Zrcalni život može biti opasan po ljude i prirodu

Kada se pogledate u ogledalo, odraz ste u osnovi vi, ali sa savršenim obratom svih vaših crta. Ovo ilustrira fenomen koji također vidimo u sićušnom svijetu molekula.

Neke molekule postoje kao zrcalne slike samih sebe, poznate kao "enantiomeri", koje se ne mogu preklopiti jedna na drugu. Ovaj koncept je poznat kao kiralnost, a to je važno jer zrcalne slike istih molekula mogu imati potpuno različite učinke i funkcije u biologiji.

Pišući u časopisu Science, skupina od 40 renomiranih znanstvenika među kojima su i istraživači s engleskog Sveučilišta Hull, upozorila je da bi u sljedećem desetljeću moglo biti moguće stvoriti čitave oblike života u zrcalu koji se sastoje od ovih enantiomera, mikroba kao što su bakterije. To predstavlja stvarne opasnosti, tvrde oni.

"Zrcalne bakterije" bi mogle izbjeći ljudski imunološki sustav, uzrokujući smrtonosne infekcije. Takve infekcije također mogu dovesti do gubitaka značajnog udjela biljnih i životinjskih vrsta, potpuno narušavajući okoliš.

Zrcalne molekule su strukturno identične, kao što su vaša lijeva i desna ruka strukturno identične i mogu obavljati potpuno iste funkcije. Ove molekule također imaju potpuno ista kemijska svojstva, ali iz nepoznatih razloga priroda preferira izgradnju života samo od jedne verzije takvih molekula.

Na primjer, aminokiseline, građevni blokovi proteina, su "lijeve", dok su šećeri "desni", a molekula DNA ima desni navoj.

Ova selektivna kiralnost definira način interakcije molekula u živim sustavima. Utječe na to kako lijekovi i enzimi (biološki katalizatori koji ubrzavaju reakcije) funkcioniraju u našem tijelu, kao i na to kako percipiramo okuse i mirise. Na primjer, molekula karvon može mirisati ili na metvicu ili na sjemenke kima, ovisno iz koje "zrcalne" verzije molekule dobivate ovaj miris.

Druge zrcalne molekule imaju mnogo dublje implikacije. Lijek talidomid postoji u dva oblika. Jedan je snažan tretman za jutarnje mučnine, dok zrcalna verzija uzrokuje razorne urođene mane.

Potencijalne dobrobiti zrcalnih molekula su primamljive. Očigledan sljedeći korak bio bi stvaranje potpunih zrcalnih organizama, u potpunosti napravljenih od molekula koje su odrazi prirodnih verzija.

Već postoje istraživačke skupine koje rade na izgradnji bakterija "od temelja". Drugim riječima, pokušavaju sintetizirati biološke molekule i sastaviti ih u funkcionalne stanice.

Dok su do stvaranja zrcalnih bakterija iz temelja pred nama vjerojatno još desetljeća, već postoji stvarna zabrinutost oko toga kamo bi ovo istraživanje moglo dovesti. 40 znanstvenika koji pišu u Scienceu strahuje da bi zrcalni život, ako bi pobjegao iz laboratorija (a ima mnogo primjera da se to dogodilo), mogao imati razorne posljedice.

Najizravnija briga je da bi zrcalne bakterije mogle izbjeći imunološki sustav ljudi, životinja i biljaka. Naša se imunološka obrana oslanja na prepoznavanje sačuvanih molekularnih obrazaca koji se nalaze u prirodnim patogenima (organizam ili drugi agens – poput virusa – koji uzrokuje bolest), a svi su izgrađeni od "lijevokretnih" aminokiselina. Zrcalnim bakterijama nedostajali bi ti prepoznatljivi uzorci, čineći naš imunološki sustav slijepim za njihovu prisutnost.

Zrcalne bakterije također mogu poremetiti ekosustave na nepredvidive načine. Na primjer, vjerojatno bi mogli izbjeći biološke kontrole kao što su virusne infekcije i bakterijski antibiotici, dopuštajući im da se nekontrolirano razmnožavaju.

To bi moglo rezultirati invazivnim populacijama zrcalnih bakterija koje istiskuju domaće vrste, prekidaju hranidbene mreže i mijenjaju cikluse hranjivih tvari, što potencijalno može dovesti do kaskadnih ekoloških posljedica.