科学网—“镜像细菌”警告：一种新的生命可能构成全球威胁
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2024-12-22 20:10
| 个人分类: 新观察 | 系统分类: 博客资讯
“镜像细菌”警告：一种新的生命可能构成全球威胁
诸平
Mirror life presents serious dangers, primarily due to its potential to interact unpredictably with the natural world. Without natural checks like predators or antibiotics, mirror organisms could replicate uncontrollably, creating risks that scientists are only beginning to understand. Credit: SciTechDaily.com
据美国犹他大学 （ University of Utah ） 2024 年 12 月 21 日提供的消息，“镜像细菌”警告：一种新的生命可能构成全球威胁（ “Mirror Bacteria” Warning: A New Kind of Life Could Pose a Global Threat ）。
镜像生命 （ Mirror life ）是一个涉及具有相反分子结构的合成生物体的概念，尽管它具有医学进步的潜力，但仍存在重大风险。来自美国（ USA ）、印度（ India ）、法国（ France ）、巴西（ Brazil ）、英国（ United Kingdom ）、新加坡（ Singapore ）、中国（ China ）、德国（ Germany ）以及日本（ Japan ）的近 60 家研究机构的专家们联合，于 2024 年 12 月 12 日在《科学》（ Science ）杂志网站发文警告说，镜像细菌（ mirror bacteria ）可能逃脱自然生物控制，可能进化成以破坏生态系统的方式开发资源，并对环境和公众健康构成不可预见的危险。原文详见： Katarzyna P. Adamala, Deepa Agashe, Yasmine Belkaid, Daniela Matias de C. Bittencourt, Yizhi Cai, Matthew W. Chang, Irene A. Chen, George M. Church, Vaughn S. Cooper, Mark M. Davis, Neal K. Devaraj, Drew Endy, Kevin M. Esvelt, John I. Glass, Timothy W. Hand, Thomas V. Inglesby, Farren J. Isaacs, Wilmot G. James, Jonathan D. G. Jones, Michael S. Kay, Richard E. Lenski, Chenli Liu, Ruslan Medzhitov, Matthew L. Nicotra, Sebastian B. Oehm, Jaspreet Pannu, David A. Relman, Petra Schwille, James A. Smith, Hiroaki Suga, Jack W. Szostak, Nicholas J. Talbot, James M. Tiedje, J. Craig Venter, Gregory Winter, Weiwen Zhang, Xinguang Zhu, Maria T. Zuber. Confronting risks of mirror life . Science, 2024, 386(6728): 1351-1353. DOI: 10.1126/science.ads9158 . Epub. 12 December 2024.
镜像生命 ( Mirror Life )
镜像生命是指分子结构与自然生命相反的合成生物。乍一看，创造这样的生命形式似乎是不可能的，而现在，确实是这样的。即使是最简单的镜像细菌（ mirror bacterium ）也太复杂了，科学家们用目前的技术无法构建出来。
然而，镜像生命的想法可能不会仅仅停留在理论层面。生物技术的快速发展可能使其在未来几十年内成为可能。如果实现，镜像细菌可能会彻底改变药物开发，提供突破性的医学治疗。但它们也可能造成严重的环境风险，以不可预测和潜在有害的方式行事。
Michael Kay , MD, PhD.
迈克尔·凯（ Michael Kay ）博士是犹他大学斯宾塞·福克斯·埃克尔斯医学院 （ Spencer Fox Eccles School of Medicine at the University of Utah ） 的生物化学教授，镜像制药专家，解释了镜像生命背后的科学，以及为什么他认为这应该保持假设。
生物手性的概念（ The Concept of Biological Chirality ）
要谈论镜像生命，我需要先谈谈正常的生命。所有构成生命的生物分子，比如 DNA 和蛋白质，都有手性，就像你的手一样。理论上，它们可以是左手型或右手型。数十亿年前，地球上的生命以左旋蛋白（ left-handed proteins ）为标准。由此进化而来的所有生命都继续使用左旋蛋白。
所以当我们谈论镜像生命时，这有点像一个假设实验：如果我们用右旋蛋白而不是左旋蛋白来构建生命会怎么样？一些与自然生命非常非常相似，但它在自然界中是不存在的东西。我们称之为镜像生命（ mirror-image life or mirror life ）。这种生命只有通过人工合成才能存在。
在医学上的潜在应用（ Potential Applications in Medicine ）
我们是对此感兴趣的领先团队之一，我们的兴趣主要集中在镜像疗法（ mirror-image therapeutics ）上。 如果你给一个人服用治疗药物，尤其是蛋白质或核酸治疗药物，体内的消化酶会迅速分解它们，有时几分钟内就能分解。这使得用一种既省钱又方便的方式治疗慢性疾病变得非常具有挑战性。
但是镜像分子不能被那些消化酶识别，所以它们有可能持续更长的时间，并开辟一种全新的治疗方法，使我们能够治疗各种目前具有挑战性的疾病。目前，我们用化学方法制造镜像分子，一个原子一个原子地将它们拼接在一起。如果我们有镜像细菌，它们可以为我们制造这些，这可能是一条更有效的大规模生产镜像药物的途径。
合成生物的风险（ The Risks of Synthetic Organisms ）
镜像生物（ mirror organism ）将以不可预测、不确定的方式与我们世界的其他部分互动。镜像生命可能会不受控制地复制，因为它不太可能受到任何防止细菌过度生长的自然机制的控制。这些东西包括帮助控制细菌的捕食者、抗生素和免疫系统，它们不会对镜像生物体起作用，还有消化酶（ digestive enzymes ）。镜像细菌很有可能很难找到足够的食物来生长，但我们在进化面前是谦卑的。
如果这些细菌能够生长，而且有证据表明它们可能能够生长，至少在某种程度上，在我们的自然世界中，也许随着时间的推移，它们可以进化出吃我们食物的能力并将其转化为镜像食物。如果发生这种情况，就会对它们的生长产生抑制，然后所有其他的控制机制，据我们所知，对这些镜像细菌都不起作用。但是这个决定有很多不确定性。在这一点上，我们没有足够的信息来对此风险做出明确的估计。
技术的视野和未来的可能性（ Technological Horizons and Future Possibilities ）
真正重要的是，人们要知道危险并非迫在眉睫。我们从来没有制造过像一个完整的细菌细胞那么复杂的东西。这是非常困难的，并且仍然需要新技术以足够有效的方式才可能做到这一点。
但我们现在正处于合成生物学的一个非常激动人心的时期，新技术、化学合成、最小细胞发育都在快速发展，这就是为什么我们认为现在是进行讨论的好时机，因为这些基础技术正在开始发展和出现。
我认为我们最好的时间估计是，如果我们决定把它作为优先事项，我们可能还需要 10 到 30 年的时间才能实现这一目标。这将需要巨大的资源和一个庞大的国际科学家联盟的合作，他们在细胞构建的各个方面都有专长。 这绝对不会在一夜之间发生。但在不远的将来，我们认为我们只能希望这种事情在一段时间内不会发生。
降低风险，提前规划（ Mitigating Risks and Planning Ahead ）
我们希望这篇评论将与广泛的利益攸关方就这一主题展开广泛的讨论。我们计划在明年开始召开国际会议，讨论这些风险，并与国际机构合作，制定一个监管框架，使我们能够预防这些风险。
这不会影响任何人目前正在进行的研究。我们认为这是一个机会，在所有人的生计都依赖于此之前，定义负责任的研究界限、监管当局应该仔细评估的界限以及我们不应该越过的界限。
区分镜像生命和已经在进行的镜像技术的良性使用是很重要的。镜像药物正在研发中，包括我们的实验室。因为它们是化学合成的，所以不存在制造自我复制镜像细菌所特有的任何危险。
一旦镜像细胞被制造出来，想要把这个精灵放回瓶子里是非常困难的。这就是为什么我们在任何潜在的实际风险之前就开始考虑预防和监管的一个重要动机。
为了支持对这一主题的讨论和研究，成立了镜像生物学对话基金 （ Mirror Biology Dialogues Fund ）。并得到了阿尔弗雷德·斯隆基金会（ Alfred P. Sloan Foundation ）、大卫和露西尔·帕卡德基金会（ David and Lucile Packard Foundation ）、戈登和贝蒂·摩尔基金会（ Gordon and Betty Moore Foundation ）、开放慈善基金会（ Open Philanthropy ）和帕特里克·科里森（ Patrick Collison ）的支持。还有英国研究与创新工程和物理科学研究委员会 {UK Research and Innovation Engineering and Physical Sciences Research Council EP/V05967X/1 (Open Plus Fellowship: Engineering and safeguarding synthetic genomes)} 的支持。
上述介绍，仅供参考。欲了解更多信息，敬请注意浏览 原文 或者 相关报道 。
Researchers call for global discussion about possible risks from “mirror bacteria”
Mark Lorch . 'Mirror life forms' may sound like science fiction, but scientists warn they could be deadly to humans and destroy the environment . Published 21 December 2024
Jack Walters. Mirror bacteria: Scientists issue stark warning as lab-made microbes 'endanger all life on earth' . Published: 13 December 2024
科学家警告说，创造镜像生命可能是灾难性的 ( Simon Makin . Creating ‘Mirror Life’ Could Be Disastrous, Scientists Warn . Scientific American , December 14, 2024
https://news.stanford.edu/stories/2024/12/potential-risks-of-mirror-life
Abstract
Broad discussion is needed to chart a path forward.
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