'รูปแบบชีวิตในกระจก' อาจฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่นักวิทยาศาสตร์เตือนว่าอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์และทำลายสิ่งแวดล้อม

เมื่อคุณมองในกระจก การสะท้อนนั้นคือตัวคุณโดยพื้นฐาน แต่ด้วยการพลิกกลับคุณลักษณะทั้งหมดของคุณอย่างสมบูรณ์แบบ นี่แสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์ที่เราเห็นในโลกเล็กๆ ของโมเลกุลเช่นกัน

โมเลกุลบางชนิดมีอยู่เป็นภาพสะท้อนในกระจกของตัวเองหรือที่เรียกว่า"อีแนนทิโอเมอร์"ที่ไม่สามารถซ้อนทับกันได้ แนวคิดนี้เรียกว่าความร่าเริงหรือ "ความถนัด" สิ่งสำคัญคือเนื่องจากภาพสะท้อนของโมเลกุลเดียวกันสามารถมีผลกระทบและหน้าที่ทางชีววิทยาแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

การเขียนในวารสารวิทยาศาสตร์กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง 40 คนได้เตือนว่าภายในทศวรรษหน้า อาจเป็นไปได้ที่จะสร้างรูปแบบชีวิตที่สะท้อนภาพสะท้อนในกระจกทั้งหมดซึ่งประกอบด้วยอิแนนทิโอเมอร์เหล่านี้ โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์ เช่น- พวกเขาโต้แย้งว่าสิ่งนี้ก่อให้เกิดอันตรายอย่างแท้จริง

พวกเขาแนะนำว่า "แบคทีเรียในกระจก" อาจหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันของผู้คน ทำให้เกิดการติดเชื้อร้ายแรง การติดเชื้อดังกล่าวอาจส่งผลให้พันธุ์พืชและสัตว์จำนวนมากต้องถูกแทนที่ ซึ่งรบกวนสิ่งแวดล้อมโดยสิ้นเชิง

โมเลกุลของภาพสะท้อนในกระจกนั้นมีโครงสร้างที่เหมือนกัน เช่นเดียวกับที่มือซ้ายและขวาของคุณมีโครงสร้างที่เหมือนกันและสามารถทำหน้าที่เหมือนกันทุกประการ โมเลกุลเหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกันทุกประการ แต่ด้วยเหตุผลที่ไม่ทราบสาเหตุ ธรรมชาติจึงนิยมสร้างสิ่งมีชีวิตจากโมเลกุลเพียงเวอร์ชันเดียวมากกว่า

ตัวอย่างเช่น กรดอะมิโนซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีนเป็นคนถนัดซ้าย ในขณะที่น้ำตาลเป็นคนถนัดขวา ที่โมเลกุลเป็นเกลียวเกลียวขวา

chirality แบบคัดเลือกนี้กำหนดว่าโมเลกุลมีปฏิกิริยาอย่างไรในระบบสิ่งมีชีวิต มันมีอิทธิพลต่อวิธีการใช้ยาและเอนไซม์(ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพที่เร่งปฏิกิริยา) ทำงานในร่างกายของเรา เช่นเดียวกับวิธีที่เรารับรู้รสชาติและกลิ่น ยกตัวอย่างโมเลกุลถ่านกลิ่นของสเปียร์มิ้นต์หรือเมล็ดยี่หร่า ขึ้นอยู่กับโมเลกุลที่คุณได้รับกลิ่นนี้ในรูปแบบ "กระจกเงา"

รับการค้นพบที่น่าทึ่งที่สุดในโลกส่งตรงถึงกล่องจดหมายของคุณ

ที่เกี่ยวข้อง:

โมเลกุลกระจกเงาอื่นๆ มีความหมายที่ลึกซึ้งมากกว่านั้นมาก ยาเสพติดทาลิโดไมด์มีอยู่สองรูปแบบ วิธีแรกคือการรักษาอาการแพ้ท้องที่มีประสิทธิภาพ เวอร์ชันมิเรอร์ทำให้เกิดความพิการแต่กำเนิดที่ร้ายแรง

สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถาม: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราสามารถสร้างโมเลกุลทางชีววิทยาที่อยู่อีกด้านหนึ่งของกระจกได้? แรงผลักดันเบื้องหลังการวิจัยนี้ส่วนหนึ่งมาจากความอยากรู้อยากเห็น แต่ก็มีการนำไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติด้วย

การรักษาทางการแพทย์มีต้นกำเนิดมาจากโมเลกุลทางชีววิทยาเพิ่มมากขึ้น เช่น(โปรตีนที่เป็นชิ้นเล็กๆ) ซึ่งสามารถนำมาใช้รักษามะเร็งได้ แม้จะมีประสิทธิภาพ แต่โปรตีนและเปปไทด์จากธรรมชาติก็ยังต้องเผชิญกับข้อจำกัดที่สำคัญ นั่นคือ พวกมันจะสลายตัวอย่างรวดเร็วในร่างกาย

เนื่องจากเอนไซม์ในร่างกายของเราซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อสลายโมเลกุลทางชีวภาพเพื่อรีไซเคิล มีประสิทธิภาพสูงในการกำหนดเป้าหมายเปปไทด์ธรรมชาติ ดังนั้นการรักษามะเร็งเหล่านี้อาจต้องรับประทานยาบ่อยครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าได้ผล

อย่างไรก็ตาม เปปไทด์ที่คล้ายกันที่สร้างจากกรดอะมิโนมิเรอร์อาจไม่ได้รับการยอมรับจากระบบการย่อยสลายเหล่านี้ แต่ยังสามารถออกแบบมาเพื่อกำหนดเป้าหมายมะเร็งได้ และสร้างสิ่งเหล่านี้สามารถทำได้แล้ว: เราได้ทำการสะท้อน DNA, "เอนไซม์สะท้อน" ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ และอื่นๆ อีกมากมาย

ความเสี่ยงของชีวิตกระจก

ประโยชน์ที่เป็นไปได้ของโมเลกุลกระจกนั้นน่าหลงใหล ขั้นตอนต่อไปที่ชัดเจนคือการสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเป็นกระจกเงา สร้างขึ้นจากโมเลกุลทั้งหมดซึ่งเป็นภาพสะท้อนของธรรมชาติ

มีกลุ่มวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบคทีเรียอยู่แล้ว- กล่าวอีกนัยหนึ่ง พวกเขากำลังพยายามสังเคราะห์โมเลกุลทางชีววิทยาและประกอบเข้าด้วยกันเป็นเซลล์ที่ใช้งานได้

แม้ว่าการสร้างแบคทีเรียกระจกจากพื้นดินอาจยังต้องใช้เวลาอีกกว่าทศวรรษ แต่ก็มีข้อกังวลอย่างแท้จริงว่างานวิจัยนี้อาจนำไปสู่จุดใด นักวิทยาศาสตร์ 40 คนที่เขียนใน Science กลัวว่าชีวิตจะสะท้อนชีวิตหากเป็นเช่นนั้นหลบหนีจากห้องทดลอง(และมีตัวอย่างมากมายของเหตุการณ์นี้) อาจส่งผลร้ายแรงตามมา

ข้อกังวลเร่งด่วนที่สุดคือแบคทีเรียกระจกอาจหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ สัตว์ และพืช การป้องกันภูมิคุ้มกันของเราอาศัยการรับรู้ถึงรูปแบบโมเลกุลที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งพบในเชื้อโรคตามธรรมชาติ (สิ่งมีชีวิตหรือสารอื่นๆ เช่น ไวรัส ที่ทำให้เกิดโรค) ซึ่งทั้งหมดนี้สร้างขึ้นจากกรดอะมิโนที่ถนัดซ้าย แบคทีเรียกระจกเงาจะขาดรูปแบบที่เป็นที่รู้จักเหล่านี้ ส่งผลให้ระบบภูมิคุ้มกันของเรามองไม่เห็นการปรากฏตัวของพวกมัน

แบคทีเรียมิเรอร์ยังสามารถทำลายระบบนิเวศในลักษณะที่คาดเดาไม่ได้ ตัวอย่างเช่น พวกเขาอาจจะสามารถหลบเลี่ยงการควบคุมทางชีวภาพ เช่น การติดเชื้อไวรัสและยาปฏิชีวนะจากแบคทีเรีย ทำให้พวกเขาแพร่ขยายได้โดยไม่ถูกตรวจสอบ

ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการรุกรานของแบคทีเรียกระจกเงาที่เข้ามาแทนที่สายพันธุ์พื้นเมือง ขัดขวางใยอาหารและเปลี่ยนแปลงวงจรสารอาหาร ซึ่งอาจนำไปสู่ผลกระทบทางนิเวศวิทยาที่ลดหลั่นกัน

คำเตือนของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับชีวิตในกระจกนั้นน่าทึ่งมาก ส่วนหนึ่งเพราะมันปรากฏในวารสารวิชาการอันทรงเกียรติดังกล่าว แต่ยังเป็นเพราะว่ามันได้รับการสนับสนุนจากความเข้มงวดที่เข้มงวดการวิเคราะห์ทางเทคนิค 300 หน้า-

ข้อความที่ชัดเจนของพวกเขาซึ่งเน้นถึงความเสี่ยงพิเศษของสิ่งมีชีวิตในกระจก อาจฟังดูเหมือนโครงเรื่องของหนังไซไฟระทึกขวัญ แต่ข้อกังวลนี้มีพื้นฐานอยู่บนเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้อง

แบคทีเรีย Mirror นำเสนอความท้าทายที่ไม่เหมือนใครและไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่วิกฤตที่จะเกิดขึ้นพรุ่งนี้ อุปสรรคทางเทคนิคในการสร้างชีวิตกระจกเงาเต็มรูปแบบยังคงมีความสำคัญ ทำให้ชุมชนทั่วโลกมีเวลาเหลือเฟือในการพิจารณารับมือ และนักวิทยาศาสตร์ยังยอมรับว่า นอกเหนือจากการวิจัยที่ขับเคลื่อนด้วยความอยากรู้อยากเห็นเพียงอย่างเดียวแล้ว พวกเขายังพยายามหาเหตุผลที่น่าสนใจในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะกระจกเต็มตัว

ด้วยการดำเนินการตั้งแต่ตอนนี้ — ผ่านการกำกับดูแลที่แข็งแกร่ง การกำกับดูแลอย่างระมัดระวัง และความร่วมมือระหว่างประเทศ — เราสามารถชี้แนะการพัฒนาชีวโมเลกุลแบบมิเรอร์อย่างมีความรับผิดชอบ ขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจได้ว่าการสร้างชีวิตแบบมิเรอร์เต็มรูปแบบจะถูกป้องกัน — เว้นแต่ความเสี่ยงจะได้รับการเข้าใจและบรรเทาลงอย่างชัดเจน

บทความแก้ไขนี้เผยแพร่ซ้ำจากการสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-