创造"镜像生命"——由自然界分子的镜像所构成的合成细胞——的可能性目前仍完全处于假想阶段。然而,潜在的后果如此严重,以至于世界各地的专家正在聚集在一起,讨论如何防止最坏的情况发生。
本周,科学家、工程师、政策制定者和其他利益相关者将在英国曼彻斯特召开"2025年工程与保护合成生命"会议。这个年度国际会议探讨了研究和构建合成生命的风险、挑战和机遇。"镜像生命"正成为一个值得深入讨论的话题,因为许多科学家警告称,创造此类细胞可能对人类健康和环境构成前所未有的、不可逆转的风险。
J. Craig Venter研究所的合成生物学家John Glass告诉《自然》杂志:"几乎所有人都同意"镜像细胞将是"一件坏事"。同时,一些科学家认为镜像生命研究提供了不应被忽视的潜在益处。问题在于:专家应如何监管此类研究,以在最小化风险的同时最大化这些益处?
为什么要研究镜像生命?
构成地球上生命的大多数生物分子——包括所有蛋白质、DNA和RNA——都向左或向右指向。这些分子是"手性的",意味着它们不能与其镜像重合。正如你的右手手套只能戴在右手上一样,手性分子只能与具有相容手性的其他分子相互作用。
镜像细胞将由与自然界发现的分子具有相反手性的合成分子构建。例如,DNA是右手螺旋,而镜像DNA将是左手螺旋。科学家距离合成完整的镜像细胞还有数十年之遥,但在近年来,他们已经创造了一些镜像生物分子,例如能够复制和转录镜像DNA和RNA的手性反转酶。
创造镜像细胞的主要动机之一是它们可以帮助科学家解开手性如何在自然界中出现的谜团,但这些细胞的构建模块也为生物工程和治疗药物发现提供了希望。研究人员认为,人体的酶和免疫系统不会轻易识别镜像生物分子,这使得由它们制成的药物在血液中保持更稳定。美国食品药品监督管理局(FDA)已经批准了一种用于治疗慢性肾病的此类药物。
有哪些风险?
即使是这些早期进展也让一些科学家感到担忧。使这些合成生物分子成为有效治疗手段的相同特性,可能会让镜像细胞在人体或自然界中不受控制地传播。
专家警告说,由于具有逃避免疫系统、药物、捕食和病毒感染的能力,镜像细菌可能会逐渐接管环境。科学家只能理论化这种最坏情况的后果,但有强有力的证据表明,镜像细菌可能会灾难性地破坏环境稳定,并对人类健康构成重大风险。
一些人认为这些风险足以放弃创造镜像生命的前景。另一些人则认为,适当的位置限制和指南可以让研究在不威胁我们所知的生命的情况下取得进展。如何前进——如果有的话——的问题可能会在本周曼彻斯特的会议上引发激烈的辩论。
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