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Gibt es eine Biosicherheitsskala für Pflanzenpathogene?


Biosicherheitsniveaus, die üblicherweise auf der Grundlage von humanen/tierischen Pathogenen definiert werden, aber was wären die Biosicherheitsniveaus für Pflanzenpathogene?


Pflanzenpathogene sind für die Experimentatoren nicht gesundheitsgefährdend. Sie können jedoch eine Gesundheitsgefährdung für Pflanzen darstellen und das Ökosystem schädigen. Es gibt biologische Sicherheitsstufen für Pflanzen: BL1-P bis BL4-P (manchmal auch abgekürzt als BSL-1P usw.). Die vier Ebenen weisen eine zunehmende Strenge der Eindämmung auf. Die Eindämmung von Pflanzenpathogenen (auch Samen und Pollen) ist das Hauptanliegen, nicht der Kontakt mit ihnen.

Aus den NIH-Richtlinien:

Für die Forschung mit Pflanzen sind vier Biosicherheitsstufen (BL1-P bis BL4-P) in Anhang L, Physikalische und biologische Eindämmung für die Forschung mit rekombinanten oder synthetischen Nukleinsäuremolekülen an Pflanzen, beschrieben. BL1-P wurde entwickelt, um eine moderate Eindämmung für Experimente zu bieten, für die überzeugende biologische Beweise vorliegen, die die Möglichkeit des Überlebens, der Übertragung oder der Verbreitung rekombinanter oder synthetischer Nukleinsäuremoleküle in die Umwelt ausschließen, oder in denen keine erkennbaren und vorhersehbares Risiko für die Umwelt im Falle einer unbeabsichtigten Freisetzung. BL2-P wurde entwickelt, um Experimente mit Pflanzen und bestimmten assoziierten Organismen, bei denen eine anerkannte Möglichkeit des Überlebens, der Übertragung oder der Verbreitung rekombinanter oder synthetischer Nukleinsäuremoleküle enthaltender Organismen besteht, ein höheres Maß an Eindämmung zu bieten eine unbeabsichtigte Freisetzung hat eine vorhersehbar minimale biologische Auswirkung. BL3-P und BL4-P beschreiben zusätzliche Eindämmungsbedingungen für die Forschung mit Pflanzen und bestimmten Krankheitserregern und anderen Organismen, die aufgrund ihres anerkannten Potenzials für erhebliche schädliche Auswirkungen auf bewirtschaftete oder natürliche Ökosysteme eine besondere Eindämmung erfordern. BL1-P stützt sich auf anerkannte wissenschaftliche Praktiken für die Durchführung von Forschungen in den meisten gewöhnlichen Gewächshaus- oder Wachstumskammern und beinhaltet anerkannte Verfahren für eine gute Schädlingsbekämpfung und kulturelle Praktiken. BL1-P-Anlagen und -Verfahren bieten eine modifizierte und geschützte Umgebung für die Vermehrung von Pflanzen und Mikroorganismen, die mit den Pflanzen verbunden sind, und einen Eindämmungsgrad, der das Potenzial für die Freisetzung von biologisch lebensfähigen Pflanzen, Pflanzenteilen und mit ihnen verbundenen Mikroorganismen angemessen kontrolliert. BL2-P und BL3-P stützen sich auf anerkannte wissenschaftliche Praktiken für die Durchführung von Forschungen in Gewächshäusern mit Organismen, die Pflanzen infizieren oder befallen, auf eine Weise, die eine unbeabsichtigte Kontamination von Pflanzen innerhalb oder in der Umgebung des Gewächshauses minimiert oder verhindert. BL4-P beschreibt Einrichtungen und Praktiken, von denen bekannt ist, dass sie bestimmte exotische Pflanzenpathogene eindämmen


Abschnitt III-D-5-a. BL3-P (Pflanzen) oder BL2-P + biologisches Containment wird für Experimente mit den meisten Exoten empfohlen (siehe Abschnitt V-M, Fußnoten und Verweise der Abschnitte I-IV) Infektionserreger mit anerkanntem Potenzial für ernsthafte schädliche Auswirkungen auf bewirtschaftete oder natürliche Ökosysteme, wenn rekombinante oder synthetische Nukleinsäuremolekültechniken mit ganzen Pflanzen in Verbindung gebracht werden.


Abschnitt V-M. In Übereinstimmung mit den anerkannten wissenschaftlichen und regulatorischen Praktiken der Pflanzenpathologie ist ein exotisches Pflanzenpathogen (z -NS). Die Feststellung, ob ein Krankheitserreger ernsthafte schädliche Auswirkungen auf bewirtschaftete (Landwirtschaft, Wald, Grünland) oder natürliche Ökosysteme hat, sollte vom Hauptprüfarzt und dem Institutional Biosafety Committee in Absprache mit Wissenschaftlern mit Kenntnissen über Pflanzenkrankheiten, Nutzpflanzen und Ökosysteme getroffen werden im geografischen Forschungsgebiet.

Diese Beschreibungen beziehen sich auf Pflanzenversuche in Gewächshäusern. Bei der Arbeit mit Pflanzenpathogenen in einem Labor (in vitro Kultur oder an ganzen Pflanzen in Inkubatoren) sollten ähnliche Richtlinien befolgt werden.


Biosicherheit im Labor

Antrags- und Überprüfungsverfahren für die biologische Sicherheit
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Biosicherheit im Labor: Hintergrundinformationen und Hauptprinzipien

Die biologische Sicherheit im Labor ermöglicht den sicheren Umgang mit biologischem Material und lebenden Organismen, einschließlich genetisch veränderter Organismen (GVO) in geschlossenen Laborumgebungen, um Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu minimieren. Maßgebliche Quellen zur biologischen Sicherheit im Labor, darunter akademische und Forschungseinrichtungen und international anerkannte Organisationen wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO), die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD), die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) und das National Institute of Health ( NIH) bieten ausgezeichnete Richtlinien für sichere Laborpraktiken.

Das Ziel eines jeden Biosicherheitsprogramms in einem Labor besteht darin, die Eindämmung potenziell schädlicher biologischer Arbeitsstoffe sicherzustellen. Der Begriff „Containment“ wird verwendet, um sichere Methoden, Einrichtungen und Ausrüstungen für den Umgang mit Materialien im Labor zu beschreiben, in dem sie gehandhabt werden. Die Sicherheitsmaßnahmen dienen dem Schutz des Laborpersonals, anderer Arbeiter, des Experiments, des Menschen und der Umwelt. Gewächshausexperimente werden auch in der Regel als geschlossene Experimente durchgeführt und überprüft.


Registrierung neuer Mitarbeiter oder Anzeige und Aktualisierung Ihrer Daten

Registrieren oder Details anzeigen und aktualisieren, wenn Sie Folgendes verwenden:

  • gentechnisch verändertes Material
  • biologische Arbeitsstoffe, die laut COSHH schädlich für die menschliche Gesundheit sein können:
    • Mikroorganismen, definiert als mikrobiologische Einheiten, zellulär oder nichtzellulär, die in der Lage sind, genetisches Material zu replizieren oder zu übertragen
    • Zellkulturen, definiert als das Wachstum von Zellen, die aus mehrzelligen Organismen stammen, in vitro menschliche Endoparasiten
    • Erreger, die übertragbare spongiforme Enzephalopathien (TSE) verursachen
    • Parasiten, wie Malariaparasiten, Amöben und Trypanosomen
    • mikroskopische infektiöse Formen größerer Parasiten, wie die mikroskopischen Eizellen und infektiöse Larvenformen von Helminthen
    • onkogene DNA-Sequenzen oder andere Nukleinsäuren, die aufgrund ihrer Eigenschaften oder Verwendungsweise eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen können.

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  • Ein Leitfaden, um die Sicherheit von Bio-Lab ernst zu nehmen

    In den letzten Wochen haben US-Präsident Donald Trump und Außenminister Mike Pompeo wiederholt vorgeschlagen, dass das Virus, das COVID-19 verursacht, möglicherweise aus einem biologischen Labor in China ausgetreten ist, anstatt sich auf natürliche Weise von tierischen auf menschliche Wirte auszubreiten. Obwohl es derzeit wenig Beweise für diese Hypothese gibt, ist eine umfassendere Analyse der internationalen Laborbiosicherheit im Kontext der globalen Gesundheitssicherheit längst überfällig. Wie kann die Weltgemeinschaft sicherstellen, dass Labore bei der Arbeit mit gefährlichen Infektionskrankheiten wie COVID-19 sicher handeln?

    Solche Labors sind notwendig, um Infektionskrankheiten zu verstehen und zu behandeln. Die Realität ist jedoch, dass diese Labore ein Biosicherheitsrisiko darstellen, unabhängig davon, ob sie sich in China, den Vereinigten Staaten oder anderswo befinden. Im Labor erworbene Infektionen treten auf – eine Überprüfung identifizierte mehr als 1.000 von ihnen über einen Zeitraum von 25 Jahren oder näherte sich im Durchschnitt einer Infektion pro Woche. Die am häufigsten identifizierten Ursachen sind unsachgemäße Handhabung von Nadelstichen oder scharfen Gegenständen, der Umgang mit Tieren, Verschüttungen oder Spritzer und versehentliche Einnahme, aber diese machen nur einen Teil aller im Labor erworbenen Infektionen aus. Unbeabsichtigte Aerosole stehen im Verdacht, einen erheblichen Anteil der verbleibenden Infektionen zu verursachen, aber in vielen Fällen wird die eigentliche Infektionsquelle nie identifiziert. Bei ansteckenden Krankheiten, bei denen infizierte Labormitarbeiter den Infektionserreger dann auf Personen außerhalb des Labors übertragen können, kann es zu Ausbrüchen in der Gemeinschaft oder sogar zu weltweiten Pandemien kommen.

    Während wir das entsprechende Risiko für Labormitarbeiter mathematisch quantifizieren können, bringt die Ausweitung dieser Risikobewertung auf die lokale und globale Gemeinschaft zahlreiche Herausforderungen mit sich. Zunächst benötigen wir eine vollständige Aufstellung der Laboratorien nach Standort. Zweitens müssen wir wissen, welche spezifischen Aktivitäten jedes Labor durchführt und mit welchen spezifischen biologischen Wirkstoffen. Drittens müssen wir wissen, welche entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen vorhanden sind und wie zuverlässig diese sind. Und viertens müssen wir Details der umliegenden Gemeinde kennen, einschließlich Bevölkerungsdemografie, Bevölkerungsdichte, Mobilität und so weiter. Darüber hinaus werden keine dieser Informationen routinemäßig auf internationaler Ebene gesammelt, und es gibt keine internationale Einrichtung, kein Verfahren oder keinen Standard, um sie zu sammeln.

    Um diese kritische Lücke zu schließen, sollten die Vereinigten Staaten mit der Weltgesundheitsorganisation zusammenarbeiten, um ein internationales Sicherheitsregime für Laboratorien einzuführen. Trotz der jüngsten Kritik der Organisation am Umgang der Organisation mit COVID-19 durch die Trump-Administration, einschließlich ihrer Ankündigung im April, dass die Vereinigten Staaten ihre Finanzierung einstellen würden, und einer Erklärung im Mai auf der 73. “ es bleibt ein Dreh- und Angelpunkt bei solchen Bemühungen. Die Weltgesundheitsorganisation hat erfolgreich ähnliche internationale Standards für die Meldung von Infektionskrankheiten und entsprechende Kapazitäten eingeführt, ist eine anerkannte Autorität für die biologische Sicherheit von Labors und unterhält die engen Arbeitsbeziehungen mit allen Regierungen, die für die Etablierung einer globalen wissenschaftlichen Governance erforderlich sind.

    Schritt 1: Laborregistrierung

    Es gibt keine umfassende Bilanzierung von Labors, die mit gefährlichen biologischen Arbeitsstoffen arbeiten, in den USA oder weltweit. Im Allgemeinen fallen solche Laboratorien in zwei sich nicht gegenseitig ausschließende Kategorien: diagnostische Laboratorien und Forschungslaboratorien. Diagnoselabore erhalten klinische (d. h. gesundheitsbezogene), Tier- oder Umweltproben und führen Tests durch, um festzustellen, welche biologischen Agenzien oder Infektionsindikatoren vorhanden sein können. Forschungslabore arbeiten direkt mit biologischen Wirkstoffen, um unser Verständnis über sie zu verbessern und/oder medizinische Gegenmaßnahmen (z. B. Diagnostika, Therapeutika, Impfstoffe) zu entwickeln und zu testen, um diese zu bekämpfen.

    Sowohl Diagnose- als auch Forschungslabore arbeiten mit zunehmender biologischer Sicherheit, je nach Wirkstoff und Art der durchgeführten Arbeiten. Biosicherheitsstufe 1 ist die niedrigste Sicherheitsstufe und wird nur für Stoffe verwendet, die nicht routinemäßig den Menschen betreffen. Alle diagnostischen und Forschungslabore, die potenziell infektiöse klinische Proben, Tier- oder Umweltproben oder biologische Arbeitsstoffe direkt handhaben, müssen die Biosicherheitsstufe 2 oder höher aufweisen. Biosicherheitsstufe 2 führt Praktiken, Sicherheitsausrüstung und Einrichtungsmerkmale für den sicheren Umgang mit Proben, Proben und biologischen Arbeitsstoffen ein, die mittelschwere Erkrankungen des Menschen verursachen können, aber im Allgemeinen keine Infektion durch Aerosol verursachen. Die Biosicherheitsstufe 3 baut auf den Maßnahmen der Biosicherheitsstufe 2 auf, um Agenzien zu bekämpfen, von denen bekannt ist, dass sie eine schwere (potenziell tödliche) Infektion durch Aerosol verursachen. Schließlich erweitert die Biosicherheitsstufe 4 die Maßnahmen der Biosicherheitsstufe 3 auf Erreger, die das höchste individuelle Risiko einer lebensbedrohlichen Infektion durch Aerosole darstellen und für die es weder einen Impfstoff noch eine Behandlung gibt. Die Weltgesundheitsorganisation stellt in ihrem Labor-Biosicherheitshandbuch internationale Richtlinien für das sichere Arbeiten auf jeder Stufe der biologischen Sicherheit bereit, um das Risiko nicht nur für den Labormitarbeiter, sondern auch für die umliegende Gemeinschaft und Umwelt zu verringern. Die Vereinigten Staaten befolgen ähnliche Richtlinien, die in der Centers for Disease Control and Prevention's Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories. Konsensstandards, wie das Workshop Agreement 15793 „Laboratory Biorisk Management Standards“ des European Committee for Standardization, wurden entwickelt, um die Anforderungen an die biologische Sicherheit regional und international weiter zu harmonisieren.

    Die Vereinigten Staaten führen im Rahmen des Federal Select Agent Program, das den Besitz, die Verwendung und den Transfer gefährlicher biologischer Agenzien (und Toxine) kontrolliert, die von der US-Regierung als Inhaber des potenziell eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit von Mensch, Tier oder Pflanze darstellen. Ende 2018 beaufsichtigte das Programm insgesamt 253 registrierte „Einheiten“, die mit biologischen Auswahlstoffen und Toxinen auf verschiedenen Biosicherheitsstufen arbeiteten, am häufigsten Stufe 3 (79 % der Einrichtungen). Es ist eine verwirrende Nomenklatur, weil „Einrichtungen“ nicht gleichbedeutend mit „Laboratorien“ sind. 2009 berichtete das Programm beispielsweise über mehr als 240 Einrichtungen, die mindestens 1.362 Labore der biologischen Sicherheitsstufe 3 umfassen. Ein Jahr später wuchs diese Zahl auf 1.495 Level-3-Laboratorien an, eine Zahl, von der angenommen wird, dass sie nur einen Teil der Gesamtzahl der Level-3-Laboratorien in den Vereinigten Staaten (und auf der ganzen Welt) widerspiegelt, angesichts der unbestimmten Anzahl von Labors, die nicht funktionieren mit biologischen Selektionsmitteln und Toxinen. Bemerkenswert ist, dass das Programm allein im Jahr 2018 193 Vorfälle mit unbeabsichtigter Freisetzung von biologischen Arbeitsstoffen und Toxinen meldete, von denen die meisten das Ergebnis von Arbeiten ohne angemessene Sicherheitsausrüstung waren, die durchschnittlich mehr als eine unbeabsichtigte Freisetzung alle zwei Tage bedeutet.

    Die Internationalen Gesundheitsvorschriften der Weltgesundheitsorganisation (WHO) bieten ein potenzielles Instrument für die Einführung eines solchen rechtsverbindlichen Laborregistrierungsmechanismus auf internationaler Ebene. Gemäß diesen Vorschriften sind die 196 Vertragsstaaten der Weltgesundheitsorganisation verpflichtet, Informationen über biologische Ereignisse in ihren jeweiligen Hoheitsgebieten auszutauschen, die eine grenzüberschreitende Bedrohung für andere Mitgliedstaaten darstellen können, einschließlich der Benachrichtigung innerhalb von 24 Stunden über Ereignisse, die einen „öffentlichen Gesundheitsnotstand von“ darstellen können internationales Interesse“ wie COVID-19. Die Vorschriften könnten sinnvollerweise erweitert werden, um die Offenlegung von qualifizierten Laboratorien und die Spezifizierung der untersuchten biologischen Arbeitsstoffe und der durchgeführten Aktivitäten nach Biosicherheitsstufe einzuschließen. Von qualifizierten Laboratorien wird erwartet, dass sie alle Laboratorien einschließen, die ein Risiko für die öffentliche Gesundheit für die umliegende oder globale Gemeinschaft darstellen. Dies würde jedes Labor der Biosicherheitsstufe 2 umfassen, das mit ansteckenden biologischen Arbeitsstoffen von mittlerer bis schwerer Letalität arbeitet oder für die es keine Behandlungen oder Impfstoffe gibt, alle Laboratorien der Biosicherheitsstufe 3 und alle Laboratorien der Biosicherheitsstufe 4. Um ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Transparenz zu gewährleisten, würde die entsprechende Datenbank auf einer zugangsbeschränkten Website geführt, auf der die Weltgesundheitsorganisation regelmäßig aktualisierte öffentliche Informationen bereitstellen könnte, wie z internationale Trends. (Ein bestehendes Beispiel dafür ist die Incident and Trafficking Database der Internationalen Atomenergiebehörde.) Da diese Informationen bereits für andere Zwecke gesammelt werden, sollte ein solches Mandat weder den Verwaltungsaufwand für Labors erhöhen noch die friedliche Forschung in irgendeiner Weise behindern.

    Schritt 2: Biosicherheitsakkreditierung im Labor

    Als nächstes müssen registrierte Laboratorien im Rahmen eines international anerkannten Akkreditierungsverfahrens für die biologische Sicherheit von Laboratorien streng auf die Gewährleistung der Sicherheit geprüft werden. Laborinfektionen und Freisetzungen treten weiterhin auf, obwohl allgemein anerkannte internationale Richtlinien im Laboratory Biosafety Manual der Weltgesundheitsorganisation festgelegt sind, die empfohlene Laborpraktiken, Sicherheitsausrüstungen und Einrichtungen basierend auf dem behandelten biologischen Arbeitsstoff und der durchgeführten Aktivität aufzeigen . Es gibt kein international anerkanntes Akkreditierungsverfahren unter der Weltgesundheitsorganisation oder einem anderen System, um offiziell zu bestimmen, ob ein bestimmtes Labor und seine Mitarbeiter „sicher“ sind, mit einem bestimmten biologischen Arbeitsstoff auf eine bestimmte Weise zu arbeiten. Die „General Requirements for the Competence of Testing and Calibration Laboratories“ der International Organization for Standardization – die die teilnehmenden Laboratorien umfassend hinsichtlich der Konformität von Personalqualifikationen, schriftlicher Verfahrensvalidierung, Gerätekalibrierung und -wartung, Einrichtungsbedingungen, Prüfqualität und Aufzeichnungenpflege bewertet – bietet ein nützliches Modell für einen ähnlichen globalen Biosicherheitsstandard.

    Es ist wichtig zu verstehen, dass das Labor selbst nur ein Aspekt der biologischen Sicherheit ist, selbst das am besten entworfene, gebaute und ausgestattete Labor der Welt hängt von seinen Mitarbeitern ab, die über die notwendigen Fähigkeiten verfügen, um konsequent bewährte Verfahren zur Minimierung von Risiken anzuwenden. Der Erwerb dieser Fähigkeiten ist jedoch nicht einfach. Es gibt keinen fortgeschrittenen Studiengang für Biosicherheit, und es gibt zwar Ausbildungsmöglichkeiten, die jedoch auf internationaler Ebene weder standardisiert noch vorgeschrieben sind. Als solches wird allgemein anerkannt, dass das meiste Lernen bei der Durchführung von Laborarbeiten unter Aufsicht stattfindet, ähnlich wie ein chirurgischer Assistenzarzt lernt, eine Operation durchzuführen, indem er einem höheren Chirurgen assistiert und im Laufe der Zeit schrittweise Verantwortung übernimmt. Dem Beispiel der International Standards Organization folgend muss daher jeder formelle Biosicherheitsakkreditierungsprozess eine Qualifizierungskomponente beinhalten, die Personal für Aktivitäten mit höherem Risiko mit biologischen Arbeitsstoffen auf der Grundlage nachgewiesener Fähigkeiten zertifiziert, ähnlich der Zertifizierung durch das World Institute for Nuclear Security Academy im Nuklearbereich.

    In Verbindung mit der oben beschriebenen Laborregistrierungspflicht könnte in die aktualisierten Internationalen Gesundheitsvorschriften ein formeller Akkreditierungsprozess für die biologische Sicherheit von Laboren aufgenommen werden, der für alle Vertragsstaaten rechtsverbindlich wird. Die Einhaltung könnte vernünftigerweise durch vertrauensbildende Maßnahmen nachgewiesen und aufrechterhalten werden, die eine Reihe von Überprüfungsinstrumenten und/oder -organen nutzen, von minimal-invasiven Peer-Reviews durch Nichtregierungsorganisationen bis hin zu Missionen, die denen des International Physical Protection Advisory Service der Internationalen Atomenergie-Organisation ähneln im Nuklearbereich. Compliance-Audits können Laborinspektionen, Überprüfung von Aufzeichnungen über Schulungen, Standardarbeitsanweisungen und Wartung und Zertifizierung von Geräten/Einrichtungen und standardisierte Eignungsprüfungen mit inkrementeller Planung von Korrekturmaßnahmen umfassen.

    Schritt 3: International Scientific Review BoardGründung und Aufsicht

    Unter dem Strich dienen Labore dem öffentlichen Interesse, stellen jedoch ein noch so kleines Risiko dar, das sich auf die lokale und globale Gemeinschaft ausdehnt. So wie Kernkraftwerke zum Schutz der umliegenden Gemeinden und Länder einer kollegialen Aufsicht unterliegen, ist daher ein gewisses Maß an Selbstüberwachung erforderlich, um ein angemessenes Laborrisikomanagement für gefährdete Bevölkerungsgruppen zu gewährleisten. Ziel ist es, eine einheitliche Rechenschaftspflicht von Laboratorien für die Sicherheit ihrer umliegenden Gemeinden und Umgebungen zu gewährleisten und gleichzeitig die Fähigkeit zu erhalten, das Verständnis und die Behandlung von Infektionskrankheiten voranzutreiben. Derzeit gibt es kein formelles internationales Gremium für die risikobasierte Überprüfung und Beaufsichtigung der Forschung im Zusammenhang mit Infektionskrankheiten.

    Der Weltverband der Nuklearbetreiber bietet ein Modell für ein solches Aufsichtsgremium. Dieser Verband führt Peer-Reviews, Leistungsanalysen und Schulungen durch, um sicherzustellen, dass die Kernkraftwerke der Welt konsequent internationale Sicherheitsstandards erfüllen. Ein ähnlicher internationaler wissenschaftlicher Gutachterausschuss aus qualifizierten Experten würde lokalen und globalen Gemeinschaften die notwendige Sicherheit hinsichtlich der Risiken geben, die mit bestimmten Arten von Hochrisikoforschung im Zusammenhang mit Infektionskrankheiten verbunden sind. Diese Risiken würden nicht nur berücksichtigt, sondern auf einen internationalen Standard der Risikoakzeptanz abgeschwächt. Der Vorstand wäre dafür verantwortlich, zu definieren, welche Arten von Forschung angewendet werden sollen, aber es wird erwartet, dass allgemeine Kategorien die Gain-of-Function-Forschung umfassen, um die Übertragbarkeit, Infektiosität oder Virulenz einer qualifizierten Rekombinationsforschung eines biologischen Wirkstoffs zu verbessern, an der ein qualifizierter biologischer Wirkstoff oder seine Sequenz-de-novo-Synthese von völlig neuen biologischen Wirkstoffen oder Wirkstoffen, für die es keine allgemein verfügbare Behandlung oder keinen Impfstoff gibt.

    In der Praxis wird erwartet, dass der Vorstand nach dem folgenden dreistufigen Verfahren arbeitet.

    Zunächst würden die Laboratorien eine Beschreibung der qualifizierten Hochrisikoforschung einreichen, in der der Projekttitel und die Zusammenfassung der primären und kooperierenden Institutionen der Forscher und ihrer Rolle des wissenschaftlichen Bedarfs angegeben werden, einschließlich kritischer Wissenslücken, die sich auf die Risiko-Nutzen-Analyse beziehen, anwendbare Sicherheitsbestimmungen und einen Fahrplan für die Technologieentwicklung für die Entwicklung entsprechender Gegenmaßnahmen, damit sich die Forschung über den Wert des Wissens selbst hinaus für die Öffentlichkeit greifbar auszahlt. Im Jahr 2015 zeigten beispielsweise amerikanische und chinesische Wissenschaftler, darunter Wissenschaftler des Wuhan Institute of Virology, dass ein gefährliches Virus, das dem Schweren Akuten Respiratorischen Syndrom ähnelt, mit nur geringfügigen genetischen Veränderungen leicht von Mensch zu Mensch übertragen werden kann. Die Forschung wurde jedoch nicht von entsprechenden medizinischen Gegenmaßnahmen wie Diagnostik-, Therapeutika- und/oder Impfstoffplattformen begleitet, die sich während der aktuellen COVID-19-Pandemie als vorteilhaft erwiesen haben könnten.

    Nach Erhalt dieser Beschreibung würde ein Peer Review feststellen, ob die Arbeit auf der Grundlage des wissenschaftlichen Bedarfs, der Risiko-Nutzen-Analyse und der Roadmap für die Technologieentwicklung gerechtfertigt ist. Diese Begutachtung würde dem Modell des Peer-Reviews für wissenschaftliche Publikationen folgen, bei dem Artikel zur Veröffentlichung angenommen, zur Korrektur zurückgesendet oder abgelehnt werden.

    Nach der Genehmigung würden die Arbeiten unter der Aufsicht des Vorstands beginnen, die erste, geplante und ungeplante Sicherheitsinspektionen durchführen, Fortschritte und Ergebnisse überprüfen und eine Plattform für Peer-to-Peer-Unterstützung, Unterstützung und Schulung bieten würden.

    Schritt 4: International Policy Review Board – Einrichtung und Aufsicht

    Schließlich ist ein Forum für den internationalen Dialog erforderlich, um sich auf Standards zu einigen, die darauf abzielen, den globalen Laborfußabdruck auf der Grundlage des wissenschaftlichen und öffentlichen Gesundheitsbedarfs und des kumulativen Risikos zu reduzieren und/oder umzufunktionieren.

    Wissenschaftlicher und öffentlicher Gesundheitsbedarf

    Jeder Ansatz zur Reduzierung der Anzahl und/oder des Zwecks bestehender oder zukünftiger Labore muss mit einer Bedarfsermittlung beginnen. Der Bedarf an diagnostischen Laboratorien richtet sich nach dem „Durchsatz“, d. h. der Anzahl der Proben, die in einem bestimmten Gebiet erzeugt werden, ähnlich wie der Bedarf an einer Grundschule durch die Anzahl der Kinder bestimmt wird, die in einem bestimmten Entsendebezirk leben. Durch Hochrechnung der Anzahl der zu analysierenden Proben nach Testtyp kann der Laborraum entsprechend zugewiesen, dimensioniert und ausgestattet werden. Diese diagnostischen Laboratorien sollten die Standards der Biosicherheitsstufe 2 erfüllen, müssen jedoch keine höheren Biosicherheitsstandards erfüllen, solange die entsprechenden Protokolle befolgt werden.

    Der Bedarf an Forschungslabors ist schwieriger zu berechnen. Typischerweise basiert der Forschungsbedarf teilweise auf der regionalen Belastung durch Infektionskrankheiten und teilweise auf der spezifischen Qualifikation eines bestimmten Labors. Ein umfassenderer Ansatz könnte darin bestehen, regionale Forschungsagenden aufzustellen und Laborfußabdrücke entsprechend zu skalieren. Diese Forschungsagenden würden auch dazu dienen, die Nachhaltigkeit von Labors zu verbessern, indem sie internationale Forschungszusammenarbeit, Informationsaustausch, Aufsicht und Lieferkettenmanagement informieren und ermöglichen.

    Da das Risiko eines einzelnen Labors nicht null ist, muss das kumulative Risiko bei der Planung oder Programmierung von Laboren berücksichtigt werden. Obwohl Labore der Biosicherheitsstufe 4 definitionsgemäß die höchste Risikokategorie mit den biologischen Arbeitsstoffen mit dem höchsten Risiko beherbergen, können ihre begrenzte Anzahl und ihre strengen Biosicherheitsstandards ein vergleichsweise geringeres Risiko darstellen als Laboratorien der Biosicherheitsstufen 2 und 3 insgesamt. Jedes Level-2- und Level-3-Labor birgt nicht nur Risiken im Zusammenhang mit der direkten Arbeit mit biologischen Arbeitsstoffen, sondern auch chemische, elektrische und Risiken höherer Gewalt (Feuer, Erdbeben usw.). Noch wichtiger ist, dass gefährliche biologische Arbeitsstoffe sowie unbekannte Proben im Allgemeinen mit niedrigeren biologischen Sicherheitsstufen behandelt werden.

    Während beispielsweise viel über das Labor der Biosicherheitsstufe 4 des Wuhan Institute of Virology (das 2017 eröffnet wurde) gemacht wurde, wäre jede Forschung mit verwandten Coronaviren höchstwahrscheinlich in seinen langjährigen Labors der Stufe 2 oder 3 durchgeführt worden. Fledermausproben, die auf das Vorhandensein von Coronaviren untersucht werden, würden höchstwahrscheinlich in einem Labor der Biosicherheitsstufe 2 in einer Biosicherheitswerkbank ausgepackt und aufbereitet und dann gegebenenfalls zur weiteren Forschung in ein Labor der Biosicherheitsstufe 3 gebracht. Selbst das vergleichsweise tödliche Coronavirus, das für den Ausbruch von 2003 verantwortlich war, wird nicht höher als die Biosicherheitsstufe 3 behandelt und nur dann, wenn das Virus wissentlich kultiviert oder charakterisiert wird.

    Zusammenfassende Empfehlungen

    Da bestimmte Laboratorien ein Risiko für lokale und globale Gemeinschaften sowie Tierpopulationen und die Umwelt darstellen, müssen Schritte unternommen werden, um ihre Sicherheit zu gewährleisten und die Rechenschaftspflicht auf internationaler Ebene zu gewährleisten. Zu den notwendigen Schritten gehören Laborregistrierung Biosicherheitsakkreditierung Selbstauskunft qualifizierter Hochrisikoforschung Peer Review und Beaufsichtigung offengelegter Hochrisikoforschung durch ein internationales wissenschaftliches Gutachtergremium aus qualifizierten Experten und ein internationaler Dialog zur Festlegung von Standards für die Skalierung des globalen Laborfußabdrucks basierend über den wissenschaftlichen Bedarf und die öffentliche Gesundheit gegen das kumulative Risiko abgewogen. Zusammen werden diese Schritte das Risiko weitreichender Laborunfälle und Missgeschicke verringern und es der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft ermöglichen, weiterhin unvermindert Pandemiebedrohungen zu bekämpfen.

    Dr. Richard Pilch, ausgebildeter Arzt, ist Direktor des Programms zur Nichtverbreitung chemischer und biologischer Waffen am James Martin Center for Nonproliferation Studies. Er hat im Auftrag der US-Regierung mehrere Programme zur Bedrohungsreduzierung geleitet, die biologische Kriegsführung, Bioterrorismus und Notfälle von internationaler Bedeutung im Bereich der öffentlichen Gesundheit bewertet und behandelt.

    Miles Pomper ist Senior Fellow am James Martin Center for Nonproliferation Studies, das zum Monterey Institute of International Studies gehört, und Vorsitzender der Arbeitsgruppe für spaltbare Materialien, der führenden internationalen Nichtregierungskoalition für nukleare Sicherheit.


    Als Risikogruppen werden Krankheitserreger bezeichnet, die bei Mensch oder Tier Infektionskrankheiten verursachen. Bei der biologischen Risikobewertung zur Bestimmung eines angemessenen biologischen Sicherheitsniveaus, in dem das Verfahren durchgeführt werden kann, werden hauptsächlich infektiöse biologische Arbeitsstoffe berücksichtigt. Ein weiterer Aspekt ist die Fähigkeit von Mikroorganismen, Krankheiten bei Mensch oder Tier zu verursachen, Tätigkeiten im Labor, Ausbildung und Gesundheit des Laborpersonals usw. Mikroorganismen werden in vier Risikogruppen eingeteilt:

    Mikroorganismen werden bei gesunden erwachsenen Menschen oder Tieren nicht mit Krankheiten in Verbindung gebracht. (kein oder geringes individuelles und gemeinschaftliches Risiko) z.B.: E.coli K-12, Laktobazillen.

    Wirkstoffe werden mit menschlichen oder tierischen Krankheiten in Verbindung gebracht, die für Labormitarbeiter, die Gemeinschaft oder die Umwelt selten schwerwiegend sind und für die häufig präventive oder therapeutische Interventionen verfügbar sind. (moderates individuelles Risiko, geringes Gemeinschaftsrisiko) z.B.: Herpesvirus, Streptokokken.

    Krankheitserreger werden mit schweren Krankheiten von Mensch oder Tier in Verbindung gebracht, übertragen sich jedoch normalerweise nicht von einem infizierten Individuum auf ein anderes, für das präventive oder therapeutische Interventionen möglich sind. (hohes individuelles Risiko, geringes Gemeinschaftsrisiko) zB: Schwarze Pest.

    Krankheitserreger werden mit der schweren menschlichen oder tierischen Krankheit in Verbindung gebracht, die leicht von einem Individuum auf ein anderes direkt oder indirekt übertragen werden kann, für die präventive oder therapeutische Interventionen nicht verfügbar sind. (hohes individuelles und gemeinschaftliches Risiko) Z. B.: SARS Covid -19, Ebola-Virus.

    Daraus kann geschlossen werden, dass das mit Risikogruppen verbundene Gefährdungsniveau in RG1 am niedrigsten und in RG4 am höchsten ist. Bei Verwendung von Mikroorganismen der Risikogruppe 4 sind umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen getroffen. Dies liegt nicht nur an der Virulenz dieses Erregers, sondern auch an seinem Potenzial für den Einsatz im Bioterrorismus.

    Die biologischen Sicherheitsstufen basieren auf der Zusammensetzung von Konstruktionsmerkmalen, Ausrüstungen, Sicherheitseinrichtungen, Betriebsverfahren und Konstruktion usw., die für die Arbeit mit Mikroorganismen der verschiedenen genannten Risikogruppen erforderlich sind.

    Es gibt vier Biosicherheits- oder Pathogen-/Schutzstufen zum Schutz vor den Pathogenen, einschließlich Bakterien, Viren, Parasiten, Prionen, Rickettsien, etc. Der Schutz vor infektiösen biologischen Agenzien muss berücksichtigt und für das Laborpersonal, die lokale Gemeinschaft und die Umwelt sichergestellt werden. Daher gibt es auf jeder Biosicherheitsstufe strenge Anforderungen an das Labordesign, die persönliche Schutzausrüstung und die zu verwendende Biosicherheitsausrüstung. Wir können Risikogruppen dem Biosicherheitsniveau zuordnen, aber nicht die Niveaus mit Gruppen gleichsetzen.

    Zum Beispiel kann ein Verfahren mit einem infektiösen biologischen Agens unter den BSL-2-Bedingungen durchgeführt werden, aber ein anderes Verfahren mit demselben infektiösen biologischen Agens kann möglicherweise das Risiko für das Laborpersonal oder die Umgebung wie die Bildung von Tröpfchen oder Aerosolen in größerem Maßstab erhöhen Produktion erfordert, dass die Arbeiten unter den BSL-3-Bedingungen durchgeführt werden.

    Biosicherheitsstufe 1 (BSL-1)

    1. BSL-1-Labors sind dafür bekannt, infektiöse biologische Agenzien zu untersuchen, sie verursachen keine Krankheiten bei gesunden Erwachsenen und Tieren.

    2. Es verursacht minimale Gefahren für das Laborpersonal, die Umgebung und die Umgebung.

    3. BSL-1-Labors verfügen über eine leicht zu reinigende Arbeitsfläche.

    Biosicherheitsstufe 2 (BSL-2)

    1. BSL-2-Laboratorien werden verwendet, um infektiöse biologische Arbeitsstoffe oder Krankheitserreger mit mittlerem Risiko zu untersuchen, die bei versehentlichem Einatmen oder Verschlucken ein Risiko darstellen.

    2. Betreuung durch den Wissenschaftler mit mikrobiologischer oder verwandter Ausbildung.

    3. Es sollte eine offene Werkbank und eine biologische Sicherheitswerkbank für potenzielle Aerosole geben, die während der Untersuchung infektiöser Mikroorganismen gebildet werden.

    Biosicherheitsstufe 3 (BSL-3)

    1. BSL-3-Labors werden verwendet, um eine schwere und potenziell tödliche Krankheit zu untersuchen, die über einen Inhalationsweg eintritt.

    2. Hierfür sollte ein laborspezifisches Biosicherheitshandbuch erstellt werden, das die Bedienung und alle Sicherheitsanforderungen enthält.

    3. Laborpraktiken sollten Stufe 2 plus Spezialkleidung, kontrollierter Zugang, gerichteter Luftstrom sein.

    1. BSL-4 is the highest level of biosafety precautions, and this is appropriate for work with those infectious biological agents that cause severe to fatal disease in human and animals for which there is no available vaccine and treatment.

    2. There should be class III BSC, or positive pressure suits in conjunction with Class II BSCs, double-ended autoclave (through the wall), filtered air safety equipment.

    The assignment of an agent to a biosafety level for laboratory work must be based on a risk assessment, and these factors can be taken into account:

    ● Pathogenicity of the microorganisms.

    ● Mode of transmission and the host range of microorganisms.

    ● Local availability of effective preventive measures.

    ● Local availability of effective preventive treatments.

    1. Safety, L. (2020). Risk Groups Biosafety Levels – Laboratory Safety. Retrieved from wp.stolaf.edu

    2. Biosafety Risk Groups and working at BSL-1, BSL-2, or BSL-3, UVA-EHS. (2020). Retrieved


    Only one lab in China can safely handle the new coronavirus

    As an escalating viral outbreak unfolds in China, only one lab in the country meets the required biosafety standards needed to study the new disease.

    The lab happens to sit in the center of Wuhan, the city where the newly identified coronavirus first appeared, according to the Hindustan Zeiten, an Indian news outlet. The facility, known as the Wuhan National Biosafety Laboratory, is housed within the Chinese Academy of Sciences and was specifically designed to help Chinese scientists "prepare for and respond to future infectious disease outbreaks," according to a 2019 report published by the U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

    The Chinese government moved to construct such a lab following the 2003 SARS (severe acute respiratory syndrome) epidemic, during which more than 8,000 people caught the infection and more than 750 died worldwide, according to the CDC. Laboratories that handle pathogens receive a rating of 1 to 4, depending on what class of microbe they can feasibly contain, with 1 representing the lowest risk and 4 representing the highest risk. Designated at Biosafety Level 4 (BSL-4), the Wuhan lab can hold the world's most dangerous pathogens at maximum biocontainment levels.

    All researchers in a BSL-4 lab must change their clothing upon entering the facility, shower upon exiting and decontaminate all of the materials used during experimentation, according to the CDC. Lab members wear full-body, pressurized suits to isolate themselves from the surrounding environment. The lab itself must be held in a separate building or an isolated wing within the surrounding university and must be supplied with its own air filtration and decontamination systems.

    BSL-4 labs are built to contain infectious agents such as the Ebola, Nipah and Crimean-Congo hemorrhagic fever viruses, all of which are highly transmissible and frequently fatal diseases.

    Although China intends to build five to seven high-containment laboratories by 2025, as of now, only the Wuhan lab can currently contain pathogens of this nature, according to the 2019 CDC report.

    Chinese health officials have classified the new coronavirus as a Class B infectious disease, placing the illness in the same category as SARS and HIV/AIDS, The Washington Post reported. However, the Chinese government announced that it will institute Class A controls &mdash which are usually reserved for more dangerous diseases, like cholera and the plague &mdash in an attempt to contain the outbreak.


    Solid biohazardous waste

    • Collect in plastic autoclavable waste bags with a biohazard symbol double bagging is recommended for petri dishes.
    • Contain the bag inside a rigid, leak-proof container that has a biohazard symbol itself or allows the bag’s biohazard symbol to be visible.
    • Loosely tie bags before autoclaving to allow steam to penetrate.

    Biohazardous glass and plastic waste

    • Collect in a container that cannot be punctured such as a pipette box/keeper or a sturdy cardboard box lined with a biohazard bag.
    • See the Sharps and Laboratory Glass page for more information.

    Sharps waste

    • Collect in red plastic sharps containers with a biohazard symbol and tight-fitting lid.
    • Do not mix with any other type of waste.
    • See the Sharps and Laboratory Glass page for more information.

    Liquid biohazardous waste

    • Collect in leak-proof, rigid containers labeled with a biohazard symbol.
    • If transporting, close and seal containers, and place in a leak-proof secondary container.

    Abstrakt

    The International Genetically Engineered Machines (iGEM) competition is one of the largest and most visible activities in synthetic biology. iGEM serves to introduce synthetic biology to students—the pool of talent for the future of synthetic biology. Although its participants have tried to construct useful genetic devices and systems in a playful way, iGEM has also been recognized for its important role in raising students' awareness of biosafety issues. In the present study, we analyzed how the iGEM teams have quantitatively and qualitatively dealt with new safety requirements in recent years and what suggestions were made to further improve biosafety. We found an increase in the number of teams reporting safety aspects and a general improvement in the safety assessment of their projects. Although the students' safety awareness has improved, certain gaps must still be filled before iGEM can fully live up to its role as an educational competition.

    One goal of synthetic biology is to develop novel approaches to make tools that make biology easy to engineer ( Gough 2007, Smolke 2009). The International Genetically Engineered Machines (iGEM) competition, which benefits from community-based efforts, is an international, interdisciplinary, undergraduate competition in which synthetic biology is used both as a scientific exercise and as an educational tool ( Bikard and Képès 2008, Smolke 2009, Dress 2010).

    The event, which began in 2003, has grown from 16 students in a one-month design class to three separate regional competitions, with over 1000 participants from 143 teams from 28 different countries in 2011. Because of the fast expansion of the participant field, iGEM 2011 was for the first time conducted in three different regions: (1) the Americas, (2) Asia and Australia, and (3) Europe and Africa. Sixty-six teams participated in the final competition on 5–7 November 2011 at the Massachusetts Institute of Technology, in Cambridge (see table 1).

    The number of participating teams and of countries represented in the International Genetically Engineered Machine (iGEM) competition.

    Year . Number of teams registered . Number of teams with completed wikis . Number of countries represented .
    2004 5 5 1
    2005 13 13 5
    2006 37 37 15
    2007 54 54 19
    2008 84 77 21
    2009 112 102 25
    2010 130 116 25
    2011 a 165 143 28
    Year . Number of teams registered . Number of teams with completed wikis . Number of countries represented .
    2004 5 5 1
    2005 13 13 5
    2006 37 37 15
    2007 54 54 19
    2008 84 77 21
    2009 112 102 25
    2010 130 116 25
    2011 a 165 143 28

    a In 2011, the competition was split into three regional precompetitions: (1) the Americas, (2) Europe and Africa, and (3) Asia and Australia.

    The number of participating teams and of countries represented in the International Genetically Engineered Machine (iGEM) competition.

    Year . Number of teams registered . Number of teams with completed wikis . Number of countries represented .
    2004 5 5 1
    2005 13 13 5
    2006 37 37 15
    2007 54 54 19
    2008 84 77 21
    2009 112 102 25
    2010 130 116 25
    2011 a 165 143 28
    Year . Number of teams registered . Number of teams with completed wikis . Number of countries represented .
    2004 5 5 1
    2005 13 13 5
    2006 37 37 15
    2007 54 54 19
    2008 84 77 21
    2009 112 102 25
    2010 130 116 25
    2011 a 165 143 28

    a In 2011, the competition was split into three regional precompetitions: (1) the Americas, (2) Europe and Africa, and (3) Asia and Australia.

    The iGEM competition is shaped along the lines of similar engineering competitions in other fields, such as the RoboCup competition to design intelligent robots (www.obocup.org) and the Shell Eco-marathon to design, build, and test ultra-energy-efficient vehicles (www.shell.com/home/content/ecomarathon). These forms of competition build creative yet transient communities that share the same spirit, irrespective of what original technical objects the competitions are geared to produce. They are all designed to elicit enthusiasm among young scholars in science and engineering in a stimulating but stringent process and in a group of like-minded peers. This makes such competition a very successful format of education. These educational aspects are accompanied by technical developments as well, not only for fun but also for practical applications. Examples of these iGEM projects (http://ung.igem.org/IGEM/Learn_About) include the following: Arsenic Biodetector is a bacterial biosensor that responds to a range of arsenic concentrations and produces a change in pH calibrated in relation to arsenic concentration. The goal was to help developing countries—in particular, Bangladesh—to detect arsenic contamination in drinking water. BactoBlood was intended to develop a cost-effective red blood cell substitute by engineered Escherichia coli Bakterien. The product should be able to transport oxygen in the bloodstream safely, without inducing sepsis, and should have a prolonged shelf life when it is freeze dried. The Cesium Recovery project is a bacterial system for cleaning up the radioactive contamination after a nuclear meltdown, such as the one in Fukushima, Japan. The engineered bacteria would be released into the environment (the sea) to sense and move toward cesium-137 and then accumulate it. The concentrated cesium would then be recovered in an as-yet-unspecified way, contributing to a bioremediation process.

    Like synthetic biology itself, iGEM grew out of the interdisciplinary cooperation of engineering science, chemistry, computer science, and life science. For many of the students, iGEM is their first experience in working with microorganisms and genetic engineering techniques, and it is the first time they have had to deal with biosafety precautions.

    Just as most other fields are, synthetic biology is subject to specific regulations to ensure that research is done in a responsible and safe manner ( Check 2005). The iGEM competition is an important showcase event for synthetic biology, for both the professional and amateur contenders. It therefore raises the inevitable key questions: How can it benefit our society? What are the challenges? Is it safe? Are there risks?

    Biosafety and ethics are very important issues, especially for those technologies that can potentially make the leap from the research ideas to commercial products. It therefore comes as no surprise that the iGEM event has also brought up new challenges regarding ethical, social, and legal issues ( Goodman 2008). Any new kind of technology may present a risk to the environment or to public health.

    In the early years of the iGEM competition (before 2007), the organizers focused mainly on attracting more teams to the event and on improving logistics. Considering the potential biosafety risks of constructing novel genetic devices and systems, the iGEM organizers decided in 2008 to make safety issues (i.e., answering certain biosafety questions) a mandatory requirement. Since then, no iGEM team was eligible to win any medal or grand prize if they did not address biosafety questions properly.

    Our study was designed to determine how many teams have addressed biosafety issues in their iGEM project and whether any trend can be observed. We reviewed all the iGEM projects between 2008 and 2011, with a particular focus on their biosafety responses. We describe here the evolution of safety requirements and reporting in iGEM and determine the differences between years. We then analyze how teams responded to the safety questions quantitatively and qualitatively. We conclude by proposing further ideas to make iGEM an even better and more safety-aware platform for the next generation of synthetic biologists.


    Material und Methoden

    The experiment was conducted in three summer seasons (2006–2011–2016) near the bathing sites in three lakes in Olsztyn: Kortowskie, Tyrsko and Skanda, which are the most popular as recreational sites. Microfungi isolated from the phyllosphere of 13 plant species of the littoral zone from dropped leaves of coast plants with no disease symptoms were the study material. Submerged parts of the same plants from each lake were used as follows: Phragmites australis L., Hydrocharis morsus-ranae L., Veronica beccabunga L., Nuphar lutea L., Stratioites aloides L., Persicaria amphibia L., Potamogeton natans L., Lemna minor L., Ceratophyllum demersum L., Urticularia vulgaris L., Myriophyllum sp. and dropped leaves of Alnus glutinosa Land Acer-Platanoide L. Each season, the material was collected in late spring, summer, and early autumn three times, giving a total of 27 samples of vegetation. The material was taken along the shoreline in the immediate vicinity of places intended for recreation—bathing areas. On Skanda and Tyrsko lakes, vegetation was collected on the northwestern shore of the lake, while on Kortowskie lake—on the south-eastern shore (Fig. 1).

    The scheme of sampling sites localization

    Fragments of plants, with an area of ca. 1 cm 2 , were placed in Sabouraud agar and incubated at 37 °C for 48–72 h. The culture was watched for clouding, deposits or a membrane on the broth surface, which were symptoms of yeast presence. Five drops of 20 μl were taken from each culture with visible microfungi growth and inoculated on solid Sabouraud agar with chloramphenicol (0.05%) by the “one drop” method. The samples were incubated for 48–72 h at 37 °C. The colony growth was passaged onto slants with Sabouraud agar and subjected to a standard diagnostic analysis commonly applied in mycological laboratories. The following were evaluated: macroscopic features (colour, sheen, surface structure, growing into agar), microscopic features in microculture on Nickerson agar (presence and position of blastospores, chlamydospores, formation of pseudomycelium) and biochemical features (zymograms, carbohydrate auxanograms) [4]. Due to the adopted method of pure fungi culture, the number of CFU/dm 3 was not determined, but rather the observations were focused on differentiation and comparison of the species composition of the isolates with the results of studies conducted earlier in the same waters [1,2,3] during which a total of 212 water samples were taken for mycological analyses. The biosafety level (BSL) was determined for microfungi species [22, 23].

    The species were identified with identification keys and studies: Kurtzman and Fell [24], Kurtzman et al. [25] and de Hoog et al. [23]. Photographic documentation was performed and the identified species were catalogued.

    The significance of differences in the number of species between individual lakes was tested by means of the Kruskal–Wallis test followed by Dunn’s test of multiple comparisons (P < 0,05). In turn, repeated measures ANOVA (Friedmann) and then T test (Wilcoxon, P < 0.05) were employed to check the significance of differences in the number of species between individual research seasons. The correlation between the prevalance of microfungi in water and in the phyllosphere was established by computing the Spearman’s rank correlation coefficient. All statistical analyses were performed using STATISTICA 13 package (StatSoft).


    Team:Copenhagen/Safety

    By combining biology and engineering, Synthetic Biology is seen as the design and construction of new biological functions and systems not found in nature. The aim of this biological construction holds high promise in the discovery of cures for various diseases, methods for biofuel production, plants of the future, functional foods and molecular bioelectronics. The development of better medicine and sustainable energy are some of the main focuses.

    Rapid advances within this new emerging field have the potential of greatly benefitting mankind, though posits tremendous dangers in the wrong hands or if mistakes are made. It is therefore imperative that we as future researchers are completely aware of the consequences we might have on society and the environment. It is therefore imperative that we as a team are completely aware of the safety and security of our labs and our work, and that we recognize the importance of each member’s responsibility to uphold both international and national laws, regulations and guidelines.


    Biosafety and Biosecurity

    The Danish laws for working with GMO’s are set forth by the Danish Labour Inspectorate, Arbejdstilsynet, and apply to both commercial and academical institutes. Under these laws, The Faculty of Health Sciences at the University of Copenhagen has set forth a list of procedures for working in a GMO level 1 laboratory. These are followed thoroughly by all members of the Copenhagen iGEM team 2011.

    The WHO defines biosafety as the prevention of unintentional exposure to pathogens and toxins, or their accidental release, whereas biosecurity is the prevention of loss, theft, misuse, diversion or intentional release of pathogens and toxins.


    Biosecurity:

    It is important to keep unqualified personnel and trespassers away from the laboratory and the samples. Access to the laboratories during afterhours is locked down automatically, and a magnetic keycard (only approved by the administration at the University of Copenhagen) is necessary for admittance to the lab areas.

    Following the guidelines to the WHO Laboratory biosafety manual, the safety of our iGEM team is ensured by having our laboratories equipped with fire extinguishers, emergency showers, eye showers and heart defibrillators. The same laboratories, which are in use for our iGEM project, are classified as BSL level 1 on the WHO terminology of biosafety levels (BSL).

    The Copenhagen iGEM Team 2011 is currently working with the non-pathetogenic Escherichia Coli derivates XL-Blue and BL21 (DE3), classified under BSL-1. These are generally regarded as safe.

    • Risks to the safety and health of team members or others in the lab?
    • Risks to the safety and health of the general public if released by design or accident?
    • Risks to environmental quality if released by design or accident?

    Environmental safety is ensured as all of our experiments are contained and disposed safely following to both international (WHO) and Danish (Arbejdstilsynet) laws. We use the E.coli strains Bl21 and XL blue, two strains which are generally used in the laboratories and considered safe. The antibiotic resistance genes used are only for development of the design. The project is only on a general research level. No GMO will intentionally be released into the environment during the course of this project. In case of an accidental release of our genetically modified E.coli strain, the added antibiotic resistance gene will quickly be lost to natural selection and therefore not be a problem.

    • This project is designed to produce an agent intended for environmental release. This would require a thorough examination of the safety issues surrounding such a release. For example, would a bacteria designed to kill fungi also kill mushrooms? Or beneficial fungi? If so, what measures would be needed to stop this from happening? It is noted that such a release is not intended but could still happen by accident. If that was to happen, what would the implications be for people that come into contact with the organism, or the environment?

    The oximes our E. Coli are designed to produce, have a documented toxic effect on a wide range of fungi and mushrooms. It is very likely that all fungi and mushrooms in the area of release will die. The best way to limit the death of any beneficial species would be to limit the expression of oximes to high priority areas, such as the leaves of the plants or the area surrounding the roots ect. One way to accomplish this could be to genetically modify the plants or weeds of interest to only express the CYP in the leaves. Resulting in a limited explosion of the oxime to the soil. Such vegetation will of course have to be grown in a way corresponding to the individual countries safety regulation regarding GMO crops.

    Synthetic production of oximes has a perspective to be used e.g. in tree impregnating paint, which it already is an important component of. The use of this paint could therefore only be limited to areas where fungi are unwanted. This should of course be emphasized on the product.

    In case of an accidental release of the modified bacteria the antibiotic containing plasmid will rapidly be lost due to natural selection rendering it harmless to the environment. Also the bacteria we use are so weakened that they will die in a natural environment. Furthermore the promoter we use to induce the transcription of the CYP gene is inducible and only activated by IPTG, which is not present in the nature. Which means that if the bacteria is released, it will quickly lose its resistance gene and it will not produce oximes.

    There will be no risk for malicious misuse because the oximes that are produced are not dangerous and can therefore not be used as a biological weapon.

    Until it has been thoroughly established that it is not harmful to the environment and the level of its toxicity is known, no oxime producing bacteria will be released. So far studies show that the toxicity is limited to fungi and mushrooms. During an accidental release the effect would be very limited because of the scale of oxime production needed to impact larger areas.

    Do any of the new BioBrick parts (or devices) that you made this year raise any safety issues?

    None of the BioBricks we have created raises any specific safety issues. All GMO’s are set to biosafety level 1 (BSL1), there are no risks of hazard or biological safety issues to mankind. Any safety issues discovered will naturally be fully documented in the Parts Registry. Although the iGEM project timescale is insufficient for BioBricks characteristics such as genetic reliability and performance reliability. Additional work is usually required if the Parts Registry is to be fully updated and reliable.

    • Does your institution have its own biosafety rules and if so what are they? Provide a link to them online if possible.
    • Does your institution have an Institutional Biosafety Committee or equivalent group?
    • If yes, have you discussed your project with them? Describe any concerns or changes that were made based on this review.
    • Will / did you receive any biosafety and/or lab training before beginning your project? If so, describe this training.
    • Does your country have national biosafety regulations or guidelines? If so, provide a link to them online if possible.

    1. Needless traffic in and out of the laboratory must be limited. All visitors must wear a lab coat. Visitor lab coats are located at the entrance to the laboratory.

    2. The laboratory must be kept clean and tidy and in good order. After work, all surfaces must be cleared and decontaminated by the user. In case of GMO spill, immediate decontamination must be carried out.

    3. All biological waste, including non-GMO waste, is discarded in special bins labelled “Biohazard” and “GMO”. The material is sealed before being transported for autoclaving. Containers with liquid waste must be clearly labelled with autoclave tape labelled “GMO-waste”.

    4. Pipetting by mouth is absolutely forbidden.

    5. It is absolutely forbidden to bring any kind of food or drink into the laboratory.

    6. Personnel must wash the hands after having been in contact with any type of organisms, GMO or non-GMO, before leaving the laboratory.

    7. Special caution must be taken to minimise aerosol production.

    8. All experiments in the laboratory must be conducted according to this procedure. The procedures are also valid for experiments including recombinant nucleic acids.

    9. Transport of GMO-material between classified areas must be performed using a closed container clearly labelled ”Biohazard” and/or ”GMO”.

    10. If the laboratory is no longer to be used for GMO work, down-classification is carried out after main cleaning.


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