|
|
大多数重要的生物分子，包括所有的蛋白质、DNA和RNA，都指向一个方向或另一个方向。换句话说，它们是手性的。就像左手手套只适合左手，右手手套只适合右手一样，手性分子只能与其他相容的手性分子相互作用。
可能有两种手性：左和右，正式称为L代表拉丁语laevus，D代表dexter。地球上的所有生命都使用L蛋白和D糖。纵然是古生菌，这是一大群具有异常化学因素的微生物，也会根据它们使用的重要分子的手性来遵守程序。
很长一段时间以来，科学家们一直在推测如何制造出与自然界中的化合物相反方向的生物聚合物，即由D蛋白和L糖组成的化合物。比年来出现了一些有希望的希望，包括可以制造镜像RNA和镜像DNA的酶。
当科学家们观察到这些镜像分子的行为就像它们的天然等效物时，他们以为有可能用它们制造出一个完整的活细胞。
镜像细菌尤其有潜力成为一种有效的基础研究工具 —— 可能使科学家第一次研究新的生命树，并解决生物工程和生物医学中的许多题目。
这种所谓的镜像生命 —— 由手性与自然生命相反的构件组成的活细胞 —— 可能与自然活细胞具有非常相似的特性。
它们可以生活在相同的环境中，竞争资源，并像你所期望的任何生物一样行为。它们将能够逃避其他捕食者和免疫系统的感染，由于这些对手将无法识别它们。
这些特征就是为什么科学研究人员首先被镜像生命所吸引。但这些特性也是这项技术的巨大缺陷，使其成为一个题目。
Kate Adamala是一名合成生物学家，研究用化学方法制造活细胞。同时他也是一名为生物经济开发工具的生物工程师。作为一名训练有素的化学家，工程镜像生命最初似乎是一种迷人的方式，可以回答有关生物学的根本题目，并将这些发实际际应用于工业和医学。
然而，当Kate Adamala更多地了解镜像生命的免疫学和生态学时，他开始意识到这项技术对环境和健康的潜在影响。
对假想镜像生命的真正担忧
值得注意的是，研究人员可能还需要至少10到30年的时间才能创造出镜像细菌。对于像合成生物学这样快速发展的领域来说，十年是很长的一段时间。单独制造合成细胞是很困难的。创建镜像镜像需要几项技术突破。
然而，这是有风险的。如果镜像细胞被释放到环境中，它们很可能能够在没有太多限定的情况下快速增殖。维持生态系统平衡的自然机制，包括感染和捕食，对镜像生命不起作用。
细菌，像大多数生命形式一样，轻易受到病毒感染。这些细菌病毒或噬菌体通过与细菌表面受体结合进入细菌，然后利用它们的细胞机制进行复制。但就像左手手套不适合右手一样，天然噬菌体无法识别镜像细胞受体，也无法使用它的机制。镜像生命可能对病毒有抵抗力。
在环境中觅食的微生物也能控制细菌数量。它们通过化学“味道”感受器来区分食物和非食物。与这些受体结合的任何东西，如细菌和有机碎屑，都被以为是可食用的，而不能与这些受体结合的东西，如岩石，则被归类为不可食用的。
想象一下，一只狗在厨房地板上觅食，它吃了一个面包卷，但只闻了闻勺子，就走开了。对于细菌捕食者来说，镜像生命更像是勺子，而不是面包 —— 捕食者会用受体“嗅”它，然后继续前进，由于这些细胞不能结合。
对于镜像细菌来说，不被食用是一个好消息，由于它可以让它自由复制。对生态系统的其他部分来说，这将是一个更糟糕的消息，由于镜像细菌可能会霸占所有的营养物质，并不受控制地传播。
纵然镜像细菌不自动攻击其他生物，它们仍然会消耗其他生物需要的食物来源。由于缺乏捕食者，镜像细胞的死亡率比普通生物低得多，因此它们会缓慢但肯定地接管环境。
纵然镜像细胞比正常细胞生长得慢，它们也能在没有任何阻碍的情况下生长。
免疫力不足
另一种无法“嗅出”镜像细胞的生物控制机制是免疫系统。
你的免疫细胞会不断检查你血液中的一切。免疫细胞的决策树相称简单。首先，判断某物是否活着，然后将其与它的“自我”数据库 —— 你自己的细胞 —— 进行比较。
如果它还活着，但不是你的一部分，那么它就需要被杀死。镜像细胞可能不会通过筛选的第一步：它不会引起免疫反应，由于免疫系统无法识别或结合镜像细胞抗原。这意味着镜像细胞可以感染前所未有的各种各样的宿主。
你可能以为镜像细菌的感染可以用同样的手性抗生素来治疗。它可能会起作用，乃至可能比常规的抗生素治疗更轻易治疗你的肠道。由于抗生素也是人工合成的，所以这些药物的镜像版本不会影响你的肠道微生物群，就像常规抗生素不会影响镜像细胞一样。
但人类只是生态系统中相对较小的一部分。所有其他动物和植物也可能轻易受到镜像病原体的感染。虽然可以想象开发镜像抗生素来治疗人类感染，但从物理上讲，不可能治疗整个植物和动物世界。
如果所有生物都轻易受到镜像细菌的感染，纵然是缓慢移动的感染，也没有好的治疗方法可以在整个生态系统中部署。
有备无患
镜像生命是一个令人高兴的研究课题，在医学和生物技术方面具有一定的实际应用前景。但对包括我在内的许多科学家来说，这些好处都无法抵消镜像生活对人类健康和环境造成的严重后果。
Kate Adamala和一组免疫学、生态学、生物安全和安全方面的研究人员 —— 包括一些曾经积极研究镜像生命的人 —— 对镜像生命创造可能存在的题目进行了彻底的分析。无论我们如何看待它，直接还是在镜子里，结论都是明确的：工程镜子寿命的潜在好处不值得冒险。
没有办法做到万无一失，这包括任何内置在镜像细胞中的安全措施，可以防止不测或故意释放到环境中的风险。在这个领域工作的研究人员，包括我们，可能会感到失望。但不制造镜像细胞可以确保地球的安全。
全球科学界更多地讨论什么样的镜像生物分子研究和相关技术是安全的 —— 以及如何监管这种研究 —— 可以帮助防范潜在的危害。
将镜像细胞保持在镜子里，而不是让它们成为实际，是保持安全的最清晰途径。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！
来源：https://view.inews.qq.com/k/20250215A05BKZ00
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！ |
|
/1 
