來源：動脈生物製造
信源：MedSci梅斯
釋出時間：12月17日
動脈生物製造——今日關注
一個由諾貝爾獎獲得者和其他專家組成的國際小組警告稱，對“映象生命(mirror life)”微生物的研究和創造可能給地球生命帶來“前所未有的風險”。
12月11日，國際頂級期刊Science刊載了由這個研究小組撰寫的題為《面對“映象生物”的風險》的文章。文章稱，儘管人類可能至少還需要10年的時間才能創造出真正的映象生命，但這項研究可能導致“前所未有且不可逆”的危害，建議不允許進行以創造映象細菌為目標的研究，並且資助者要明確表示他們不會支援此類工作。
▲資料圖
一、什麼是映象生命？
許多生命分子可以以兩種不同的形式存在，每種形式都是另一種的映象。目前地球上所有生物體的 DNA和RNA 都是由右旋核苷酸組成的，構成生命的蛋白質則由左旋氨基酸組成，而左旋核苷酸和右旋氨基酸就是這兩種物質的映象分子形式。（為了想象這一點，用你的右手豎起大拇指；你的大拇指是垂直軸，你彎曲的手指代表螺旋的方向。）
為什麼會出現這種情況，這仍是一個科學爭論的問題。但這種所謂的同手性是地球上的自然狀態——它已經讓我們走到了今天。
然而，人類無限的傲慢中卻蘊藏著挑戰這一秩序的能力。如果我們用左手 DNA 和右手蛋白質製造映象生物，會發生什麼？
目前，科學家們已經制造出大型、功能齊全的映象分子，以便對其進行更深入的研究。儘管用映象分子構建整個生物體超出了當今的技術水平，但有些人已經在構建映象微生物方面邁出了一小步。
該專家組包括上世紀 90 年代領導私人人類基因組測序工作的美國科學家克雷格·文特爾博士，諾貝爾獎獲得者、劍橋大學教授格雷戈裡·溫特和芝加哥大學教授傑克·紹斯塔克。專家們在文章中警告稱，映象細菌（由人工製造的映象分子構成）可能會在環境中定居並突破自然生物的免疫防禦，使人類、動物和植物面臨致命感染的風險。
實際上，在化學藥物中，早有映像體藥物（手性分子），即左旋和右旋，雖然分子結構幾乎一樣，但是作用卻完全不同! 目前世界上使用的藥物總數約為1900種，手性藥物佔50%以上，在臨床常用的200種藥物中，手性藥物多達114種。
例如L-葡萄糖，標準葡萄糖的對映體，測試表明其味道與標準糖相似，但代謝方式不同。最近的研究表明，L-葡萄糖可以廉價生產，產量高，但作者指出，由於其具有通便作用，因此不能用作甜味劑。如氧氟沙星，其中起作用的主要是左氧氟沙星，佐匹克隆是治療失眠的藥物，實際上起作用的主要是右佐匹克隆，還如治療神經系統帕金森病的藥物—左旋多巴，左亞葉酸鈣，左西替利嗪。
二、映象生命從什麼時間開始研究的？
根據文獻，映象生命的研究其實已經很多年了。最早可以追溯到路易斯·巴斯德，首次討論了映象生命的可能性。
映象人的誕生是阿瑟·克拉克1950 年短篇小說《技術失誤》的基礎。在這個故事中，一場物理事故將一個人變成了他的映象，據推測這可以透過穿越第四個物理維度來解釋。在詹姆斯·布利什1970 年創作的《星際迷航》小說《斯波克必須死！》中，美國企業號航空母艦的科學官因一次傳送器故障而被複製成映象。他將自己鎖在醫務室裡，在那裡他能夠合成生存所需的基本營養素的映象形式。羅傑·澤拉茲尼 1976 年的小說《沙中之門》的核心內容是一臺能逆轉手性的外星機器，以及一種只有在一種手性下才能正常運作的血液共生體。在謝里·S·泰珀1989 年的小說《草》中提到的星球上，一些生命形式已經進化到使用右旋丙氨酸異構體。在《質量效應》系列中，食物中氨基酸的手性經常在對話和百科全書中被討論。在詹姆斯·S·科裡( James SA Corey) 2014 年的科幻小說《Cibola Burn》中，伊魯斯星球上有具有部分映象手性的土著生命。這使得人類殖民者無法消化當地的動植物，並極大地複雜化了傳統農業。因此，殖民者不得不依靠水培農業和食物進口。2017 年丹尼爾·蘇亞雷斯的小說《變革推動者》中，反派奧托綽號“鏡子人”，他是一個基因改造的鏡子人。他鄙視其他人類，他的存在讓他們感到莫名的厭惡。可見，在小說中，映象人早已不新鮮。
但是，隨著合成生物學的進展，如2002 年以來合成病毒、 2010 年合成部分細菌或2013 年合成核糖體，可能使從小分子完全合成活細胞成為可能，我們可以使用生命構建塊分子的映象版本（對映體）代替標準分子。一些蛋白質已以映象版本合成，包括2016 年的聚合酶。可以透過用右手性氨基酸替代左手性氨基酸，利用其細胞成分的映象（手性）反射，以映象形式重建常規生命體，從而建立所有常規蛋白質的映象。類似地，可以建立反射糖、DNA 等，反射酶可以完美地作用於它們。最後，可以有一個正常運作的自然生物的映象——手性對應生物，甚至創造全新的生態系統的可能性。2010年Bohannon, John在《連線》 雜誌上發文稱，映象生命可能會破壞整個生命系統。
最近兩年，隨著人工智慧合成蛋白質，DNA技術的出現，映象生命的危險一下子被提升了幾個數量級。人工智慧極有可能創造出真正的映象生命。
三、支援映象生命研究的觀點
支援進行這項研究的人認為，這種映象細胞可能具有令人難以置信的醫學應用。科學家已經制造出映象蛋白，並發現它們比天然蛋白更具彈性，因為用於分解它們的酶無法與它們結合。這可能是治療慢性病的突破，因為許多治療藥物分解得太快，如果不服用更多藥物，就無法產生持久的效果。
不過，專家們認為，諸如映象核酸和蛋白質的化學合成等具有科學和潛在治療應用的研究，不應該受到新的限制，這些研究對基礎科學具有重要價值，應該繼續進行。專家們還呼籲開展研究，以更好地瞭解和應對映象細菌的風險。此類研究可能包括映象生物分子與免疫系統的相互作用，以及開發檢測方法和生活檢測系統。專家強調，任何關於對策的研究都必須在開放的國際環境中進行。
四、反對映象生命的觀點：映象生命是潘多拉魔盒
但問題是，映象生物在與自然細胞互動時可能會做出不可預測的行為。我們根本不知道當映象生物與我們的生命發生衝突時會發生什麼。在缺乏資訊的情況下，你只能做最壞的打算。
例如，如果實驗性映象細菌被意外釋放到這個世界，會怎麼樣？我們的生物體將不知道該如何應對這些合成生物。它們可以繞過我們的免疫系統的檢測，輕易感染宿主，並傳播致命的流行病。這種風險也適用於所有生命形式——不僅僅是人類。
為了加深這一認識，想想入侵物種如何徹底消滅本土物種。現在，如果用與地球上所有生物完全不同的生物來增強這種致命優勢，我們可能就沒有任何機會了。
“除非有令人信服的證據表明映象生命不會造成特別大的危險，否則我們認為不應創造映象細菌和其他映象生物，即使是那些經過工程生物防護措施的映象細菌和生物，”報告作者在《科學》雜誌上發表的一封附信中寫道。“因此，我們建議不允許以創造映象細菌為目標的研究，資助者也應明確表示他們不會支援此類工作。”
美國匹茲堡大學進化生物學家沃恩·庫珀教授在接受英國《衛報》採訪時表示：“我們談論的威脅是前所未有的。映象細菌可能會逃避人類、動物和植物的免疫系統反應，並且會導致致命的感染，並不受控制地蔓延。”
除了引起致命感染之外，研究人員還懷疑這些微生物能否被天然競爭對手和捕食者安全控制或抑制。現有的抗生素也不太可能有效。
五、如何規範映象生命的研究？
明尼蘇達大學合成生物學家、該報告的共同作者凱特·阿達瑪拉博士原本致力於映象細胞的研究，但在詳細研究了相關風險後，去年改變了策略。
“我們不應該創造映象生命，”她對《衛報》表示，“我們有時間進行對話。這就是我們寫這篇論文的目的，開啟一場全球對話。”
Nature 中的文章寫道：“除非有令人信服的證據表明映象生命不會帶來極大的危險，否則我們認為不應創造映象細菌和其他映象生物，即使是那些具有工程生物防護措施的映象細菌和映象生物。”
“因此，我們建議不允許進行以創造映象細菌為目標的研究，並且資助者應明確表示他們不會支援此類工作。”同時，專家們建議對部分支援技術進行管理，以確保任何試圖創造映象細菌的人將繼續受到多個科學挑戰、被昂貴且耗時的步驟阻礙。
倫敦帝國理工學院的保羅·弗裡蒙特教授沒有參與該報告，他稱其為“負責任的研究和創新的絕佳典範”。他說：“雖然作者明確指出需要對映象生物的發展進行公開透明的辯論，但也需要確定映象化學在生物系統中的前景和積極用途，儘管這種做法有限，而且未來可能受到監管。”
資料來源：
https://www.medsci.cn/article/show_article.do?id=c22385569006
