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“镜像生命”:科学奇迹还是生态隐患?

   时间:2025-02-16 19:52:19 来源:知新了了作者:知新了了编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

在生物学的微观世界里,隐藏着一种奇特的现象:大多数关键生物分子,诸如蛋白质、DNA及RNA,都具备一种称为手性的特性。这意味着它们像手套一样,有左手和右手之分,只能与相同手性的分子相互作用。这种特性不仅限于地球上的所有已知生命形式,连那些拥有异常化学成分的微生物——古生菌,也遵循这一规律,使用L型蛋白质和D型糖分。

长久以来,科学家们一直梦想着创造出手性与自然界相反的生物聚合物,即D型蛋白质和L型糖分构成的化合物。这一挑战近年来取得了突破性进展,科学家们已成功制造出镜像RNA和镜像DNA的酶,这些镜像分子表现出与天然分子相似的行为,引发了对制造完整镜像活细胞的遐想。

镜像细菌作为潜在的基础研究工具,吸引了众多科学家的目光。它们可能引领我们探索全新的生命树,解决生物工程和生物医学领域的诸多难题。镜像生命,由与自然生命手性相反的分子构成,或许能展现出与自然生命极为相似的特性,生活在相同环境中,竞争资源,表现出典型的生物行为。

然而,正是这些特性让镜像生命成为一把双刃剑。合成生物学家Kate Adamala,在深入研究镜像生命的免疫学和生态学后,开始担忧其对环境和健康的潜在威胁。尽管制造出镜像细菌还需至少十年乃至三十年,但在合成生物学领域,这样的时间跨度并不漫长。

镜像生命一旦释放到环境中,可能因缺乏自然天敌而迅速增殖。病毒和捕食者等自然控制机制对镜像生命无效,因为它们无法识别或利用镜像细胞的机制。镜像细菌可能会消耗大量营养物质,不受控制地传播,对生态系统造成破坏。

免疫系统同样无法识别镜像细胞,这意味着镜像细胞可以感染前所未有的宿主范围。虽然理论上可以使用镜像抗生素治疗镜像细菌感染,但考虑到整个生态系统的复杂性,这种方法并不现实。所有动植物都可能易受镜像病原体的感染,而有效的治疗方法难以在整个生态系统中部署。

鉴于镜像生命对人类健康和环境可能造成的严重后果,Kate Adamala及其团队对镜像生命创造的潜在风险进行了深入分析。他们发现,尽管镜像生命在医学和生物技术领域具有应用前景,但这些好处远不足以抵消其潜在危害。没有内置的安全措施能够确保镜像细胞不会意外或故意释放到环境中。

全球科学界正加强对镜像生物分子研究和相关技术安全性的讨论,探讨如何监管这类研究以防范潜在危害。保持镜像细胞在实验室内,避免其成为现实,被认为是确保安全的最清晰途径。通过全球合作和监管机制的建立,我们可以更好地预防镜像生命可能带来的风险。

 
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