobiossegurança. Um ano atrás, participamos de um projeto financiado pelo Departamento de Defesa dos EUA para avaliar a segurança das infraestruturas de biotecnologia. Os resultados são classificados, mas divulgamos algumas das lições aprendidas em nosso novo artigo sobre Tendências em Biotecnologia.

p Junto com co-autores da Virginia Tech e da University of Nebraska-Lincoln, discutimos dois tipos principais de ameaças:sabotar as máquinas nas quais os biólogos dependem e criar materiais biológicos perigosos.

p Vírus de computador afetando o mundo físico

p Em 2010, uma usina nuclear no Irã sofreu falhas misteriosas de equipamento. Meses depois, uma empresa de segurança foi chamada para solucionar um problema aparentemente não relacionado. Eles encontraram um vírus de computador malicioso. O vírus, chamado Stuxnet, estava dizendo ao equipamento para vibrar. O mau funcionamento desligou um terço dos equipamentos da planta, desenvolvimento retardado do programa nuclear iraniano.

p Ao contrário da maioria dos vírus, O Stuxnet não tinha como alvo apenas computadores. Ele atacou equipamentos controlados por computadores.

p O casamento da ciência da computação com a biologia abriu as portas para descobertas incríveis. Com a ajuda de computadores, estamos decodificando o genoma humano, criando organismos com novas capacidades, automatizando o desenvolvimento de medicamentos e revolucionando a segurança alimentar.

p O Stuxnet demonstrou que as violações da segurança cibernética podem causar danos físicos. E se esses danos tivessem consequências biológicas? Os bioterroristas poderiam ter como alvo os laboratórios do governo que estudam doenças infecciosas? E quanto às empresas farmacêuticas que produzem medicamentos que salvam vidas? À medida que os cientistas biológicos se tornam mais dependentes de fluxos de trabalho digitais, as chances provavelmente estão aumentando.

p Mexendo com DNA

p A facilidade de acesso à informação genética online democratizou a ciência, permitindo que cientistas amadores em laboratórios comunitários enfrentem desafios como o desenvolvimento de insulina acessível.

p Mas a linha entre as sequências físicas de DNA e sua representação digital está se tornando cada vez mais embaçada. Informação digital, incluindo malware, agora pode ser armazenado e transmitido via DNA. O J. Craig Venter Institute até criou um genoma sintético inteiro com marca d'água com links codificados e mensagens ocultas.

p Vinte anos atrás, os engenheiros genéticos só poderiam criar novas moléculas de DNA costurando moléculas de DNA naturais. Hoje, os cientistas podem usar processos químicos para produzir DNA sintético.

p A sequência dessas moléculas geralmente é gerada por meio de software. Da mesma forma que engenheiros elétricos usam software para projetar chips de computador e engenheiros de computador usam software para escrever programas de computador, engenheiros genéticos usam software para projetar genes.

p Isso significa que o acesso a amostras físicas específicas não é mais necessário para criar novas amostras biológicas. Dizer que tudo que você precisa para criar um patógeno humano perigoso é o acesso à Internet seria um exagero - mas apenas um leve. Por exemplo, em 2006, um jornalista usou dados disponíveis publicamente para encomendar um fragmento de DNA da varíola pelo correio. O ano passado, os Centros de Controle de Doenças usaram sequências de DNA publicadas como um projeto para reconstruir o vírus responsável pela gripe espanhola, uma das pandemias mais mortais de todos os tempos.

p Com a ajuda de computadores, editar e escrever sequências de DNA é quase tão fácil quanto manipular documentos de texto. E isso pode ser feito com más intenções.

p Primeiro:Reconheça a ameaça

p As conversas em torno da cibobiossegurança até agora têm se concentrado principalmente em cenários do Juízo Final. As ameaças são bidirecionais.

p Por um lado, vírus de computador como o Stuxnet podem ser usados ​​para invadir máquinas controladas digitalmente em laboratórios de biologia. O DNA pode até ser usado para realizar o ataque, codificando malware que é desbloqueado quando as sequências de DNA são traduzidas em arquivos digitais por um computador de sequenciamento.

p Por outro lado, atores mal-intencionados podem usar software e bancos de dados digitais para projetar ou reconstruir agentes patogênicos. Se agentes nefastos invadiram bancos de dados de sequências ou projetaram digitalmente novas moléculas de DNA com a intenção de causar danos, os resultados podem ser catastróficos.

p E nem todas as ameaças de ciberbiossegurança são premeditadas ou criminosas. Erros não intencionais que ocorrem durante a tradução entre uma molécula física de DNA e sua referência digital são comuns. Esses erros podem não comprometer a segurança nacional, mas podem causar atrasos onerosos ou recalls de produtos.

p Apesar desses riscos, não é incomum que os pesquisadores solicitem amostras de um colaborador ou de uma empresa e nunca se preocupem em confirmar se a amostra física que recebem corresponde à sequência digital que esperavam.

p Mudanças na infraestrutura e novas tecnologias podem ajudar a aumentar a segurança dos fluxos de trabalho das ciências biológicas. Por exemplo, Já existem diretrizes de triagem voluntária para ajudar as empresas de síntese de DNA a rastrear pedidos de patógenos conhecidos. As universidades podem instituir diretrizes obrigatórias semelhantes para quaisquer pedidos de síntese de DNA de saída.

p Também não há nenhum simples, maneira acessível de confirmar amostras de DNA por sequenciamento do genoma completo. Protocolos simplificados e software amigável podem ser desenvolvidos, de modo que a triagem por sequenciamento se torna rotina.

p A capacidade de manipular o DNA já foi privilégio de poucos selecionados e muito limitada em escopo e aplicação. Hoje, os cientistas da vida contam com uma cadeia de suprimentos global e uma rede de computadores que manipulam o DNA de maneiras sem precedentes. A hora de começar a pensar sobre a segurança da interface digital / DNA é agora, não depois de uma nova violação de segurança cibernética semelhante ao Stuxnet. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.