Новини України
Підбірка новин з українських джерел

«Дзеркальне життя» може загрожувати людству: вчені знайшли спосіб його виявити
Науковці запропонували спосіб, який у майбутньому може допомогти виявляти так зване «дзеркальне життя» — гіпотетичні організми, побудовані з молекул протилежної хіральності. Такі форми життя могли б мати незвичні біологічні властивості й потенційно становити серйозну загрозу для людей, тварин і рослин.
Дослідники з Університету Стратклайда та Даремського університету у Великій Британії описали принцип виявлення таких організмів у журналі Royal Society Open Science. Їхній підхід ґрунтується на аналізі особливих властивостей світла.
Важливо, що «дзеркального життя» наразі не виявили й не створили. Йдеться про гіпотетичну загрозу, до якої науковці пропонують готуватися заздалегідь.
Чому «дзеркальні» організми можуть бути небезпечними
Багато молекул, з яких складається життя, мають певну просторову орієнтацію — так звану ліво- або правобічність. Це явище називають хіральністю. Наприклад, природні білки побудовані переважно з амінокислот однієї просторової конфігурації, а структура ДНК також має характерну геометрію.
У гіпотетичних дзеркальних організмів ця орієнтація була б протилежною. Через це їхні молекули могли б взаємодіяти з біологічними системами звичайних живих істот зовсім інакше.
Особливе занепокоєння викликають можливі дзеркальні бактерії. Теоретично вони могли б уникати деяких природних механізмів імунного захисту, а наявні ліки та антибіотики могли б виявитися проти них неефективними. Саме тому потенційне поширення таких організмів розглядають як серйозний біобезпековий ризик.
Як світло може видати молекулярну будову
Запропонований метод використовує циркулярно поляризовану люмінесценцію (CPL). Це особлива властивість світла, хвилі якого обертаються під час поширення, утворюючи своєрідну спіраль. Характер цього обертання може містити інформацію про хіральність речовини, яка випромінює світло.
Лівостороння та правостороння амінокислота. Усі амінокислоти на Землі є лівосторонніми
Дослідники пропонують додавати до зразків спеціальні флуоресцентні зонди, а потім аналізувати випромінювання за допомогою відповідного обладнання. Якщо молекулярна структура зразка матиме протилежну просторову орієнтацію, це потенційно можна буде помітити за відмінностями світлового сигналу.
Науковці вважають, що наявні технології CPL можна адаптувати для використання в камерах, мікроскопах та інших сканувальних пристроях. Важлива перевага такого підходу полягає в тому, що для розробки методу не потрібно створювати справжні дзеркальні організми.
Крім того, дослідники пропонують застосовувати кілька різних зондів одночасно. Це могло б зменшити ймовірність хибнопозитивних результатів.
Метод ще потрібно перевірити
Поки що команда не проводила експериментів із виявлення дзеркальних організмів. Опублікована робота описує принцип методу та можливості його практичного застосування.
Наступним кроком має стати перевірка запропонованих зондів на звичайних клітинах. Це допоможе з’ясувати, наскільки надійно можна розпізнавати їхню хіральність і чи вдасться адаптувати систему для пошуку гіпотетичних дзеркальних форм життя.
Дослідники також наголошують, що потрібно вдосконалити методи флуоресцентного маркування та реєстрації світлових сигналів.
Потенційна загроза може виникнути внаслідок штучного створення таких організмів у лабораторіях. Автори також не виключають, хоча й вважають менш імовірними, сценарії їхньої появи в ізольованих середовищах Землі або на інших планетах.
Головна ідея дослідження — створити інструменти спостереження та захисту до того, як така загроза стане реальною. Якщо метод вдасться підтвердити експериментально, він може стати одним із перших етапів системи біологічного моніторингу для виявлення потенційно небезпечного «дзеркального життя».
Пов'язані матеріали
Багато вчених серйозно стурбовані потенційною загрозою 'дзеркального життя': гіпотетичних організмів, побудованих з молекул, які є дзеркальними відносно тих, що ми знаходимо в природі.Багато основних будівельних блоків життя, включаючи ДНК та амінокислоти, мають певну 'лівість або правість'. Якщо це буде перевернуто, як, наприклад, подвійна спіраль ДНК, що закручується вліво замість вправо, то ці дзеркальні версії життя можуть обійти біологічні захисти тварин, рослин і людей.Варто підкреслити, що дзеркальне життя ще не було виявлено або розроблено. Однак дослідники з Університету Стратклайда та Університету Дарема в Великобританії опублікували можливий метод виявлення цієї загрози в Royal Society Open Science.Метод базується на круговій поляризації люмінесценції (CPL), особливій властивості світла, яка може виявити 'лівість' або 'правість' чогось за способом, яким його хвилі закручуються, як корок, під час руху."Дзеркальне життя представляє собою малоймовірну, але високосерйозну глобальну загрозу біобезпеці, яка привернула увагу біологів, урядів та міжнародних організацій безпеки," пишуть дослідники у своїй публікації."У цій перспективі ми виклали перший відомий принцип аналізу для розрізнення дзеркального життя."Кругова поляризація світла не є новою — вона використовується, наприклад, у деяких 3D-окулярах для кіно, але тут дослідники пропонують, що, додавши флуоресцентні зонда до зразка, а потім вимірявши, як світло спірально виходить з нього, можна виявити дзеркальне життя.Не було проведено жодних тестів для цього дослідження, але автори описують, як існуюча технологія виявлення CPL може бути адаптована для камер, мікроскопів та інших типів сканерів, що шукають перевернуті молекулярні структури."Припускаючи, що дзеркальне життя є хімічно аналогічним звичайному земному життю, ці сигнали CPL можуть, в принципі, бути використані для оцінки хіральності і, таким чином, забезпечити метод для скринінгу проти дзеркального життя," пишуть дослідники у своїй публікації.Однією з ключових переваг виявлення CPL є те, що організми дзеркального життя не потрібно розробляти для тестування, і команда дослідників також пропонує, що кілька різних зонда можуть використовуватися разом, щоб зменшити ймовірність хибнопозитивних результатів.Наступним кроком для дослідників є тестування деяких з цих зонда на звичайних клітинах, що дозволить дізнатися більше про те, як їх перевернуті версії можуть бути виявлені. Ще багато роботи потрібно зробити для вдосконалення виявлення світла та флуоресцентного фарбування."Ми закликаємо інших дослідників, які є експертами в цих техніках, розглянути, як методи та обладнання можуть бути адаптовані та використані для скринінгу проти дзеркального життя, і де може бути практично здійснено додатковий аналіз," пишуть дослідники.Частина проблеми в підготовці до будь-якої загрози дзеркального життя полягає в тому, що вона ще не існує — або, принаймні, ми її не знайшли. Окрім того, що вона може бути розроблена в біологічних лабораторіях, дослідники припускають, що вона може бути присутня на інших планетах або навіть в ізольованих частинах Землі, хоча вони вважають ці варіанти набагато менш імовірними.Однією з найбільших загроз є бактерії дзеркального життя, які можуть зробити існуючі ліки безсилими — адже вони налаштовані на певну молекулярну хіральність — і призвести до глобальних пандемій, які не можна контролювати.Кілька наукових та регуляторних органів вже визнали потенційну небезпеку дзеркального життя і закликають до суворих обмежень на розробку дзеркальних бактерій у лабораторіях — хоча, звичайно, завжди можуть бути погані актори, які ігнорують правила.Наша найкраща можливість захистити себе — це створити детектори та контрзаходи до того, як дзеркальне життя з'явиться, і це дослідження є важливим кроком у цьому напрямку."Метод CPL може забезпечити перший аналіз для виявлення існуючих біозагроз дзеркального життя, а також запропонувати основу для зусиль з біонагляду, які, ймовірно, будуть необхідні для практичного захисту від штучного дзеркального життя," пишуть дослідники.Дослідження було опубліковано в Royal Society Open Science.Цікавий фактДослідження дзеркального життя може мати важливі наслідки для біобезпеки, оскільки такі організми можуть загрожувати ефективності існуючих ліків.
