Ученые бьют тревогу по поводу так называемой «зеркальной жизни»

Ученый Кейт Адамала занялась проблемой создания «зеркальной клетки» и поняла, что ее лаборатория в Университете Миннесоты работает над чем-то потенциально опасным. Это, по мнению некоторых исследователей, может представлять угрозу существованию всех сложных форм жизни на Земле. Подробности рассказывает edition.cnn.

Адамала была одним из четырех исследователей, получивших в 2019 году грант Национального научного фонда США в размере 4 миллионов долларов на исследование возможности создания зеркальной клетки, в которой структура всех составляющих ее биомолекул противоположна структуре нормальных клеток.
По их мнению, работа была важной, поскольку такие измененные клетки, которых никогда не существовало в природе, могли бы пролить свет на происхождение жизни и облегчить создание молекул, обладающих терапевтической ценностью. Это потенциально могло бы решить важные медицинские проблемы, такие как инфекционные заболевания и супербактерии.
Однако в ходе работ у исследователей появились вопросы — что произошло бы, если бы ученым удалось создать «зеркальный организм», такой как бактерия, из молекул, которые являются зеркальным отражением их естественных форм. Может ли он непреднамеренно и бесконтрольно распространяться в организме или окружающей среде, создавая серьезную угрозу для здоровья человека и пагубные последствия для планеты? Или же он просто прекратит свое действие и исчезнет без следа, не причинив вреда?
В природе структура многих основных биомолекул является правосторонней или левосторонней, хотя неясно, почему жизнь эволюционировала именно таким образом. Это свойство, известное как хиральность, было впервые открыто французским ученым Луи Пастером в 1848 году. Например, ДНК и РНК состоят из «правосторонних» нуклеотидов, а белки — из «левосторонних» аминокислот. Точно так же, как перчатка, надетая на правую руку, не подходит к левой или как ключ точно подходит к замку, взаимодействия между молекулами часто зависят от хиральности, а живым системам для нормального функционирования необходимы согласованные паттерны хиральности.
В зеркальной ячейке все ее молекулы были бы заменены зеркально отраженными версиями. Такое развитие событий является гипотетическим; даже создание синтетической клетки с естественной хиральностью, имитирующей ее обычные живые аналоги, пока невозможно, но это активная и захватывающая область исследований, которой занимаются Адамала и несколько других исследовательских групп.
Биолог-синтетик Кейт Адамала отказалась от своих исследований зеркальных клеток после того, как задумалась о потенциальных опасностях.
Сами по себе маленькие зеркальные молекулы не представляют особой опасности, и ученые уже могут безопасно создавать белки и углеводы с противоположной хиральностью, которые являются перспективными для фармацевтики. Полные зеркальные ячейки, однако, остаются недоступными. Адамала и ее коллеги не добились большого прогресса в своих исследованиях на этом направлении.
Однако неформальное общение с коллегами подняло многие вопросы, связанные с потенциальной опасностью таких исследований.
«Люди, которые являются экспертами в области биобезопасности, иммунологии и экологии, не думали, что что-то вроде зеркальной клетки на самом деле возможно, они думали, что это научная фантастика», — сказала она. Адамала отметила, что ее чрезвычайно удивило то, что «зеркальные клетки, скорее всего, будут полностью невидимы для иммунной системы человека». «Раньше я думала, что иммунная система найдет способ обнаружить любые вторгшиеся биомолекулы. Я не знал, насколько хиральной была иммунная система».
В течение 2023 и 2024 годов 38 ученых объединились в рабочую группу. И в декабре 2024 года группа опубликовала ошеломляющую статью в авторитетном научном журнале Science под названием «Противостояние рискам зеркальной жизни», в которой были обобщены результаты подробного исследования 300-страничный отчет. В докладе делается вывод о том, что зеркальные клетки могут стать реальностью в ближайшие 10-30 лет. Там же подробно описываются потенциально разрушительные последствия, если зеркальные бактерии попадут в окружающую среду и распространятся, минуя естественный биологический контроль и действуя как опасные патогены.
С тех пор некоммерческая организация под названием Mirror Biology Dialogues Fund спонсировала серию встреч для разработки рекомендаций, направленных на предотвращение угрозы, которую, по мнению ученых, может представлять зеркальная жизнь. Хотя все согласны с тем, что зеркальные организмы, такие как бактерии, создавать не следует, существует много споров о том, какие ограничения должны существовать для изучения зеркальной биологии, и существуют ли они вообще.
Десятки экспертов встретились на двухдневной конференции по разработке и защите синтетической жизни в Манчестере, Великобритания, в сентябре 2025 года, чтобы обсудить, где следует провести красные линии, ограничивающие исследования технологий, которые могли бы позволить создать зеркальные организмы.
«Существует вероятность того, что, по общему признанию, приложив немало усилий, мы могли бы создать нечто, что могло бы неумолимо расти, распространяться по планете и вытеснять или убивать многие формы жизни, включая нас, животных вокруг нас, растения вокруг нас и даже некоторых микробов». — сказал Дэвид Релман, профессор микробиологии и иммунологии Стэнфордского университета, присутствовавший на встрече в Институте биотехнологии Манчестерского университета.

Тревога ученых вызвана тем фактом, что, поскольку естественная жизнь хиральна, взаимодействия между природными организмами и зеркальными бактериями могут быть совершенно непредсказуемыми. Хотя первая зеркальная бактерия, скорее всего, была бы чрезвычайно хрупкой, что ограничивало бы ее рост и выживание, она могла бы сохраниться, если бы ей давали правильные питательные вещества. В конечном счете, она могла бы вести себя как инвазивный вид, разрушая экосистемы без хищников, которые могли бы ее контролировать.
Релман сказал, что зеркальные бактерии потенциально могут обходить критические участки иммунной системы растений, животных и человека, которым будет трудно их обнаружить или уничтожить. Гипотетически, попав внутрь человека, зеркальные бактерии могут размножаться до чрезвычайно высоких уровней в организме, вызывая у своего хозяина нечто похожее на септический шок. Потенциальные медицинские контрмеры, включая большинство антибиотиков, являются хиральными, что означает, что они, скорее всего, не будут эффективны в отношении зеркальных бактерий, хотя не исключено, что могут быть созданы зеркальные версии антибиотиков. И хотя меры биозащиты, подобные тем, которые ученые используют при работе с опасными патогенами, теоретически могут помешать зеркальным бактериям покинуть лабораторию, эти меры могут быть подвержены человеческим ошибкам или преднамеренному неправильному использованию.