ДНК на Земле построена из сахаров, обладающих свойством, известным как праворукость. Хотя левые сахара не используются ни одной известной жизнью, ученые могут их создать, но теперь исследователи говорят, что не следует этого делать.
В четверг группа известных ученых, в том числе лауреаты Нобелевской премии и эксперты в области глобального здравоохранения, выступила с предупреждением против исследователей, синтезирующих тип искусственной клетки, которая может буйствовать в жизни на Земле практически без каких-либо препятствий, чтобы остановить ее.
«Зеркальные клетки», как их называют, однажды смогут создать «зеркальную жизнь», тип синтетического организма, который на молекулярном уровне является полной противоположностью известных нам форм жизни. Но 38 соавторов статьи-предупреждения, опубликованной в журнале Наука рекомендуют немедленно заблокировать исследования зеркальной жизни, пока они не вышли из-под контроля.
Чтобы понять зеркальную жизнь, рассмотрим старую добрую жизнь. Строительные блоки жизни, такие как ДНК и белки, обладают свойством, называемым хиральностью. Хиральность, происходящая от греческого слова «рукорукость», означает, что эти фундаментальные биомолекулы бывают двух разновидностей: с правосторонней или левосторонней ориентацией. ДНК, например, состоит из правосторонней двойной спирали сахаров, подобно лестнице, закрученной только в определенном направлении. Белки, напротив, состоят из левых аминокислот.
«Во Вселенной существуют противоположные руки для аминокислот и сахаров, но они просто не используются ни одной известной биологической формой жизни», — написала Даниэль Седбрук для Смитсоновский институт журнал в 2016 году. Этот выбор — «один из самых странных аспектов жизни на Земле».
Молекулы для правой и левой руки не взаимозаменяемы, точно так же, как ваша левая рука не помещается аккуратно в перчатку для правой руки. Однако, когда вы подносите левую руку к зеркалу, кажется, что она ориентирована в той же ориентации, что и правая.
В последние годы ученые начали синтетически создавать в лаборатории «зеркальные» версии реальных молекул — правосторонних белков и левых сахаров.
Если эти исследования по созданию зеркальных ячеек продолжатся, «последствия могут быть глобально катастрофическими», — рассказывает Карлу Циммеру Джек Шостак, химик из Чикагского университета, лауреат Нобелевской премии и соавтор новой статьи. Нью-Йорк Таймс.
Глубокие последствия начинаются на молекулярном уровне. Правосторонние аминокислоты кажутся очень похожими на свои левосторонние аналоги. Но на самом деле их значительно труднее разрушить, потому что ферменты жизни на Земле устроены так, чтобы расщеплять белки с левосторонней хиральностью. Если воспользоваться аналогией из Нью-Йорк Таймсвы не сможете открыть крышку против часовой стрелки, если резьба движется в противоположном направлении.
Оптимистам это свойство зеркальных молекул может оказаться полезным в борьбе с хроническими заболеваниями.
«Если вы даете человеку терапевтические препараты, особенно препараты на основе белков или нуклеиновых кислот, пищеварительные ферменты в организме быстро разрушают их, иногда в течение нескольких минут», — Майкл Кей, биохимик из Университета Юты и соавтор предупреждения в Наука— говорится в сообщении. «Это может затруднить лечение хронических заболеваний экономически эффективным и удобным способом».
Зеркальные молекулы, с другой стороны, «не распознаются этими пищеварительными ферментами», добавляет Кей, открывая возможность того, что они могут оставаться эффективными в качестве терапевтических средств в течение «гораздо более длительного периода времени».
Но это же свойство может сделать клетки опасными. В 299-страничном техническом отчете, сопровождавшем статью в НаукаКоманда подчеркнула, как «достаточно устойчивые зеркальные бактерии могут распространяться в окружающей среде, не сдерживаясь естественными биологическими средствами контроля».
Эффекты этих потенциально «опасных условно-патогенных микроорганизмов», пишут авторы, будут распространяться на «беспрецедентно широкий спектр других многоклеточных организмов, включая человека».
По данным ученых, зеркальные клетки, созданные в лаборатории, могут заражать рабочих, «не вызывая сопротивления их иммунной системы». Нью-Йорк Таймс. Оттуда клетки могут распространяться таким же скрытным образом, пока «зеркальная пандемия» не выйдет из-под контроля.
Эти синтетические формы жизни будут угрожать не только людям. Другие животные и растения имели бы столь же слабую защиту. Целые экосистемы могут оказаться под угрозой. «Воздействие на пищевую цепочку будет разрушительным», — говорит Дипа Агаше, биолог из Национального центра биологических наук в Индии. Время.
Этот сценарий конца света звучит как научная фантастика. Но авторы предупреждения, многие из которых являются синтетическими биологами, остро осознают опасности, которые их исследования, если их не остановить, могут представлять для мира.
«Мы думаем, что есть возможность, прежде чем от этого будет зависеть чье-либо существование, определить ответственные направления исследований, направления, которые должны быть тщательно оценены регулирующими органами, и границы, которые мы не должны пересекать», — говорит Кей в заявлении.
В отдельной статье, опубликованной в журнале УченыйДжон Гласс и Кейт Адамала, оба синтетические биологи, которые также подписались на статью в Наукаутверждают, что риски этой работы намного перевешивают выгоды.
«Любопытство — недостаточно веская причина для создания чего-то настолько опасного», — пишут они. «Ради блага человечества – и самой науки – мы должны избегать создания зеркальной жизни».
