by Dzīvības ķīmijas otra puse
Mūsdienu sintētiskā bioloģija arvien biežāk uzdod jautājumu, vai iespējams radīt dzīvību ar pilnībā apgrieztu molekulāro struktūru. Šo koncepciju sauc par spoguļdzīvi jeb “mirror-image life”. Tā paredz, ka visi organisma molekulārie pamatelementi būtu pretēji tiem, kurus izmanto visa zināmā Zemes biosfēra.
Šī ideja nav zinātniskā fantastika. Tā balstās reālos ķīmijas likumos, un tieši tāpēc tā izraisa nopietnas bioētikas un drošības diskusijas.
Molekulārā hiralitāte – dzīvības pamats
Dzīvības ķīmijas centrā atrodas hiralitāte – īpašība, kur molekulai ir divas formas, kas ir viena otras spoguļattēls, līdzīgi kā kreisā un labā roka.
Zemes dzīvība izmanto L-aminoskābes proteīnu veidošanai un D-cukurus DNS un RNS struktūrā. Spoguļdzīve nozīmētu pretēju konfigurāciju – D-aminoskābes proteīnos un L-cukurus ģenētiskajā materiālā. Teorētiski šāda sistēma varētu funkcionēt, taču tā būtu pilnībā nesaderīga ar mūsu bioloģisko vidi.
Kā darbotos spoguļorganisms?
Bioloģiskās reakcijas notiek pēc precīza telpiskā principa. Enzīmi atpazīst molekulas pēc to formas. Ja forma neatbilst, reakcija nenotiek. Tas nozīmē, ka spoguļorganisms nespētu izmantot mūsu pārtiku, nebūtu uzņēmīgs pret mums zināmiem vīrusiem un, iespējams, pat neaktivizētu cilvēka imūnsistēmu.
Šāda izolācija padara šo ideju vienlaikus pievilcīgu un satraucošu. No vienas puses, tā varētu nodrošināt bioloģisku drošību. No otras puses, neparedzama mijiedarbība ar vidi varētu radīt grūti kontrolējamas sekas.
Zinātnes attīstība šajā jomā
Līdz šim nav radīts pilnībā funkcionējošs spoguļorganisms. Tomēr laboratorijās jau ir sintezēti spoguļproteīni, spoguļenzīmi un spoguļnukleīnskābju fragmenti. Šie eksperimenti apliecina, ka spoguļķīmija ir reāli iespējama molekulārā līmenī.
Tas nozīmē, ka jautājums par spoguļdzīvību nav par fantāziju, bet par tehnoloģisko laika grafiku un regulējumu.
Ekoloģiskie un bioloģiskie riski
Ja spoguļorganisms nonāktu dabā, dabiskie mikroorganismi to nespētu noārdīt. Tas varētu saglabāties vidē ilgāk nekā parastie organismi un radīt neparedzamas ekoloģiskas sekas.
Imūnsistēmas nespēja atpazīt šādu organismu varētu radīt arī medicīniskus izaicinājumus. Tieši šo iemeslu dēļ zinātnieku aprindās tiek apspriesti stingri drošības un ētikas principi.
Vai spoguļdzīve var pastāvēt Visumā?
Pastāv hipotēze, ka ārpuszemes dzīvība varētu izmantot pretēju hiralitāti. Ja tas tā būtu, tad mūsu planētas bioloģiskā struktūra būtu tikai viens no vairākiem iespējamiem evolūcijas ceļiem.
Līdz šim visi Zemes organismi izmanto vienu un to pašu molekulāro konfigurāciju, kas liecina par agrīnu evolūcijas izvēli. Tomēr teorētiski alternatīvs variants nav neiespējams.
Bioētikas jautājums: vai mums vajadzētu?
Tehnoloģiskā iespēja nenozīmē automātisku pienākumu to realizēt. Spoguļdzīves radīšana skartu fundamentālus jautājumus par cilvēces atbildību un biosfēras drošību.
Diskusija nav tikai zinātniska, tā ir arī filozofiska. Tā skar robežu starp inovāciju un risku, starp progresu un piesardzību.
Spoguļdzīve ir viena no intriģējošākajām mūsdienu bioloģijas koncepcijām. Tā balstās reālā ķīmijā un jau šobrīd tiek pētīta laboratorijās molekulārā līmenī. Tomēr pilnvērtīga šādas dzīvības formas radīšana vēl nav notikusi.
Šis jautājums turpinās attīstīties kopā ar sintētiskās bioloģijas progresu. Nākotnē tas var kļūt par vienu no svarīgākajiem zinātnes un bioētikas izaicinājumiem.
