科學家警告！ 人工的“鏡像生命體”有可能成為“完美的生物武器”宇宙系YouTuber 5月12日星期一19:01 謝謝！ 這是科學社交網站上的人的抓拍。 這次是“鏡像生命體的致命風險”的主題進行解說。 https://www./embed/HmTWpVifBa8?rel=0&wmode=transparent 最近，一篇論文發表了，被稱為鏡像生命體( Mirror life )的假說中的特殊生命體，有可能給人類的健康和地球的生態系統帶來“史無前例的不可逆轉的危害”。 警告說，如果這樣的生命體在現實中出現，可能會對我們的免疫和環境產生巨大的影響。 在此，我想首先從被稱為鏡像異構體的左右反轉的分子結構開始解說，整理一下為什么它對生命很重要，以及鏡像生命體如何可能成為“致命的威脅”。 ●鏡像異構體和鏡像生命體分子有“鏡像異構體被稱為“”，有著像鏡子里一樣的左右翻轉的關系。 成對的鏡像異構體分子雖然構成它們的原子種類相同，但立體配置不同，無論如何改變角度都無法使它們重疊。 也就是說，鏡像異構體的分子對雖然非常相似，但嚴格來說可以說是“不同的物質”。 鏡像異構體分為l型(左手型)和d型(右手型)。 這對于作為蛋白質構成要素的氨基酸和DNA RNA中含有的糖等地球上生物在生命活動中利用的物質也是如此。 雖然在化學上也可以加入D/L兩種類型，但是地球生命在初期選擇了一種，就這樣固定下來了。 將這樣左右反轉的分子(鏡像異構體)中，只偏向一種類型的現象稱為“同質性來刪除它。 關于為什么生物分子中會出現均質性，有因初期偶然而稍微占優勢的類型直接被固定化的說法，也有偏置結構更能提高酶反應和自我增殖效率的說法等幾種可能性，但至今仍沒有得出決定性的答案。 如果生命使用的鏡像異構體分子的偏差全部反轉，存在以d型氨基酸和l型糖為中心構筑細胞和基因的生物的話，到底會發生什么呢？ 以這種左右反轉的分子結構為基礎經營生命活動的存在被稱為“鏡像生命體( mirror life )”。 雖然還沒有走出假說的領域，但有幾個研究者正在討論其可能性。 ●鏡像生命體的致命風險2024年12月，由38名世界專家組成的國際團隊在Science雜志上發表了“鏡像生命體的創造極其危險”的報告。 筆頭作者甚至談到“那基本上就像在教如何制造完美的生物武器一樣”，強烈呼吁中止研究。 作為鏡像生命體如此受到關注的理由，指出了以下具體風險。 ○免疫回避和傳染病風險鏡像的微生物表面的蛋白質和代謝物與我們體內的分子存在鏡像關系，因此人和動物的免疫系統可能無法識別它們，或者誤認為是無害的。 其結果是，即使鏡像微生物侵入體內也難以發生炎癥反應和免疫應答，有可能發生宿主沒有出現癥狀就增殖的“隱形感染”。 最初感染會由研究設施的工作者等靜靜地擴散，有可能出現在發現的時候無法著手的事態。 更麻煩的是，現有的醫藥品和治療方法可能對鏡像病原體無效。 許多抗生素和抗病毒藥物與病原體的特定蛋白質結構結合起作用，但如果靶呈鏡像形式，藥物可能無法很好地結合而失效。 事實上，科學家團隊認為“不可治療的傳染病”，強調了人類產生沒有有效對抗手段的新品種病原體的風險。 ○入侵和擴散生態系統鏡像生命體在被放生到自然界的情況下可能會無限增殖。 生物數量通常根據捕食·被食和病原體宿主的關系來調節，但鏡像生命體中不存在這些傳統的“天敵”和“病原菌”。 例如，地球上沒有可以吃鏡像細菌的捕食者，也沒有感染鏡像細菌的病毒，所以在環境中出現鏡像細菌的話，有可能會不受其他生物的阻止而繁殖擴散。 此外，其影響不僅限于特定的生物種類，還將波及到包括人類在內的史無前例的大范圍多細胞生物。 也就是說，有可能成為威脅生態系統內所有動植物的存在。 ○對食物鏈營養循環的影響鏡像生命體對現有的生物來說也不是營養源，有可能難以被分解。 例如，普通食草動物即使食用鏡像植物，其消化酶也不能分解鏡像的淀粉和蛋白質，無法營養。 另外，即使鏡像微生物的尸體堆積，土壤中的分解者(細菌和菌類)也可能無法將其分解。 生態系統內的能量和營養素的循環停滯，有食物鏈發生斷裂的風險。 這暗示著例如即使鏡像微生物附著在農作物或野生植物上繁殖，也有可能因為不與以往的微生物競爭而一直增加，或者保護作物的生物防治變得無效。 結果，可能會導致農業災害和野生生態系統的破壞。 如上所述，鏡像生命體帶來的風險涉及從病原性威脅到生態學擾亂等多方面，在作為對現有生命圈的“未知異物”發揮作用這一點上是共通的。 ●鏡像生命體真的存在嗎？地球上鏡像生命體自然產生的確鑿證據還沒有報告。 在生命起源期利用l型氨基酸和d型糖的途徑占優勢，直接固定到現代的說法很有力。 以反手d型氨基酸為中心利用的生命，可能在地球環境中沒能在生存競爭中獲勝。 但是，合成生物學取得驚人進步的最近，正在進行試制“鏡像的酶”和“鏡像的基因”的研究。 實際上，在2010年代，鏡像的DNA聚合酶(復制遺傳信息的酶)被開發出來，也有被期待是向“鏡像細胞”的合成邁出的第一步的例子。 不可否認，如果將來技術高度化的話，在實驗室規模上有可能創造出與“鏡像生命體”接近的存在。 幸運的是，鏡像細菌的實現被認為至少還需要10年。 制作完整的鏡像細胞估計需要5億美元的巨大資金和技術開發，所以目前還不是馬上就能產生的。 但是研究小組呼吁:“正因為如此，才應該趁現在討論，決定不走這條路。” 有趣的是，論文的共同作者中也包括曾以創造鏡像細菌為目標的研究者，他們自己改變了立場加入了這次的警鐘。 ●對未來外星生命探測的影響鏡像生命體的討論對尋找外星生命也有重要的啟示。 美國航天局等在其他行星上尋找生命的痕跡時，一個線索就是手性的偏差(同質性)。 非生物性生成的氨基酸通常左手型和右手型各占一半，但生命參與時會偏向一方。 如果在火星和木星的衛星歐羅巴等可能存在液態水的天體中，只檢測到過剩的特定手性，那就有可能是生命的信號。 如果在其他天體上發現的生物具有與我們相反的手性，那就意味著現有的生態系統無法控制該生物。 這樣，鏡像生命體的研究及其風險評估就不再局限于純粹的學術好奇心而具有現實意義。 萬一我們將來遇到地球外的鏡像生命，就需要正確評價和應對其影響的智慧吧。 這次關于鏡像生命體的發現和警告，也可以說是地球外生命探測領域的重要準備的一環。 鏡像生命體現在是想象中的存在，但以有關其風險的新發現為契機，科學家們自己停下來開始了討論。 根據今后科學技術的進步，人類可能會無意中產生鏡像生物。 如果那時我們有充分的知識和對策，就可以在保持好奇心和安全的平衡的同時挑戰新的前線。 鏡像生命體這個主題，成為了我們重新思考生命本質和科學責任的契機。 希望不要浪費科學家們發出的這個警鐘，為未來的風險和睿智做準備。 https://www./embed/HmTWpVifBa8?rel=0&wmode=transparent https://www./doi/10.1126/science.ads 9158 |
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