38位顶尖学者联名示警:停止这类研究,它带来“前所未有的风险” 镜像生命或成新威胁

凤凰科技 2025-01-09 13:47:06
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2024年12月,由24位诺贝尔奖获得者和国际专家组成的科学家团队发布了一份长达299页的技术报告,深入分析了当前镜像生命的技术障碍、技术前景以及被忽视的风险。38位顶尖科学家还在《科学》杂志发表题为《面对镜像生命的风险》的评论文章,对创造镜像生命的研究发出警告。

他们指出,尽管对镜像生命的研究充满热情且意义深远,但构建一个可行的镜像微生物可能至少还需要十年的时间。这些人工合成的生物可能会给地球上的生命带来前所未有的风险。因此,他们敦促停止一些研究人员创造镜像生命的研究,并呼吁资助方不再支持这类研究。

镜像生命研究中的主要风险在于,由自然界天然分子的镜像结构所构建的镜像微生物可能会在环境中生存,并绕过自然生物的免疫防御机制,使人类、动物和植物面临致命感染的风险。科学家们还呼吁全球科学界、政策制定者、研究资助者、民间社会和公众进行更广泛的讨论,以制定适当的前进道路。

手性分子是指那些与其镜像不能重叠的分子。这一概念最早由法国化学家路易斯·巴斯德于1848年发现。如今,手性分子在化学、医药、生物学等领域占据重要位置,许多生物分子(如氨基酸和糖类)具有手性。不同手性异构体的功能可能截然不同。例如,药物中的不同手性异构体可能产生完全不同的生物效应,甚至一种有疗效,另一种可能有毒。

最著名的例子是“反应停”药物事件。20世纪50年代后期,沙利度胺作为一种新型的镇静剂和止吐药物,广泛用于治疗孕妇的早期妊娠反应。然而,从20世纪60年代初期开始,全球各地逐渐出现大量新生儿严重肢体畸形的病例。研究发现,沙利度胺具有手性结构,其两个镜像异构体在体内表现出截然不同的作用:一种异构体有镇静效果,而另一种则具有致畸性。到这一药物下架时,它已导致15000名畸形胎儿出生。

手性分子在生物识别和信号传递中扮演着关键角色。酶、受体和抗体等生物大分子往往具有高度的手性专一性,只能识别与自己手性匹配的分子。这种“锁与钥匙”的手性配对机制赋予了生命系统高效的自我调控能力。因此,生物分子的“手性”被认为是地球生命的基本特征之一。

为什么地球上的生命在起源时会选择一种特定的手性形式?是否在地球之外存在着与我们使用相反手性分子的“镜像生命”?这些问题长期以来一直困扰着科学家,至今仍没有明确的解释和答案。进一步研究“生命的手性偏好”不仅能够加深我们对生物学和医学的理解,也引发了人们对于生命起源和宇宙中其他可能形式的生命的无限遐想。

理论上讲,是否存在一个平行世界,那里的所有生命是和地球生命“互为镜像”的呢?又是否存在一种可能,我们可以人为创造一个由左旋DNA、右旋氨基酸、左旋蛋白质和左旋糖构成的生物呢?

自从发现手性现象以来,科学家们一直在考虑创建镜像细胞的可能性。报告中详细探讨了创造镜像微生物的技术可行性。虽然创建镜像微生物的技术挑战巨大,但并非不可实现。随着生物技术的进步,在未来十年内创建镜像微生物将逐步变得更可行。

报告分析了两种创建镜像微生物的方法:自上而下的方法通过逐渐“翻转”自然微生物中的分子构成,最终获得完全镜像化的微生物;自下而上的方法则从无生命的镜像分子开始组装细胞。目前,已有一小群研究人员和资助者致力于通过“自下而上”的方法来创造镜像生命。

尽管镜像微生物在理论上和技术上都是可行的,但它们可能逃避人类和其他多细胞生物的免疫系统。免疫系统的工作原理很大程度上依赖于分子手性,通过检测病原体上特定的手性分子来启动免疫反应。镜像微生物的分子结构是自然手性病原体的镜像,免疫系统可能无法识别或攻击这些“翻转”的病原体,从而使得镜像微生物在环境中失控扩散,威胁多细胞生物的健康与生态平衡。

镜像微生物不仅对人类健康构成威胁,还可能对整个生态系统造成灾难性破坏。报告特别强调了生物安全和滥用的问题。一旦技术成熟,意外的事故或故意滥用将成为主要风险来源。恶意利用镜像微生物的潜在风险将不可忽视。

报告敦促一些研究人员停止创造镜像生命的研究,并呼吁资助方不再支持这类研究。同时,他们呼吁全球科学界、政策制定者以及公众共同努力,制定强有力的监管框架和生物安全标准,以防止镜像细菌技术的滥用和意外释放。

尽管风险不一定会发生,但担忧仍是必要的。我们需要通过全球范围内的协调与合作,来进一步应对未知风险。在当前科学界和公众之间应该开展更广泛的公开讨论,确保在镜像细菌技术的发展过程中,能够及早采取预防措施,避免灾难性后果的发生。

责任编辑:卢其龙 CN070

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