Учёные предложили способ обнаруживать «зеркальную жизнь» до того, как такие организмы будут созданы
iXBT.com ·
Учёные из Университета Стратклайда и Даремского университета в Великобритании предложили метод обнаружения гипотетической «зеркальной жизни» — организмов, молекулы которых имеют противоположную пространственную конфигурацию по сравнению с молекулами земных живых существ. Такие самовоспроизводящиеся организмы ещё не созданы, однако специалисты предупреждают, что их появление может повлечь серьёзные последствия для здоровья людей, сельского хозяйства и экосистем. Работа описывает способ выявлять подобную биологию, если она когда-либо появится.
В основе метода лежит хиральность — свойство молекул существовать в двух зеркальных формах, которые не совмещаются друг с другом так же, как левая и правая руки. В известных земных организмах белки состоят преимущественно из аминокислот одной пространственной конфигурации, а ДНК и РНК содержат сахара противоположной конфигурации. У гипотетической зеркальной жизни эти особенности были бы обращены. Из-за различий в молекулярном устройстве такие организмы взаимодействовали бы с другими живыми существами иначе, чем обычные микроорганизмы.
Исследователи предлагают использовать круговую поляризацию люминесценции (CPL) — особенность, позволяющую получать информацию о пространственном устройстве молекул. Для этого предполагается применять флуоресцентные маркеры, которые связываются с определёнными структурами клетки, включая мембраны и нуклеиновые кислоты. При возбуждении маркеры испускают свет с характерными поляризационными свойствами. Совокупность таких сигналов может сформировать молекулярный «отпечаток», позволяющий отличить привычную биологию от её зеркального варианта.
Чтобы снизить вероятность ошибочной идентификации, авторы предлагают анализировать сигналы от нескольких маркеров, нацеленных на разные клеточные структуры, а не полагаться на один показатель. Для измерений можно адаптировать существующие приборы: специализированные микроскопы, камеры и анализаторы биологических образцов. Технологии регистрации круговой поляризации люминесценции уже продемонстрированы в лабораторных условиях, однако полноценную систему обнаружения зеркальной жизни ещё не создали и не проверили.
Опасения связаны с тем, что зеркальные микроорганизмы могут оказаться менее уязвимыми для некоторых естественных биологических механизмов защиты и хуже включаться в привычные экологические взаимодействия. В частности, если не будет способа эффективно сдерживать их размножение, то численность зеркальных бактерий потенциально может резко возрасти. Ранее специалисты также предупреждали о возможных рисках для людей, животных, растений и окружающей среды и в связи с этим обсуждаются ограничения исследований, направленных на создание самовоспроизводящейся зеркальной жизни.
Авторы подчёркивают, что предложенный метод — предупредительная мера, а не готовая система биологического контроля. Его преимущество состоит в том, что принцип обнаружения можно развивать и проверять на существующих биологических материалах, не создавая опасные организмы ради эксперимента.