МОСКВА, 11 окт — РИА Новости, Захар Андреев. На Земле могут появиться новые формы жизни, перед которыми беззащитны и человеческий организм, и природные системы. При этом потенциальную биологическую угрозу прямо сейчас люди создают собственными руками. О какой опасности предупреждают некоторые ученые и почему не все коллеги с ними согласны — в материале РИА Новости.
Другая "резьба"
В начале октября британское издание The Economist выпустило материал с заголовком "Зеркальная жизнь опасна. Регуляторы должны принять меры, прежде чем она станет реальностью". Ранее 38 ученых в журнале Science призвали мировое научное сообщество заранее оценить риски создания новых форм жизни, которые могут оказаться несовместимыми с привычными земными организмами.
Многие сложные органические молекулы существуют в двух видах, которые являются зеркальным отражением друг друга — но при этом несовместимы. Это называется "хиральностью". Простая аналогия: правая и левая рука. Или болты с правой и левой резьбой — выглядят почти одинаково, с теми же физическими свойствами, но один не заменит другой в механизме, рассчитанном на противоположную резьбу.
Молекула ДНК обеспечивает плотность записи больше, чем у флешки
Земная жизнь устроена по определенным правилам: в белках используются преимущественно "левые" аминокислоты, а в ДНК и РНК — "правые" сахара. У науки пока нет ответа, почему эволюция выбрала именно такое направление. Как бы то ни было, закономерность характерна для абсолютного большинства известных организмов.
Теперь некоторые исследовательские группы работают над созданием так называемой зеркальной жизни — организмов, чьи молекулы имеют противоположную хиральность по сравнению с существующими.
Отдельные шаги в этом направлении уже сделаны.
Пока не жизнь
В Китае получили зеркальные ДНК-полимеразы и РНК-полимеразы — ферменты, способные собирать цепочки зеркальных ДНК и РНК. Иными словами, ученые научились воспроизводить некоторые важные молекулярные процессы в зеркальном варианте.
Но это еще не зеркальная жизнь. Полноценную клетку, способную самостоятельно функционировать и размножаться, пока не создали. Для этого необходимо решить множество других сложных задач.
Молекула мРНК в клетках человека
Сейчас такие исследования интересны в первую очередь с фундаментальной научной точки зрения. Создание зеркального организма помогло бы понять, случайна ли молекулярная асимметрия земной жизни или это отражает более глубокие физические и химические закономерности.
Есть и потенциальный практический смысл. Теоретически зеркальные клетки можно было бы использовать как биологические фабрики для производства зеркальных белков, которые сегодня синтезируют искусственно — это дорого и технически сложно. Такие клетки обладали бы способностью подолгу жить внутри пациента и генерировать лечебные вещества прямо на месте — например, в пораженной ткани или опухоли.
Но есть и потенциальная опасность — и для человека, и для природы.
"Защиты нет"
Иммунная система человека настроена на молекулы обычной хиральности. Если бы бактерия состояла из зеркальных белков, многие защитные механизмы либо не распознали бы ее, либо не смогли бы эффективно уничтожить, отмечают обеспокоенные ученые.
Та же проблема касается лекарств. Зеркальный микроорганизм будет нечувствителен к значительной части имеющихся препаратов просто потому, что их механизмы не совпадают.
Для окружающей среды последствия еще серьезнее. Численность обычных бактерий сдерживают вирусы, хищные микробы и конкуренты. У зеркальной жизни таких врагов почти нет — ее биохимические "инструменты" им не подходят.
Вирусы-бактериофаги
В итоге зеркальные микроорганизмы получают огромное преимущество. Ученые считают самой серьезной угрозой для биосферы не какой-то конкретный сценарий заражения человека, а неконтролируемое распространение.
Подписавшиеся под статьей в журнале Science полагают, что правила нужно установить заранее. Их довод прост: после того как технология позволит создать самовоспроизводящуюся зеркальную жизнь, разрабатывать защитные механизмы будет уже поздно.
Запрет навредит?
Западные исследователи говорят о перспективе на ближайшие десятилетия. У российских специалистов более осторожные прогнозы.
"Полноценная зеркальная клетка — это колоссальная по сложности задача, и я не вижу возможности создания таких клеток столь скоро. С другой стороны, простые зеркальные L-РНК-репликаторы вполне возможны (наподобие недавно опубликованных самореплицирующихся РНК-систем). Однако им требуются специфические субстраты, которых в живых клетках нет, а значит, они не способны к автономному размножению в природе", — объясняет в беседе с РИА Новости Сергей Шмаков, заведующий лабораторией МГУ имени М. В. Ломоносова, грантополучатель Российского научного фонда.
Если такие формы жизни все же появятся, человеку, скорее всего, они будут неопасны. Чего не скажешь об окружающей среде.
"Зеркальные вирусы не смогут размножаться в наших клетках. Главный гипотетический риск — экологический. Свободноживущий организм на ахиральных источниках питания способен стать сверхинвазивным, и сложно прогнозировать последствия для биосферы: в экосистемах начнут накапливаться зеркальные молекулы, биомасса, не поддающиеся расщеплению природными ферментами", — отмечает ученый.
Тем не менее с регуляцией нужна осторожность.
"Зеркальная химия уже дала медицине ценные инструменты. Излишняя драматизация затормозит разработки, спасающие жизни: зеркальные молекулы применяются в терапии ВИЧ и гепатита B — базовые препараты ламивудин и эмтрицитабин представляют собой именно L-энантиомеры нуклеозидов", — подчеркивает эксперт.
По его мнению, для работы с опасными патогенами и синтетическими агентами уже есть проверенные нормы биобезопасности.
"В эти рамки имеет смысл добавить регламенты скрининга зеркальных генетических последовательностей и потенциально реплицирующихся систем. Тотальный же запрет — популистская мера, которая заблокирует разработку новых лекарств или просто загонит исследования в серую зону", — заключает ученый.
Возможно, в пользу этой точки зрения говорит то, что до сих пор прогресс не удавалось остановить искусственными ограничениями. Скорее всего, так будет и в этот раз. А значит, людям придется научиться правильно обращаться с новыми технологиями — как когда-то с электричеством или мирным атомом.
