生成生物学は、人工知能、自動化、計算設計を統合することで、デジタルの速度で新たな生物システムを創出し、各分野にわたる飛躍的進歩をもたらす点で、合成生物学を超えるものである。
機会に加え、生成生物学はサイバーセキュリティの侵害やサプライチェーンの脆弱性などのリスクももたらしており、監督とガバナンスはそれに追いついていない。
公平性と安全保障は共に進化しなければならない。防護策への公平なアクセス、管理されたデータ共有システム、そして堅牢なガバナンスの枠組みを確保することが不可欠である。
生成生物学は、合成生物学や工学生物学の言い換えではない。それは、生物学と計算、自動化、人工知能（AI）との融合が加速していることを反映している。
合成生物学がDNAやタンパク質のモジュール式組立てに焦点を当てているのに対し、生成生物学は計算設計ツール、AIモデル、自動化プラットフォームを用いて、大規模に新たな生物システムを生成する。
生成生物学に関する『グローバル・フューチャー・カウンシル』の一員であり、工学生物学研究コンソーシアムのCEOであるインディア・フック＝バーナード氏は、次のように指摘した。「両分野は常に高度な計算、データサイエンス、設計ツールを統合してきた。新しいのは、人工知能と自動化の進歩がこの軌跡を加速させ、生物学をデジタルの速度で機能させ、現実世界での解決策の範囲を広げていることだ。」
生成生物学は捉えどころの変わる対象であるため、この分野をどのように位置づけるかによって、追求される機会、優先されるリスク、採用されるガバナンスモデルが形作られる。この流動性により、ガバナンスは追いつくための努力を強いられている。
機会の指針
生成生物学は、すでに具体的な影響をもたらしている。健康と医療の分野では、Google DeepMindのAIシステム「AlphaFold」は、予測し、2億を超えるタンパク質の三次元構造を明らかにし、創薬と酵素設計に革命をもたらしている。
バイオテクノロジー治療企業のGenerate: Biomedicinesは、資金調達を行い、2億7300万ドルを調達するとともに、確保し、AIで設計された抗体療法を推進するためノバルティスとの10億ドルの提携を獲得した。
食品分野では、Perfect DayやImpossible Foodsなどの企業が、遺伝子組換え微生物を用いて乳製品やヘム蛋白質を生産し、従来の畜産物に代わる選択肢を可能にしている。気候と化学の分野では、米国のLanzaTechが炭素排出をエタノールに変換する一方、Solugenは石油化学製品に代わる酵素を用いたプロセスを開発している。
エネルギーと素材の分野では、バイオ燃料向けに藻類、バイオプラスチック向けに酵母の遺伝子改変が進められており、拡張可能なバイオ由来の代替手段を提供している。
核脅威イニシアチブの副社長であり、生成生物学に関する『グローバル・フューチャー・カウンシル』の一員であるジェイム・ヤシフ氏は、次のように指摘した。「人間の健康、ワクチン開発、バイオエコノミーの成長には、極めて大きな潜在的可能性がある。しかし、その利点を推進する一方で、偶発的または意図的な悪用を防ぐことも必要である。」
死角：リスクの所在
生成生物学は、ゲノムデータベース、DNA合成サービス、自動化された研究室、クラウド解析などを含む、デジタルで統合されたインフラに依拠している。これは発見を加速させる一方で、システミックリスクも生み出す。
ヤシフ氏は次のように警告している。「医療対策の製造施設や生物監視データベースは、インターネットに接続されていることが多いが、ハッキングに対する防御が固められていない。」
データおよびインフラの脆弱性は、依然として第一の懸念事項である。従来型のサイバーセキュリティの脅威、例えば疾病監視システムや医療対策の製造施設へのハッキングは、深刻な結果をもたらしうる。これは、ミュンヘン安全保障会議での卓上演習によって示されている。
もう一つの優先課題は、分散型の卓上型DNA合成装置を保護することであり、特にスクリーニングシステムがハッキングされたり迂回されたりしないよう確保することである。
これらのシステミックリスクに加え、具体的な技術的実証によって、デジタルと生物の接続面の脆弱性も浮き彫りになっている。ワシントン大学の研究では、マルウェアを合成DNAに組み込み、シーケンシングソフトウェアを通じて実行できることが示された。
レビューでは引き続き、弱点が次世代シーケンシング（NGS）のワークフロー全体、すなわち試料調製からクラウド保存に至るまで指摘されている。携帯型シーケンサー、特に現場での利用においては、多くの場合欠いており、データ操作のリスクを高めている。
自動化およびサプライチェーンのリスク が第二の群である。ロボットシステムは新たな攻撃対象領域を生み出しており、敵対的に設計されたDNAが自動化されたワークフローにおいてマルウェアを誘発することができることが示されている。試薬や機器の脆弱なサプライチェーンも、リスクをさらに深刻にしている。
新たなAIの脅威は、AIと生物学の融合において生じる第三のリスク群である。研究は、高度なAIモデルが、有害な設計を可能にし、危険な知識へのアクセスを拡大し、あるいは生物防衛措置を損なうことで、悪用への障壁を下げる可能性があると警告している。
技術的な実証により、これらのシステムが脆弱であることが示されている。敵対的な特徴量重要度攻撃はモデルの精度を大幅に低下させうる一方、汚染されたデータセットは、偽陽性と偽陰性の過剰な増加を招く。
広く議論されているもう一つの懸念は、AIがDNA合成のスクリーニングを回避する手助けとなりうるということである。しかし、これらのシステムは回復力を示しており。また、AIは大規模データセットの解析、経路のマッピング、既存薬の転用を通じて、創薬を主導するというよりも、それを支援するために使われるケースが増えている。
こうした両用的な動態は、加速するイノベーションの可能性と、防護策の緊急の必要性の両方を浮き彫りにしている。
最後に、両用性とガバナンスには隙間がある。がん治療や持続可能な燃料のために開発されたツールが、毒素や病原体を設計するために誤用される可能性がある。監督は依然として弱く、「グローバル・ヘルス・セキュリティ・インデックス」によれば、94%の国には、両用性のバイオセキュリティリスクを統治する仕組みがない。
また、技術変化の速度は政府が追いつく能力をはるかに上回っている。世界的に見ると、調整されたレッドチーミングの枠組み、脆弱性データベース、管理されたアクセス体制は、いまだに存在しない。
こうした死角、すなわちデータの不安定性、自動化リスク、敵対的AI、両用性の可能性は、健康、食料、気候の強靭性、経済の安定に連鎖的な影響を及ぼすシステミックな脅威である。
信頼と公平性のパラドックス
生成生物学はまた、パラドックスに直面している。すなわち、開放性はイノベーションを促進するが、両用的リスクを増幅させるということである。新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、浮き彫りにした。公平性と安全保障が食い違うと、世界のシステムは脆弱になる。富裕国はワクチンを備蓄した一方、低所得国は数か月も待たされた。
ヤシフ氏は、偶発的および意図的な悪用に対する防護策を整備しつつ、バイオテクノロジーおよびAIxBioの能力へ公平にアクセスできるようにすることは、極めて重要な優先課題であると指摘した。「それがなければ、安全保障を強化しようとする一方で、不平等を再生産するおそれがある。」
知的財産権を巡る争いも、ワクチンの共有を遅らせた。ゲノムデータのサイロ化により、農業や気候研究に不可欠なデータセットへのアクセスが制限された。研究室自動化におけるサプライチェーンの脆弱性は、地政学的な依存関係を生み出した。これらの不平等が重なり、脆弱性を増幅させた。
フック＝バーナード氏は強調する。「安全保障とイノベーションは二律背反ではない。管理されたアクセスとデータ共有の仕組みを持つことは、人々が自信を持って革新できるため、実際に協力を加速させる。」
協調的な防護策の構築
生成生物学のリスク低減には、幅広い協力が求められる。サイバーセキュリティの専門家は、ゼロトラスト・アーキテクチャ、敵対的テスト、脆弱性スキャンなどのツールを適応させ、バイオとデジタルが融合したシステムを強化することができる。
生物学の実務者は、次のような防護策を導入している。 DNA合成スクリーニングのための共通メカニズムを用いて悪意ある注文を検出・遮断する。
政府は、管理されたアクセスの枠組み、責任に関するインセンティブ、資金拠出の協定を通じて防護策を強化することができる。ただし、両用性研究やサイバー・インフラのリスクに対しては、はるかに包括的な監督が必要である。
ユネスコは、ゲノム・ガバナンスにおいて開放性とのバランスを取ることの緊急性を強調してきた。一方、OECDは、世界のバイオエコノミーが2030年までに年間1.3兆ドルに達しうると予測している。
資金提供者や学術誌も、助成金や出版を安全保障基準に従わせることで、強力な影響力を持っている。このモデルは、すでに国際バイオ資金提供者協定に反映されており、同協定はバイオセキュリティを統合している。
DNA注文へのメタデータ付与は、トレーサビリティを強化し、悪用を減らすことができるが、より広範な監視体制の一部でなければならない。
生成生物学は、それを守るために設計されたシステムよりも速く進歩しているが、この分野はまだ若く、先制的な措置を組み込むことができる段階にある。
今後10年で、生成生物学が健康、食料、気候、エネルギーの信頼できる柱として成熟するか、それとも脆弱性がその約束を損なうかが決まるだろう。
