Учёные призвали ограничить исследования «зеркальной жизни» — синтетических организмов с потенциально неконтролируемым поведением
Учёные призвали мировое научное сообщество заранее определить ограничения на исследования, которые могут привести к созданию «зеркальной жизни» (mirror life) — гипотетических организмов, построенных из зеркальных версий молекул, составляющих основу всей известной жизни на Земле. По оценкам авторов работы, создание первых подобных микроорганизмов может стать технически возможным в течение ближайших 10–30 лет.
Дискуссия касается одного из фундаментальных свойств живой материи — хиральности. Многие молекулы существуют в двух формах, являющихся зеркальным отражением друг друга, подобно правой и левой руке. Несмотря на одинаковый химический состав, такие молекулы невозможно полностью совместить друг с другом. Практически вся земная жизнь использует только одну пространственную конфигурацию основных биомолекул: белки построены из аминокислот одной хиральности, а ДНК и РНК — из сахаров другой.
Теоретически ничто не запрещает создать полностью «зеркальную биохимию». Учёные уже давно синтезируют отдельные «зеркальные молекулы», а некоторые из них используются в медицине. Например, препарат эзомепразол, применяемый для лечения кислотного рефлюкса, представляет собой одну из зеркальных форм действующего вещества и работает эффективнее смеси двух вариантов молекулы. Однако создание полноценного зеркального организма потребовало бы построения целой альтернативной биологической системы — с собственными зеркальными белками, ферментами, нуклеиновыми кислотами, клеточными мембранами и метаболизмом.
Именно возможность появления таких организмов вызвала серьёзную обеспокоенность у авторов статьи и сопровождающего технического отчёта, опубликованных в Science. Среди соавторов работы — специалисты по синтетической биологии, эволюционной биологии, микробиологии и биобезопасности. Они считают, что зеркальные микроорганизмы могут представлять принципиально новый тип биологической угрозы.
Изображение сгенерировано: Nano BananaКак объясняет эволюционный биолог Дипа Агаше (Deepa Agashe) из Национального центра биологических наук Индии, иммунные системы животных и человека сформировались в условиях, когда вся жизнь использовала одинаковую хиральность молекул. Поэтому организм, построенный на зеркальной биохимии, теоретически может не распознаваться существующими механизмами иммунного контроля. По её мнению, если такой микроорганизм окажется способен существовать вне лаборатории, то его распространение может оказаться трудно предсказуемым и плохо контролируемым.
Похожую оценку даёт профессор химической инженерии Мичиганского университета, работающий над хиральными материалами. Он отмечает, что современные системы биологической защиты — от иммунитета человека до природных микробных экосистем — ориентированы на распознавание определённой пространственной организации молекул. По его мнению, быстрый прогресс в области искусственного интеллекта и системной биологии может ускорить создание первых форм зеркальной жизни по сравнению с прогнозами, опубликованными в Science.
Одним из наиболее активных сторонников ограничений выступает биолог Кевин Эсвелт (Kevin Esvelt) из Массачусетского технологического института (MIT), участвовавший в подготовке доклада. Он утверждает, что за прошедшие после публикации полтора года научное сообщество не смогло представить убедительных аргументов, полностью исключающих сценарий, при котором зеркальные микроорганизмы смогут распространяться в природной среде, избегая большинства естественных механизмов контроля.
Однако далеко не все специалисты разделяют столь тревожные оценки. Биохимик Роберт Перрен (Robert Perrin) из Университета Британской Колумбии считает, что обсуждение рисков значительно опережает реальные возможности науки. Он подчёркивает, что человечество пока что не умеет создавать даже обычную искусственную жизнь с нуля, а многие существующие антибиотики способны воздействовать независимо от хиральности молекул. Кроме того, по его мнению, иммунная система и экосистемы значительно сложнее, чем предполагают наиболее пессимистичные сценарии.
Скептически относятся к непосредственной угрозе и некоторые специалисты по синтетической биологии. Они отмечают, что создание жизнеспособной зеркальной клетки потребует не просто синтеза отдельных молекул, а разработки полностью работоспособной альтернативной биохимической системы, что остаётся одной из самых сложных задач современной науки.
Несмотря на разногласия относительно масштабов потенциальной опасности, участники дискуссии сходятся в одном: вопрос о допустимых границах исследований зеркальной жизни необходимо обсуждать до того, как технологии её создания станут практически доступными. По сути, речь идёт о редком случае, когда научное сообщество пытается определить возможные ограничения для перспективной технологии ещё до её появления.
© iXBT
