Experţii avertizează că bacteriile sintetice, fabricate să reflecte structura în oglindă a moleculelor găsite în natură, ar putea pune oamenii, animalele şi plantele în pericol de infecţii letale.
Oameni de ştiinţă de renume mondial au cerut oprirea cercetărilor pentru crearea bacteriilor şi altor microorganisme cu o structură „în oglindă” a exemplarelor naturale, pe fondul îngrijorărilor că aceste organisme sintetice ar prezenta un „risc fără precedent” pentru viaţa pe Pământ.
Grupul internaţional de laureaţi ai Premiului Nobel şi alţi experţi avertizează că bacteriile în oglindă, construite din moleculele găsite în natură, s-ar putea stabili în mediu şi ar putea trece de apărarea imunitară a organismelor naturale, expunând oamenii, animalele şi plantele la riscul unor infecţii letale.
Potrivit ştiinţei moderne, există molecule esenţiale vieţii ce pot exista în două forme distincte, fiecare fiind imaginea în oglindă a celeilalte.
În 1848, chimistul francez Louis Pasteur a descoperit că unele molecule esenţiale pentru viaţă există în forme de imagine în oglindă, la fel ca mâna stângă şi cea dreaptă. Astăzi, ştim că biologia vieţii alege doar una dintre aceste forme „chirale”: ADN-ul, ARN-ul şi elementele lor de bază sunt toate de formă dreaptă, în timp ce aminoacizii şi proteinele sunt toate de formă stângă.
Pasteur, care a identificat indicii ale acestei selectivităţi, sau „homochiralitate”, a crezut că de vină ar putea fi câmpurile magnetice ale Pământului, care ar putea explica cumva această orientare a vieţii, însă originea sa a rămas unul dintre marile mistere ale biologiei, până în 2023 când, în trei lucrări inovatoare, cercetătorii au sugerat că mineralele magnetice comune pe Pământul timpuriu ar fi putut face ca biomoleculele cheie să se acumuleze pe suprafaţa lor într-o singură formă de imagine în oglindă, declanşând un feedback pozitiv care a continuat să favorizeze aceeaşi formă.
În chimie, chiralitatea este proprietatea unor molecule de a admite aranjări diferite ale elementelor lor structurale. Două molecule chirale sunt două molecule care au aceeaşi compoziţie chimică, dar sunt aranjate „în oglindă”, astfel că nu pot fi suprapuse. Oamenii de ştiinţă numesc „homochiralitate” alegerea constantă a naturii în favoarea unei singure forme de chiralitate în moleculele organismelor terestre.
Doi enantiomeri ai unui aminoacid generic care este chiral. O moleculă „chirală” este o moleculă care nu este superpozabilă cu imaginea sa în oglindă. La fel ca mâinile stângă şi dreaptă care au un deget mare, degete în aceeaşi ordine, dar sunt imagini în oglindă şi nu sunt la fel, moleculele chirale au aceleaşi lucruri ataşate în aceeaşi ordine, dar sunt imagini în oglindă şi nu sunt la fel. Deşi majoritatea aminoacizilor pot exista atât în forme de stânga, cât şi de dreapta, viaţa pe Pământ este alcătuită aproape exclusiv din aminoacizi de stânga. Nimeni nu ştie de ce se întâmplă acest lucru.
Deşi construcţia unui microorganism în oglindă viabil ar dura probabil cel puţin un deceniu, o nouă evaluare a riscurilor a generat îngrijorări atât de serioase cu privire la aceste organisme, încât grupul format din 38 de persoane a îndemnat oamenii de ştiinţă să oprească lucrările în acest sens şi a cerut finanţatorilor să precizeze că nu vor mai sprijini cercetarea.
„Ameninţarea despre care vorbim este fără precedent”, a declarat profesorul Vaughn Cooper, un specialist în biologie evolutivă de la Universitatea din Pittsburgh.
„Bacteriile oglindă ar eluda probabil multe răspunsuri ale sistemului imunitar uman, animal şi vegetal şi, în fiecare caz, ar provoca infecţii letale care s-ar răspândi fără control”, a specificat acesta, potrivit The Guardian.
Din grupul de experţi fac parte Dr. Craig Venter, omul de ştiinţă american care a condus efortul de secvenţiere a genomului uman în anii 1990, şi laureaţii premiului Nobel Prof. Greg Winter de la Universitatea Cambridge şi Prof. Jack Szostak de la Universitatea din Chicago.
În biologia modernă, ADN-ul, ARN-ul şi elementele lor de bază sunt toate drepte, în timp ce aminoacizii şi proteinele sunt toate stângi.
Multe molecule necesare vieţii pot exista în două forme distincte, fiecare fiind imaginea în oglindă a celeilalte. ADN-ul tuturor organismelor vii este format din nucleotide cu orientare „dreapta”, în timp ce proteinele, elementele de bază ale celulelor, sunt formate din aminoacizi cu orientare „stânga”. Motivul pentru care natura funcţionează în acest fel este neclar: viaţa ar fi putut alege în schimb un ADN cu orientare „stânga” şi proteine cu orientare „dreapta”, dar n-a făcut-o (!)
Oamenii de ştiinţă au fabricat deja molecule în oglindă mari, funcţionale, pentru a le studia mai îndeaproape. Unii au făcut chiar paşi mici către construirea de microorganisme în oglindă, deşi construirea unui organism întreg din molecule în oglindă este dincolo de cunoştinţele actuale.
Activitatea este motivată de fascinaţie şi de aplicaţii potenţiale. Moleculele în oglindă ar putea fi transformate în terapii pentru boli cronice şi greu de tratat, în timp ce microorganismele în oglindă ar putea face instalaţiile de bioproducţie, care folosesc insecte pentru a produce substanţe chimice, mai rezistente la contaminare.
Noile preocupări cu privire la această tehnologie sunt dezvăluite într-un raport de 299 de pagini şi într-un comentariu publicat în urmă cu două zile, în revista Science. Deşi entuziasmat de cercetările privind moleculele oglindă, raportul consideră că microorganismele în oglindă prezintă riscuri substanţiale şi face apel la o dezbatere globală cu privire la această activitate de cercetare.
Pe lângă faptul că provoacă infecţii letale, cercetătorii se îndoiesc că astfel de microorganisme ar putea fi menţinutei în siguranţă sau ţinute sub control de concurenţii şi prădătorii naturali. De asemenea, este puţin probabil ca antibioticele existente să fie eficiente.
„Cu excepţia cazului în care apar dovezi convingătoare că viaţa în oglindă nu ar prezenta pericole extraordinare, credem că bacteriile în oglindă şi alte organisme în oglindă, chiar şi cele cu măsuri proiectate de bio-păstrare, nu ar trebui să fie create”, scriu autorii în articolul lor din Science.
„Prin urmare, recomandăm ca cercetarea cu scopul de a crea bacterii în oglindă să nu fie permisă şi ca finanţatorii să precizeze că nu vor sprijini astfel de lucrări”.
Dr. Kate Adamala, specialist în biologie sintetică la Universitatea din Minnesota şi coautor al raportului, lucra la crearea unei celule oglindă, dar a schimbat direcţia anul trecut după ce a studiat riscurile în detaliu.
„Nu ar trebui să producem viaţă în oglindă”, a spus ea. „Avem timp pentru discuţii. Şi asta este ceea ce am încercat să facem cu această lucrare, să începem o conversaţie globală.”
Profesorul Paul Freemont de la Imperial College London, care nu a fost implicat în raport, l-a numit un „exemplu excelent de cercetare şi inovare responsabilă”.
„În timp ce autorii subliniază în mod clar necesitatea unei dezbateri deschise şi transparente privind dezvoltarea organismelor vii în oglindă, există, de asemenea, o nevoie de a identifica promisiunea şi utilizările pozitive ale chimiei în oglindă în sistemele biologice, deşi într-un mod limitat şi poate reglementat în viitor”, a spus el.
