Зеркальная жизнь: почему ученые призывают остановить исследования до катастрофы

Биологи приближаются к созданию организмов, которые могут не распознаваться иммунной системой человека, животных и растений. Речь идет о так называемой зеркальной жизни — искусственных клетках, молекулы которых являются зеркальным отражением обычных. Издание The Economist призывает ввести жесткие ограничения на такие исследования, пока технология не вышла из-под контроля.

Что такое зеркальная жизнь и почему она опасна

Многие ключевые молекулы живых организмов обладают хиральностью — «рукостью». Они существуют в двух зеркальных формах, как левая и правая рука. Земная жизнь использует только одну из них: белки состоят из левых аминокислот, а ДНК и РНК — из правых сахаров. Ферменты и иммунная система настроены именно на эту конфигурацию .

Зеркальная жизнь — это гипотетические организмы, построенные из молекул с противоположной ориентацией. Их белки и генетический материал имели бы обратную пространственную структуру. Главная опасность связана с самовоспроизводящимися зеркальными бактериями: иммунная защита людей, животных и растений может их не распознавать. Более того, у них может не быть естественных врагов, которые сдерживают распространение обычных микроорганизмов .

По оценкам экспертов, создание первой зеркальной бактерии технически возможно в течение ближайших 10-30 лет. При достаточном финансировании — около 500 миллионов долларов — срок может сократиться до 10 лет.

Что может произойти при утечке

Согласно анализу, зеркальные бактерии будут размножаться медленнее из-за ограниченного доступа к питательным веществам. Однако их смертность окажется значительно ниже из-за устойчивости к хищникам. Без экологического контроля популяции зеркальных бактерий могут расширяться и вторгаться в разные среды. Потенциальный результат — массовые экологические повреждения, вымирание видов, деградация местообитаний и нарушение круговорота питательных веществ .

Медицинские меры противодействия, такие как зеркальные антибиотики или зеркальные фаги, могут быть разработаны, но их недостаточно для остановки или обращения вспять распространения. Главная проблема — невозможность развернуть такие средства в масштабах всей экосистемы. Они способны защитить лишь часть потенциально огромного ущерба .

Позиция научного сообщества

Международная группа ученых опубликовала в журнале Science технический отчет и статью с призывом к мораторию на создание зеркальной жизни и широкому общественному диалогу. В 2024 году ученые провели брифинги для Белого дома, членов национальногоsecurity-сообщества, Национальных институтов здравоохранения, Национального научного фонда, а также правительств Великобритании, Сингапура и Бразилии .

ЮНЕСКО рекомендовала ввести предосторожный глобальный мораторий на создание клеток зеркальной жизни. Крупные филантропические организации, включая Фонд Альфреда Слоуна, объявили, что не будут финансировать исследования, ведущие к созданию зеркального микроорганизма. Бюллетень ученых-атомщиков включил соображения о зеркальной жизни в свой последний отчет о Часах Судного дня .

Есть ли альтернативные мнения

Не все ученые разделяют апокалиптический сценарий. Некоторые считают, что опасность преувеличена. Иммунолог из Питтсбургского университета отметил, что млекопитающая иммунная система обладает невероятной способностью создавать антитела против любой формы, и задался вопросом, почему зеркальная форма должна быть исключением. Однако при более детальном рассмотрении он увидел каскад потенциальных проблем задолго до производства антител: макрофаги, которые иммунная система использует для идентификации и уничтожения захватчиков, задействуют хиральные сенсорные рецепторы. Это означает, что организм может быть инфицирован зеркальным микроорганизмом, но не сможет его обнаружить или защититься. Отсутствие врожденного иммунного распознавания — чрезвычайно опасная ситуация для хозяина .

Другие исследователи указывают, что углеводы под названием гликаны уже существуют в обеих формах, даже у патогенов, и иммунная система распознает обе. Эксперименты, focused на взаимодействии иммунной системы с зеркальными молекулами, могли бы прояснить риски .

Что предлагается делать

Ученые рекомендуют не создавать зеркальные бактерии и другие зеркальные организмы, даже с инженерными мерами биоконтейнмента. Исследования, целью которых является создание зеркальной жизни или ключевых вспомогательных технологий, не должны финансироваться или проводиться. Также рекомендуется рассмотреть системы мониторинга закупок зеркальных нуклеозидов и олигонуклеотидов, а также дополнительные правила и законы для предотвращения создания зеркальной жизни .

При этом исследования отдельных зеркальных молекул — нуклеиновых кислот и белков, не направленные на создание зеркальной бактерии, — имеют научные и потенциальные терапевтические применения. Их не предлагается ограничивать. Разнообразные зеркальные белки и РНК могут использоваться для аптамеров, биокатализа и фагового дисплея, а D-аминокислоты могут включаться в синтетические пептидные или белковые лекарства.