Группа из 38 ученых, работающих в девяти странах, забила тревогу в связи с потенциальным созданием зеркальных бактерий — синтетических организмов, в которых молекулярная структура, встречающаяся в природе, является обратной и которые могут подвергнуть людей, животных и растения риску воздействия опасных патогенов.
Хотя наука и технологии, необходимые для создания зеркальных бактерий в лабораторных условиях, появятся только через десятилетие или даже больше, ученые утверждают, что возможные смертельные риски, связанные с этой новой областью исследований, «беспрецедентны» и «упускаются из виду».
«Движимые любопытством и возможными вариантами применения, некоторые исследователи начали работу по созданию форм жизни, полностью состоящих из зеркально отраженных биологических молекул», — написали исследователи в отчете, опубликованном 12 декабря в журнале Science .
«Подобные зеркальные организмы представляли бы собой радикальное отклонение от известной жизни, и их создание требует тщательного рассмотрения».
Фундаментальной чертой всех известных форм жизни является равномерная хиральность или хиральность. Например, ДНК и РНК состоят из «правых» нуклеотидов, а белки — из «левых» аминокислот. Так же, как перчатка для правой руки не может подойти левой руке, взаимодействия между молекулами часто зависят от хиральности.
Хотя авторы, среди которых были специалисты в области иммунологии, фитопатологии, экологии, эволюционной биологии, биобезопасности и планетарных наук, изначально скептически относились к тому, что зеркальные бактерии могут представлять серьезную опасность, теперь эксперты заявили, что они «глубоко обеспокоены».
«Это джинн, которого не хочется выпускать из бутылки», — сказал соавтор отчета Джонатан Джонс, руководитель группы в лаборатории Sainsbury в Норвиче, Великобритания.
«Риск того, что произойдет что-то плохое, невелик, но последствия этого события действительно ужасны», — добавил он.
Ученые рекомендовали, чтобы исследования, направленные на создание зеркальных бактерий, не допускались, пока не появятся убедительные доказательства того, что зеркальная жизнь не представляет особой опасности, а спонсоры должны четко заявить, что не будут поддерживать такую работу.
Риски зеркальных бактерий
Авторы статьи в журнале Science основывались на 300-страничном техническом отчете Адамалы и соавторов, в котором подробно описаны осуществимость и риски использования зеркальных бактерий.
В отчете говорится, что создание зеркальной жизни является долгосрочной целью многих лабораторий и основных спонсоров исследований в рамках усилий по лучшему пониманию жизни и потенциальной помощи в разработке лекарств и других терапевтических средств.
Многие синтетические биологи пытаются понять, как клетки могут быть созданы из их составляющих молекул, с целью пролить свет на то, как впервые возникла жизнь, и понять, какие другие виды жизни могут быть возможны. В докладе говорится, что если клетка с естественной хиральностью может быть создана из безжизненных молекул, то, теоретически, зеркальная клетка может быть создана из зеркальных молекул, используя те же методы.
В докладе подчеркивается, что не существует непосредственной угрозы, и в настоящее время существуют значительные технические препятствия для создания зеркальных бактерий. Чтобы сделать это в течение десятилетия, потребуются существенные, скоординированные усилия, сопоставимые по масштабу и бюджету с проектом «Геном человека» , который картировал 92% генома человека за 12 с половиной лет.
Организмы, уязвимые к инфекции
Иммунная система опирается на распознавание определенных молекулярных форм, обнаруженных во вторгающихся бактериях. Если бы эти формы отражались — как это было бы в зеркальных бактериях — распознавание было бы нарушено, и иммунная защита могла бы дать сбой, потенциально делая организмы уязвимыми для инфекции.
«Мы не можем исключить сценарий, при котором зеркальная бактерия действует как инвазивный вид во многих экосистемах, вызывая повсеместные смертельные инфекции у значительной части видов растений и животных, включая людей», — утверждают ученые в отчете Science.
«Даже зеркальная бактерия с более узким кругом хозяев и способностью проникать только в ограниченный набор экосистем все равно может нанести беспрецедентный и необратимый вред».
Передача через животных и людей может способствовать распространению таких бактерий в различных экосистемах. Джонс, эксперт по иммунным системам растений, сказал, что зеркальные бактерии будет крайне сложно обнаружить в растениях.
«Даже если изначально что-то росло не очень хорошо, мутации вступали в силу, и происходил отбор того, что росло лучше. Так работает эволюция», — объяснил Джонс.
Том Эллис, профессор синтетической генной инженерии в Центре синтетической биологии и на кафедре биоинженерии Имперского колледжа, сказал, что зеркальная жизнь по-прежнему остается скорее научной фантастикой, чем научным фактом.
«В целом я согласен с опасениями, хотя они весьма спекулятивны, учитывая, что исследования в настоящее время находятся на очень ранней стадии и далеки от какой-либо угрозы», — сказал Эллис, не принимавший участия в исследовании.
По словам Эллиса, ученые уже более десяти лет пытаются создать синтетическую жизнь с использованием незеркальных молекул, но им все еще «далеко» до получения самоподдерживающихся клеток, которые могут делиться, размножаться и развиваться.
«Эта работа с «синтетическими клетками» уже достаточно сложна, когда (ученые) используют обычные молекулы, ферменты и химикаты. Когда им приходится делать все это, но только с зеркальными молекулами, все это нужно изготовить и изобрести, то это делает ее… в 1000 раз сложнее», — написал он по электронной почте.
«Масштаб сложности сравним с тем, как если бы люди готовились высадиться на Марсе, а люди начали говорить о полетах к другим звездам и галактикам», — сказал он. «Существует такой скачок в разнице между требуемыми достижениями, а базовая начальная цель еще даже не достигнута».
Исправление: в более ранней версии этой статьи был неверно указан источник технического отчета Адамалы и др., который сопровождал статью в журнале Science, опубликованную 12 декабря.
Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
