一群来自九个国家的38位科学家发出警告,警惕合成生物体的创造——镜像细菌,即分子结构在自然界中颠倒的合成生物体,可能让人类、动物和植物面临危险的病原体威胁。实验室里创造镜像细菌所需的技术还停留在十年或更久以前的水平,科学家们认为这个研究领域的潜在致命风险是前所未有的且被忽视的。科学家们在《科学》杂志12月12日发表的一篇报告中写道:“一些研究者已经开始着手创造完全由镜像生物分子构成的生命体。”他们警告说,这种镜像生物体将颠覆已知的生命形式,其创造需要慎重考虑。
所有已知的生命都具有统一的手性,或称旋向。例如,DNA和RNA由“右旋”的核苷酸构成,蛋白质由“左旋”的氨基酸构成。就像一只右手套无法套在左手上一样,分子间的相互作用也往往取决于手性。免疫学家、植物病理学家、生态学家、进化生物学家、生物安全和行星科学家等领域的专家在报告中表示,他们最初对镜像细菌可能构成重大风险的看法持怀疑态度,但现在他们已变得“深感担忧”。科学家们表示:“不要放任这个‘妖魔’离开瓶子。”他们补充说:“发生严重后果的风险虽低,但后果将是灾难性的。”除非有确凿证据表明镜像生命不会带来特别危险,否则不应允许开展旨在创造镜像细菌的研究,资助者应明确表示他们不会支持此类研究。
科学家们基于亚当拉塔等人的300页技术报告撰写了这篇《科学》论文,详细阐述了镜像细菌的可行性和风险。报告指出,许多实验室和研究基金组织将创造镜像生命作为长期目标,旨在更好地理解生命并可能为开发药物和其他疗法提供帮助。许多合成生物学家寻求了解如何利用细胞的组成部分创造细胞,以揭示生命最初是如何出现的,并理解其他可能存在的生命形式。报告指出,如果可以从无生命的分子中创建具有自然手性的细胞,那么理论上可以使用相同的方法来创建镜像细胞。目前不存在紧迫威胁,但目前存在技术障碍,要在十年内创造镜像细菌需要与人类基因组计划相当的规模和预算的协同努力。免疫系统依靠识别入侵细菌所特有的分子形状。如果这些形状在镜像细菌中得到反映,那么识别将受到影响,免疫防御可能会失败,可能使生物容易受到感染。科学家们担心镜像细菌可能成为横扫多个生态系统的入侵物种,造成大量动植物物种的致命感染,甚至包括人类。他们表示:“即使是一个具有更有限宿主范围、仅能入侵特定生态系统范围的镜像细菌仍然可能造成前所未有的、不可逆转的伤害。”动物和人类中的传播可能使得这类细菌进入不同的生态系统。作为植物免疫系统专家的Jones指出,镜像细菌在植物中检测起来将是极其困难的。“即使一开始生长得不太好,变异也会发生并出现适应性更好的菌株,”Jones解释道。此外还有学者表示此类想法仍然属于科学幻想而非现实科学。“考虑到研究目前还处于非常早期阶段且距离对人类构成威胁还有很长一段路要走,虽然我同意这些担忧,但它们还是相当推测性的,”没有参与这项研究的帝国理工学院合成生物学中心和生物工程系的Tom Ellis教授说。