โมเลกุลทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดรวมถึงโปรตีนทั้งหมด DNA และ RNAชี้ไปในทิศทางเดียวหรืออื่น ๆ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือพวกเขาคือchiral หรือส่ง- เช่นเดียวกับถุงมือซ้ายของคุณเหมาะกับมือซ้ายและถุงมือขวามือขวาโมเลกุล chiral สามารถโต้ตอบกับโมเลกุลอื่น ๆ ที่เข้ากันได้กับโมเลกุลอื่น ๆ เท่านั้น
มีสอง chiralities: ซ้ายและขวาเรียกอย่างเป็นทางการว่า l สำหรับภาษาละตินลูกบาศก์และ D สำหรับเครื่องคายหางเสือ- ทุกชีวิตบนโลกใช้โปรตีน L และน้ำตาล Dสม่ำเสมออาร์เคียจุลินทรีย์กลุ่มใหญ่ที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่ผิดปกติยึดติดกับโปรแกรมบนมือของโมเลกุลหลักที่ใช้
เป็นเวลานานนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์เกี่ยวกับการทำไบโอโพลีเมอร์ที่จะสะท้อนสารประกอบในธรรมชาติ แต่อยู่ในทิศทางตรงกันข้าม - กล่าวคือสารประกอบที่ทำจากโปรตีน D และน้ำตาล L ปีที่ผ่านมาได้เห็นความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มรวมถึงเอนไซม์ที่สามารถทำได้กระจก RNAsและกระจก DNAs-
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าโมเลกุลกระจกเหล่านี้มีพฤติกรรมเหมือนกับการเทียบเท่าตามธรรมชาติของพวกเขาพวกเขาคิดว่ามันเป็นไปได้ที่จะสร้างเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมดจากพวกเขา
โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบคทีเรียกระจกมีศักยภาพที่จะเป็นเครื่องมือการวิจัยขั้นพื้นฐานที่มีประโยชน์ - อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาต้นไม้ใหม่ของชีวิตเป็นครั้งแรกและแก้ปัญหามากมายในการวิศวกรรมชีวภาพและชีวการแพทย์
สิ่งนี้เรียกว่าชีวิตสะท้อนชีวิต- เซลล์ที่มีชีวิตที่ทำจากหน่วยการสร้างที่มี chirality ตรงข้ามกับเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นธรรมชาติ - อาจมีคุณสมบัติที่คล้ายกันมากกับเซลล์ที่มีชีวิตตามธรรมชาติ
พวกเขาสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมเดียวกันแข่งขันเพื่อหาทรัพยากรและประพฤติตนเหมือนที่คุณคาดหวังจากสิ่งมีชีวิตใด ๆ พวกเขาจะสามารถหลบเลี่ยงการติดเชื้อจากผู้ล่าและระบบภูมิคุ้มกันอื่น ๆ เพราะฝ่ายตรงข้ามเหล่านี้จะไม่สามารถรับรู้ได้
คุณสมบัติเหล่านี้เป็นสาเหตุที่นักวิจัยอย่างฉันสนใจที่จะสะท้อนชีวิตในตอนแรก แต่คุณสมบัติเหล่านี้ยังเป็นข้อบกพร่องขนาดใหญ่ของเทคโนโลยีนี้ที่ทำให้มันเป็นปัญหา
ฉันคือนักชีววิทยาสังเคราะห์ผู้ที่ศึกษาโดยใช้เคมีเพื่อสร้างเซลล์ที่มีชีวิต ฉันยังเป็นกนักวิศวกรรมชีวภาพที่พัฒนาเครื่องมือสำหรับเศรษฐศาสตร์ชีวภาพ ในฐานะนักเคมีโดยการฝึกอบรมชีวิตกระจกมิเรอร์ในตอนแรกดูเหมือนจะเป็นวิธีที่น่าสนใจในการตอบคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับชีววิทยาและใช้การค้นพบเหล่านั้นกับอุตสาหกรรมและการแพทย์
เมื่อฉันเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันวิทยาและนิเวศวิทยาของชีวิตกระจกอย่างไรก็ตามฉันได้ตระหนักถึงผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีนี้
ความกังวลที่แท้จริงเกี่ยวกับชีวิตกระจกสมมุติฐาน
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่านักวิจัยมีแนวโน้มอย่างน้อย 10 ถึง 30 ปีจากการสร้างแบคทีเรียกระจก ในช่วงเวลาของสนามที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วเช่นชีววิทยาสังเคราะห์ทศวรรษเป็นเวลานานมาก การสร้างเซลล์สังเคราะห์นั้นยากในตัวเอง การสร้างมิเรอร์จะต้องมีความก้าวหน้าทางเทคนิคหลายอย่าง
อย่างไรก็ตามมันจะมีความเสี่ยง หากเซลล์กระจกถูกปล่อยเข้าสู่สภาพแวดล้อมพวกเขาอาจจะสามารถทำได้อย่างรวดเร็วแพร่กระจายโดยไม่มีข้อ จำกัด มากนัก- กลไกธรรมชาติที่รักษาระบบนิเวศให้มีความสมดุลรวมถึงการติดเชื้อและการปล้นสะดมจะไม่ทำงานกับชีวิตกระจก
แบคทีเรียเช่นเดียวกับรูปแบบชีวิตส่วนใหญ่มีความอ่อนไหวต่อการติดเชื้อไวรัส แบคทีเรียเหล่านี้-หรือแบคทีเรียเข้าสู่แบคทีเรียโดยจับกับตัวรับพื้นผิวแล้วใช้เครื่องจักรมือถือเพื่อทำซ้ำ แต่เช่นเดียวกับถุงมือซ้ายไม่พอดีกับมือขวาแบคทีเรียธรรมชาติจะไม่รู้จักตัวรับเซลล์กระจกหรือสามารถใช้เครื่องจักรได้ ชีวิตกระจกน่าจะทนต่อไวรัส
จุลินทรีย์ในการหาอาหารในสภาพแวดล้อมยังช่วยให้ประชากรแบคทีเรียในการตรวจสอบ พวกเขาแยกความแตกต่างอาหารจาก nonfoodโดยใช้ตัวรับ "รสชาติ" ทางเคมี สิ่งใดก็ตามที่ตัวรับเหล่านั้นผูกมัดเช่นแบคทีเรียและเศษซากอินทรีย์ได้รับการพิจารณาว่ากินได้ในขณะที่สิ่งที่ไม่สามารถผูกกับตัวรับเหล่านั้นได้เช่นหินจะถูกจัดประเภทเป็นกินไม่ได้
ลองคิดดูว่าสุนัขกำลังหาอาหารอยู่บนพื้นห้องครัวจะกินขนมปังม้วน แต่ดอนเพียงช้อนและเดินต่อไป ชีวิตของกระจกจะเป็นไปได้สำหรับนักล่าแบคทีเรียที่เหมือนช้อนมากกว่าขนมปัง - นักล่าจะ "ดมกลิ่น" ด้วยตัวรับและเดินต่อไปเพราะเซลล์เหล่านี้ไม่สามารถผูกได้
ความปลอดภัยจากการถูกกินเป็นข่าวที่ดีสำหรับแบคทีเรียกระจกเพราะมันจะช่วยให้มันทำซ้ำได้อย่างอิสระ มันจะเป็นข่าวที่เลวร้ายกว่ามากกับระบบนิเวศที่เหลือเพราะแบคทีเรียกระจกอาจจะหมูสารอาหารทั้งหมดและแพร่กระจายอย่างไม่สามารถควบคุมได้-
แม้ว่าแบคทีเรียกระจกจะไม่โจมตีสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ แต่พวกเขาก็ยังคงกินแหล่งอาหารสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ต้องการ และเนื่องจากเซลล์กระจกจะมีอัตราการตายที่ต่ำกว่าสิ่งมีชีวิตปกติเนื่องจากขาดการปล้นสะดมพวกเขาจะช้า แต่ก็เข้ายึดสิ่งแวดล้อมอย่างแน่นอน
แม้ว่าเซลล์กระจกจะเติบโตช้ากว่าเซลล์ปกติพวกเขาจะสามารถเติบโตได้โดยไม่ต้องหยุดพวกเขา
ภูมิคุ้มกันไม่เพียงพอ
กลไกการควบคุมทางชีวภาพอีกอย่างหนึ่งที่ไม่สามารถ "ดมกลิ่น" เซลล์กระจกเป็นระบบภูมิคุ้มกัน
เซลล์ภูมิคุ้มกันของคุณตรวจสอบทุกสิ่งที่พวกเขาพบในเลือดของคุณอย่างต่อเนื่อง ต้นไม้การตัดสินใจของเซลล์ภูมิคุ้มกันนั้นค่อนข้างง่าย ก่อนอื่นให้ตัดสินใจว่ามีอะไรมีชีวิตอยู่หรือไม่จากนั้นเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลของ "ตัวเอง" - เซลล์ของคุณเอง
ถ้ามันยังมีชีวิตอยู่ แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของคุณก็ต้องถูกฆ่า เซลล์กระจกมีแนวโน้มจะไม่ผ่านขั้นตอนแรกของหน้าจอนั้น: มันจะไม่ทำให้เกิดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันเพราะระบบภูมิคุ้มกันจะไม่สามารถรับรู้หรือผูกกับกระจกแอนติเจนของเซลล์ได้ ซึ่งหมายความว่าเซลล์กระจกสามารถติดเชื้อโฮสต์ที่หลากหลายอย่างไม่เคยมีมาก่อน
คุณอาจคิดว่าการติดเชื้อจากแบคทีเรียกระจกอาจได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะด้วยความถนัดเดียวกัน มันอาจจะใช้งานได้และอาจจะง่ายกว่าในลำไส้ของคุณมากกว่าการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะปกติ เพราะยาปฏิชีวนะก็ถูกส่งด้วยยาเหล่านี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อ microbiome ในลำไส้ของคุณเช่นเดียวกับการแอนติบอดีปกติที่จะไม่ส่งผลกระทบต่อเซลล์กระจก
แต่มนุษย์เป็นคนค่อนข้างส่วนเล็กของระบบนิเวศ สัตว์และพืชอื่น ๆ ทั้งหมดอาจไวต่อการติดเชื้อจากเชื้อโรคกระจก ในขณะที่มีความเป็นไปได้ที่จะจินตนาการถึงการพัฒนายาปฏิชีวนะกระจกเพื่อรักษาโรคติดเชื้อในมนุษย์ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะรักษาทั้งพืชและโลกสัตว์
หากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีความอ่อนไหวต่อการติดเชื้อที่เคลื่อนไหวช้าโดยแบคทีเรียกระจกก็ไม่มีการรักษาที่ดีที่สามารถนำไปใช้กับระบบนิเวศทั้งหมดได้
ปลอดภัยดีกว่าขออภัย
Mirror Life เป็นเรื่องการวิจัยที่น่าตื่นเต้นและเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพพร้อมแอพพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงด้านการแพทย์และเทคโนโลยีชีวภาพ แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์หลายคนรวมถึงฉันไม่มีประโยชน์ใด ๆ ที่มีค่ามากกว่าผลกระทบร้ายแรงต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมที่สะท้อนชีวิต
ฉันและกลุ่มนักวิจัยด้านภูมิคุ้มกันวิทยานิเวศวิทยาความปลอดภัยทางชีวภาพและความปลอดภัย - รวมถึงบางคนที่เคยทำงานอย่างแข็งขันในชีวิตกระจก - ได้ทำการวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับความกังวลที่เป็นไปได้เกี่ยวกับการสร้างชีวิตกระจก ไม่ว่าเราจะมองมันอย่างไรตรงขึ้นหรือในกระจกข้อสรุปก็ชัดเจน: ประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นจากชีวิตกระจกทางวิศวกรรมคือไม่คุ้มกับความเสี่ยง-
ไม่มีวิธีที่จะทำให้สิ่งใดเข้าใจได้อย่างสมบูรณ์และนั่นรวมถึงการป้องกันใด ๆ ที่สร้างขึ้นในเซลล์กระจกที่สามารถป้องกันความเสี่ยงของการปล่อยตัวโดยบังเอิญหรือโดยเจตนาในสภาพแวดล้อม นักวิจัยที่ทำงานในพื้นที่นี้รวมถึงเราอาจพบว่าน่าผิดหวัง แต่การไม่ทำให้เซลล์กระจกสามารถมั่นใจได้ถึงความปลอดภัยและความปลอดภัยของโลก
การอภิปรายเพิ่มเติมระหว่างชุมชนวิทยาศาสตร์ระดับโลกเกี่ยวกับประเภทของการวิจัยเกี่ยวกับชีวโมเลกุลกระจกและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องมีความปลอดภัย - รวมถึงวิธีการควบคุมการวิจัยนี้ - สามารถช่วยป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้น
การรักษาเซลล์กระจกภายในกระจกแทนที่จะทำให้เป็นจริงทางกายภาพเป็นเส้นทางที่ชัดเจนที่สุดในการรักษาความปลอดภัย
เคทบริโภคผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านพันธุศาสตร์ชีววิทยาเซลล์และการพัฒนามหาวิทยาลัยมินนิโซตา
บทความนี้ถูกตีพิมพ์ซ้ำจากบทสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-
