Група вчених закликає до критичного обговорення небезпек створення форм життя з “дзеркальних молекул” через значні ризики, які вони можуть становити для глобального здоров’я.
Такі дивовижні організми поки що не є реальністю, але автори вважають, що ми маємо ретельно зважити ризики, перш ніж зробити цей крок.
“З огляду на цікавість і можливі застосування, деякі дослідники почали працювати над створенням форм життя, що складаються повністю з дзеркальних біологічних молекул,” пишуть 38 експертів у коментарі в журналі Science.
“Такі дзеркальні організми були б радикальним відходом від відомих нам форм життя, і їхнє створення потребує уважного розгляду.”
Все відоме нам життя базується на “правобічних” нуклеотидах у ДНК і РНК та “лівобічних” амінокислотах, що формують білки.
Це явище називається гомохиральністю. Ми точно не знаємо, чому це так, але ця характерна риса хімічних реакцій нашої біосфери не залишає місця для альтернатив.
До того ж дзеркальні аналоги наших амінокислот і нуклеотидів існують, що спонукає деяких дослідників задуматися, чи можна створити новий вид життя, заснований на цих перевернутих молекулах.
Такий експеримент почався б із чогось простого, наприклад, бактерії.
Дослідники зацікавлені в таких дзеркальних бактеріях з кількох причин. Виробництво молекул з нуля є трудомістким процесом, який фармацевтичні компанії воліли б передати бактеріям. Але щоб отримати дзеркальні молекули, потрібні дзеркальні мікроби.
У 2016 році генетик з Гарварду Джордж Черч брав участь у команді, яка створила дзеркальну версію ДНК-полімерази — молекули, що координує копіювання та транскрипцію ДНК у РНК.
Тоді Черч називав цей прорив “чудовим досягненням”, яке наближало його до створення дзеркальної клітини. Тепер він серед 38 вчених, які попереджають про ризики.
Ілюстрація показує молекулярну структуру ферменту, відображену з обох боків дзеркала.
Клітинний фермент T7 РНК-полімераза (ліворуч) допомагає створювати РНК-компонент рибосом, що синтезують білки. Учені створили дзеркальну версію (праворуч), яка в перспективі могла б допомогти створювати перевернуті білки. (Xu & Zhu, Science, 2022).
Той факт, що організм не може розщеплювати дзеркальні білки, спочатку вважався перевагою, але саме ця несумісність з природним життям тепер викликає занепокоєння.
“Існує правдоподібна загроза, що дзеркальне життя може безконтрольно розмножуватися, оскільки природні механізми, які зазвичай обмежують ріст бактерій, не будуть діяти,” пояснює біохімік Майкл Кей з Університету Юти.
“Це механізми на зразок хижаків, які обмежують кількість бактерій, антибіотиків, імунної системи чи травних ферментів, які, ймовірно, не впливатимуть на дзеркальні організми.”
Ці організми можуть мати обмеження через власну органічну несумісність. Наша молекулярна хиральність робить нас сумісними з організмами, які ми споживаємо як їжу, і ймовірно, дзеркальні бактерії не виживуть без їжі, яка відображає їхній власний склад.
Однак десятки вчених, які підписали нову статтю, погоджуються, що ми не можемо дозволити собі експериментувати з такими невідомими ризиками, навіть якщо загроза не є безпосередньою.
“Створення такого організму вимагатиме значних зусиль,” зазначає мікробіолог Вон Купер з Університету Піттсбурга. “Але ми маємо зупинити цей процес і організувати інклюзивний діалог про те, як ефективно керувати такими технологіями.
“Є багато захопливих перспектив, які можуть відкритися завдяки синтетичній біології, і ми хочемо сприяти цьому. Але створення дзеркальних бактерій не варте ризику.”
Стаття опублікована в журналі Science і супроводжується технічним звітом.