‘Mirror Life’ es una visión científica peligrosa. He aquí por qué. : Sciencealert

La mayoría de las principales moléculas biológicas, incluidas todas las proteínas, ADN y ARN, punto en una dirección u otro. En otras palabras, son quiral o entregado. Al igual que su guante izquierdo se ajusta solo a su mano izquierda y al guante derecho su mano derecha, las moléculas quirales solo pueden interactuar con otras moléculas de mano compatible.

Son posibles dos quiralidades: izquierda y derecha, formalmente llamada L para el latín Laevus y D para diestro. Toda la vida en la Tierra usa proteínas L y azúcares D. Incluso Arqueaun gran grupo de microorganismos con composiciones químicas inusuales, se adhiere al programa sobre la mano de las moléculas principales que usan.

Durante mucho tiempo, los científicos han estado especulando acerca de hacer biopolímeros que reflejarían los compuestos en la naturaleza pero en la orientación opuesta, a saber, compuestos hechos de proteínas D y azúcares L. Los últimos años han visto algunos avances prometedores, incluidas las enzimas que pueden hacer espejo ARN y dnas espejo.

Cuando los científicos observaron que estas moléculas de espejo se comportan al igual que sus equivalentes naturales, consideraron que sería posible hacer una célula viva completa de ellas.

Las bacterias espejo en particular tenían el potencial de ser una herramienta de investigación básica útil, posiblemente permitiendo a los científicos estudiar un nuevo árbol de la vida por primera vez y resolver muchos problemas en la bioingeniería y la biomedicina.

Este llamado Vida de espejo – Las células vivas hechas de bloques de construcción con una quiralidad opuesta a las que componen la vida natural – podrían tener propiedades muy similares a las células vivas naturales.

Podrían vivir en el mismo entorno, competir por los recursos y comportarse como esperaría de cualquier organismo vivo. Podrían evadir la infección de otros depredadores y sistemas inmunes porque estos oponentes no podrían reconocerlos.

Estas características son la razón por la cual investigadores como yo se sintieron tan atraídos por la vida de espejo en primer lugar. Pero estas cualidades también son grandes errores de esta tecnología que lo convierten en un problema.

Soy un biólogo sintético La OMS estudia utilizando la química para crear células vivas. Yo también soy un bioingenier que desarrolla herramientas para la bioeconomía. Como químico por capacitación, la vida de la ingeniería de la ingeniería inicialmente parecía una forma fascinante de responder preguntas fundamentales sobre biología y prácticamente aplicar esos hallazgos a la industria y la medicina.

Sin embargo, a medida que aprendí más sobre la inmunología y la ecología de la vida del espejo, me di cuenta de las posibles consecuencias ambientales y para la salud de esta tecnología.

Preocupaciones reales sobre la vida hipotética del espejo

Es importante tener en cuenta que los investigadores son probables Al menos 10 a 30 años de distancia de crear bacterias espejo. En la escala de tiempo de un campo de movimiento rápido como la biología sintética, una década es mucho tiempo. Crear células sintéticas es difícil por sí solo. Crear otros reflejados requeriría varios avances técnicos.

Sin embargo, vendría con un riesgo. Si las células espejo se liberan al medio ambiente, probablemente podrían ser capaces de proliferar sin mucha restricción. Los mecanismos naturales que mantienen los ecosistemas en equilibrio, incluida la infección y la depredación, no funcionarían en la vida espejo.

Las bacterias, como la mayoría de las formas de vida, son susceptibles a las infecciones virales. Estos bacterianos virus, o bacteriófagosingrese bacterias uniéndose a sus receptores superficiales y luego use su maquinaria celular para replicarse. Pero al igual que un guante izquierdo no se ajusta a una mano derecha, los bacteriófagos naturales no reconocerían los receptores de células espejo ni podrían usar su maquinaria. La vida espejo probablemente sería resistente a los virus.

Los microorganismos que se alimentan en el medio ambiente también mantienen controladas a las poblaciones bacterianas. Ellos Diferenciar comida de no alimentos mediante el uso de receptores químicos de “sabor”. Cualquier cosa a la que se unan esos receptores, como las bacterias y los restos orgánicos, se consideran comestibles, mientras que las cosas que no pueden unirse a esos receptores, como las rocas, se clasifican como no comestibles.

Piense en cómo el alimento de un perro en el piso de la cocina se comerá un pan de pan, pero solo olfatea una cuchara y sigue adelante. La vida del espejo sería, para los depredadores bacterianos, más como una cuchara que el pan: los depredadores lo “olfatearían” con sus receptores y seguirían adelante porque estas células no pueden unirse.

La seguridad de ser comiendo sería una gran noticia para las bacterias espejo, porque le permitiría replicarse libremente. Sería una noticia mucho peor para el resto del ecosistema, porque las bacterias espejo podrían acaparar todos los nutrientes y propagarse sin control.

Incluso si las bacterias espejo no atacan activamente a otros organismos, aún consumirían fuentes de alimentos que otros organismos necesitan. Y dado que las células espejo tendrían tasas de mortalidad mucho más bajas que los organismos regulares debido a la falta de depredación, se harían cargo del medio ambiente lenta pero seguramente.

Incluso si las células espejo crecen más lentamente que las células normales, podrían crecer sin que nada las detenga.

Inmunidad insuficiente

Otro mecanismo de control biológico que no podría “oler” las células espejo es el sistema inmune.

Sus células inmunes verifican constantemente todo lo que encuentran en su sangre. El árbol de decisión de una célula inmune es bastante simple. Primero, decida si algo está vivo o no, compárelo con su base de datos de “yo”: sus propias celdas.

Si está vivo pero no es parte de ti, entonces debe ser asesinado. Las células reflejadas probablemente no pasaría el primer paso De esa pantalla: no induciría una respuesta inmune porque el sistema inmune no podría reconocer o unirse a los antígenos de las células espejo. Esto significa que las células espejo podrían infectar una variedad de huéspedes sin precedentes.

Puede pensar que una infección de las bacterias espejo podría tratarse con antibióticos de la misma mano. Probablemente funcionaría, e incluso puede ser más fácil para su intestino que la terapia antibiótica regular. Porque También se entregan antibióticoslas versiones espejo de estos medicamentos no afectarían el microbioma intestinal, al igual que la forma en que los antibioicos regulares no afectarían las células espejo.

Pero los humanos son relativamente parte pequeña del ecosistema. Todos los demás animales y plantas también pueden ser susceptibles a la infección de los patógenos espejo. Si bien es posible imaginar desarrollar antibióticos espejo para tratar las infecciones humanas, es físicamente imposible tratar todo el mundo de las plantas y los animales.

Si todos los organismos son susceptibles incluso a una infección de movimiento lento por bacterias espejo, no hay un buen tratamiento que pueda desplegarse en todo el ecosistema.

Mejor seguro que curar

Mirror Life es un tema de investigación emocionante y una herramienta potencial con algunas aplicaciones prácticas en medicina y biotecnología. Pero para muchos científicos, incluido yo, ninguno de esos beneficios superan las graves consecuencias para la salud humana y el medio ambiente que refleja la vida.

Yo y un grupo de investigadores en inmunología, ecología, bioseguridad y seguridad, incluidos algunos que solían trabajar activamente en la vida de los espejo, realizaron un análisis exhaustivo de posibles preocupaciones con respecto a la creación de la vida de espejo. No importa cómo lo veamos, directamente o en el espejo, las conclusiones fueron claras: los beneficios potenciales de la vida del espejo de ingeniería son no vale la pena el riesgo.

No hay forma de hacer que nada sea completamente infalible, y que incluya cualquier salvaguardia integrada en una célula espejo que pueda evitar el riesgo de liberación accidental o deliberada en el medio ambiente. Los investigadores que trabajan en este espacio, incluidos nosotros, pueden encontrar esto decepcionante. Pero no hacer células espejo puede garantizar la seguridad del planeta.

Más discusión entre la comunidad científica global sobre qué tipos de investigación sobre biomoléculas de espejo y tecnologías relacionadas son seguras, así como cómo regular esta investigación, pueden ayudar a salvaguardar contra posibles daños.

Mantener las células del espejo dentro del espejo, en lugar de hacerlas una realidad física, es el camino más claro para mantenerse a salvo.

Kate AdamalaProfesor Asistente de Genética, Biología y Desarrollo Celular, Universidad de Minnesota

Este artículo se republicó de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.