Жизнь-двойник может стать врагом биосферы: почему зеркальные клетки пугают даже тех, кто их создаёт

Исследователи изучили риски появления зеркальной жизни — Кейт Адамала

Термин "зеркальная жизнь" звучит почти романтично, но в действительности скрывает один из самых спорных проектов современной биологии. Ученые пытаются выяснить, что произойдёт, если создать живые организмы, чьи молекулы являются зеркальным отражением всех известных форм жизни. На бумаге такая идея открывает огромные перспективы для медицины, фармакологии и теории происхождения биосферы. Но многие исследователи считают, что эксперимент может выйти за рамки контроля. Об этом сообщает CNN.

Как появился проект зеркальной клетки и почему он вызвал волну тревоги

Идея создания зеркальной клетки принадлежит группе исследователей под руководством американской специалистки из Университета Миннесоты. Кейт Адамала получила внушительный грант — четыре миллиона долларов — чтобы изучить возможность сборки полноценной живой структуры, в которой каждая молекула, от белков до ДНК, имела бы обратную ориентацию относительно всех известных организмов.

Научный интерес очевиден: такая клетка могла бы стать моделью альтернативной биохимии, показать, возможно ли существование "жизни наоборот" и как она функционировала бы в условиях Земли. Кроме того, зеркальные молекулы часто устойчивее к ферментам, что делает их потенциально идеальными для будущих медицинских препаратов.

Но одновременно с научным интересом росло и беспокойство. Учёные стали задавать вопросы, которые раньше казались чистой теорией. Что произойдёт, если зеркальная клетка окажется жизнеспособной? Как она поведёт себя вне лабораторных условий? И если такая форма жизни окажется устойчивой к разрушению, можно ли предсказать её поведение?

"Это не было внезапным открытием. Скорее, тревога нарастала постепенно. Мы начали понимать, что не можем точно ответить на главный вопрос — что произойдёт, если зеркальная клетка оживёт", — рассказала Кейт Адамала.

Именно невозможность заранее оценить риски стала причиной первой серьёзной дискуссии о допустимых границах подобных экспериментов.

Что такое хиральность и почему она лежит в основе жизни

Хиральность — фундаментальное свойство молекул, открытое Луи Пастером в XIX веке. Оно означает, что многие органические структуры имеют зеркальную форму. В природе этот принцип выражен жёстче: почти все молекулы жизни асимметричны и обладают строгой ориентацией. Белки состоят из аминокислот левосторонней конфигурации, а ДНК и РНК — правосторонней.

Если изменить ориентацию молекул и сделать их зеркальным отражением, всё привычное биохимическое взаимодействие прекращается. Ферменты перестают связываться с субстратами, белки не сворачиваются в рабочие структуры, а генетический материал становится нечитаемым для природных систем. Это словно попытаться открыть дверь ключом, повернутым в другую сторону: сам ключ существует, но замок его не принимает.

Именно поэтому возможность создания зеркальной клетки воспринимается как революционная. Она не сможет взаимодействовать с обычной биосферой традиционным способом. Но в этом же заключается и риск. Если организм окажется стойким и каким-то образом начнёт размножаться, его невозможно будет остановить привычными средствами — он будет полностью невосприимчив к ферментам, вирусам, бактериям и иммунной системе.

Опасения учёных: чему может противостоять зеркальная жизнь

Главная угроза, которую обсуждают исследователи, заключается в потенциальной невидимости зеркальных бактерий для биологических систем Земли. Иммунитет человека настроен на привычные химические сигналы и молекулярные маркеры. Если организм устроен иначе, рецепторы просто не смогут его распознать.

Более того, зеркальные организмы, по теории, могут оказаться устойчивы не только к иммунному ответу, но и к действию антибиотиков, ферментов, вирусов и даже к воздействию преимущественно биологических угроз. Комплексное взаимодействие природы и патогенов основано на миллионах лет эволюции, однако зеркальная жизнь выпадает из этого контекста.

"Мы можем создать нечто, что будет бесконтрольно расти и вытеснит привычные формы жизни", — предупредил профессор Стэнфордского университета Дэвид Релман.

Пока этот риск остаётся теоретическим. Но большинство специалистов сходятся во мнении, что достаточно одной просчётной ошибки, чтобы эксперимент вышел из-под контроля. Параллели с обсуждением границ допустимого вмешательства в искусственный интеллект и робототехнику возникают всё чаще. Разговоры ведутся вокруг одного вопроса: какие технологии можно развивать, а какие лучше ограничить заранее.

Где проходит граница между наукой и этикой

В 2024 году после длительных обсуждений была создана рабочая группа из 38 учёных, изучающая угрозы, связанные с зеркальной жизнью. В журнале Science они опубликовали доклад под названием "Противостояние рискам зеркальной жизни". По оценкам авторов, первые искусственные зеркальные организмы могут появиться через 10-30 лет.

Доклад стал ключевым моментом в научной дискуссии. В нём подчёркивалось, что зеркальные организмы способны не только выживать, но и становиться инвазивными видами. Если такие существа проникнут в природную среду, экосистемы могут столкнуться с угрозой, к которой у них не будет естественных механизмов защиты. Отсутствие хищников, паразитов или конкурентных биохимических процессов создаёт условия, в которых зеркальная форма жизни может занять хозяйственную нишу и начать вытеснять обычные виды.

На фоне этих выводов обсуждаются вопросы регулирования. Сегодня в биологии действует принцип предосторожности, который предполагает, что эксперимент должен быть остановлен, если его риски превышают возможную пользу. В случае зеркальной жизни этот баланс особенно хрупок.

Сравнение: зеркальная жизнь и другие направления рискованных технологий

Искусственный интеллект — опасность выхода решений за пределы контроля человека.
Генетическое редактирование — вмешательство в наследуемые особенности организма.
Синтетическая биология — создание новых форм жизни.
Зеркальная жизнь — потенциальное появление организмов, неподвластных биохимии Земли.

Сравнение показывает, что зеркальная биология сочетает в себе риски сразу нескольких областей, что делает её одной из самых обсуждаемых технологий будущего.

Плюсы и минусы создания зеркальных организмов

Положительные стороны:
• Возможность создания устойчивых лекарственных молекул.
• Новые методы изучения происхождения жизни.
• Разработка принципиально новых биотехнологий.

Некоторые минусы:
• Потенциальная неконтролируемость организмов.
• Риск экологического вмешательства.
• Высокая неопределённость последствий для биосферы.