|
Искусственные бактерии могут завладеть организмом
|
|
|
|
Идея о том, что смертоносные искусственные бактерии могут завладеть человеческим организмом, может звучать как что-то из следующего сезона "Последнего из нас". Но биолог, лауреат Нобелевской премии, предупредил, что это может стать реальностью на фоне растущего интереса к смертельно опасным "зеркальным бактериям".
|
|
|
|
Зеркальные бактерии - это тип полностью синтетической жизни, в которой все биологические молекулы заменены "зеркальными" аналогами.
|
|
|
|
На прошлой неделе группа из 38 ведущих ученых со всего мира выпустила срочное предупреждение, призывающее прекратить исследования, которые могут привести к появлению этих смертоносных форм жизни.
|
|
|
|
Профессор Грегори Уинтер, молекулярный биолог из Кембриджского университета, получивший Нобелевскую премию в 2018 году за свою работу по эволюции антител, теперь рассказал MailOnline, как именно эти бактерии могли завладеть человеческим организмом.
|
|
|
|
"Если бы они попали в кровь, колонии зеркальных бактерий могли бы, например, закупорить кровеносные сосуды, что привело бы к нарушению кровообращения и инсультам", - предупредил он.
|
|
|
|
|
|
|
"Или же они могут заселить места ран, что приведет к незаживающим ранам, способствуя заражению существующими патогенными бактериями".
|
|
|
|
Что еще хуже, профессор Винтер предупреждает, что, скорее всего, будет "невозможно" создать вакцину против этих смертельных инфекций.
|
|
|
|
Во всей жизни на Земле существует ряд молекул, которые обладают свойством "правосторонности".
|
|
|
|
Точно так же, как ваша левая рука является зеркальным отражением вашей правой, для каждой из этих хиральных молекул существует левосторонняя и правосторонняя версии.
|
|
|
|
Эти хиральные молекулы являются ключевой частью основных клеточных функций, включая правостороннюю спираль ДНК и левосторонние аминокислоты, из которых состоит каждый белок в нашем организме.
|
|
|
|
Однако, поскольку зеркальные версии этих молекул в остальном идентичны, нет причин, по которым жизнь не могла бы эволюционировать с противоположной хиральностью.
|
|
|
|
Это означает, что можно создать искусственную форму жизни, в которой каждая хиральная молекула будет заменена на ее зеркальную версию, создавая полностью функционирующую зеркальную клетку.
|
|
|
|
Несмотря на то, что технология, позволяющая это сделать, появится самое раннее через десять лет, группа ученых недавно начала бить тревогу по поводу потенциально разрушительных последствий зеркальной жизни.
|
|
|
|
В 300-страничном техническом отчете эти исследователи предупредили, что очень мало что может помешать зеркальным бактериям вырваться из лаборатории и прижиться в дикой природе.
|
|
|
|
Профессор Винтер говорит: "Бактерии могут расти на питательных веществах, которые не являются хиральными, превращая их в хиральные молекулы, например, левосторонние аминокислоты.
|
|
|
|
"То же самое можно сказать и о зеркальных бактериях, за исключением того, что они преобразуют нехиральные молекулы в правосторонние аминокислоты.
|
|
|
|
Таким образом, заражающие зеркальные бактерии могут расти в живых организмах, используя нехиральные молекулы в качестве источника питательных веществ".
|
|
|
|
Это позволило бы зеркальным бактериям размножаться в организме и создавать физические препятствия.
|
|
|
|
Хотя они не могут взаимодействовать с нашим организмом химически, бактериальные колонии в конечном итоге разрослись бы до такой степени, что закупорили бы наши кровеносные сосуды, что привело бы к фатальным последствиям.
|
|
|
|
Причина, по которой это так опасно, заключается в том, что жизнь на Земле выработала защитные механизмы, основанные на хиральных молекулах, таких как правосторонняя ДНК и левосторонние белки.
|
|
|
|
Это означает, что иммунная система каждого организма на планете не сможет уничтожить или даже обнаружить заражение зеркальными бактериями.
|
|
|
|
"Например, лейкоциты крови человека эволюционировали, чтобы распознавать и переваривать вторгшиеся бактерии, но задействованным "левосторонним" ферментам было бы трудно переваривать “правосторонние” белки зеркальных бактерий", - говорит профессор Винтер.
|
|
|
|
"По аналогичным причинам было бы трудно или невозможно создать эффективные вакцины против зеркальных бактерий".
|
|
|
|
Профессор Винтер говорит, что со временем, возможно, удастся создать подходящие антибиотики для борьбы с зеркальными бактериями или бактериальные вирусы, которые будут атаковать зеркальные бактерии и убивать их.
|
|
|
|
Однако, по его словам, "нет гарантии, что у нас будет время" разработать эти защитные средства до того, как будет нанесен серьезный ущерб.
|
|
|
|
Если зеркальная бактерия попадет из лаборатории в населенный пункт, эти уникальные характеристики могут привести к разрушительным последствиям.
|
|
|
|
Профессор Винтер говорит: "Вначале вирус мог распространяться медленно, поскольку у него не было специальных механизмов заражения людей, но вскоре он мог начать эволюционировать и стать более заразным.
|
|
|
|
"Что еще более тревожно, это может привести к заражению других живых организмов, включая растения и животных, и их будет невозможно уничтожить в хрупкой экосистеме, которая поддерживает нас.
|
|
|
|
"Изменение климата было бы наименьшей из наших проблем, если бы зеркальные бактерии попали в окружающую среду".
|
|
|
|
Однако вспышка зеркальных бактерий может оказаться еще более катастрофичной, чем патогены, представленные в фантастических фильмах и телепередачах, таких как "12 обезьян" и "Зараза".
|
|
|
|
В этих научно-фантастических произведениях распространяющаяся инфекция поражает только людей, оставляя остальную природу процветать.
|
|
|
|
Однако зеркальным бактериям не нужно было бы специализироваться для заражения какого-либо определенного вида, и они могли бы распространяться по любому организму на Земле.
|
|
|
|
Поскольку зеркальные бактерии не взаимодействуют с иммунной системой своих хозяев, они могли бы заражать растения и животных так же легко, как и людей.
|
|
|
|
Это означает, что зеркальные бактерии могут заразить каждое живое растение, потенциально уничтожая продовольственные культуры по всему миру.
|
|
|
|
Доктор Джонатан Джонс, соавтор статьи и эксперт по болезням растений из лаборатории Сейнсбери, рассказал MailOnline: "Болезни растений - это то, что на самом деле встречается довольно редко, большинство патогенов не могут расти на большинстве растений.
|
|
|
|
"Но если так пойдет и дальше, то в конечном итоге вы можете получить бактерию, которая сможет расти на всех растениях; так что нам нужно беспокоиться не только о культурных растениях, но и обо всей экосистеме".
|
|
|
|
Хорошая новость заключается в том, что зеркальная жизнь в настоящее время представляет собой не более чем теоретический риск.
|
|
|
|
В настоящее время исследователи добились определенного прогресса в производстве зеркальных белков и в области создания искусственных клеток, но обе эти области находятся в относительно зачаточном состоянии, и потребуются десятилетия работы, чтобы перейти к созданию зеркальной жизни.
|
|
|
|
Доктор Андреас Плюктун, эксперт в области белковой инженерии из Цюрихского университета, который работал над созданием зеркальных белков, рассказал MailOnline, что для создания mirror life потребуются "согласованные усилия тысячи людей в течение 20 лет".
|
|
|
|
"В этом нет ничего невероятного, но это не то, что террорист мог бы сделать в подвале", - говорит доктор Плюктун.
|
|
|
|
Стоимость создания зеркального организма также была бы астрономической, а затраты на создание даже небольших фрагментов ДНК исчислялись бы десятками миллионов долларов.
|
|
|
|
И хотя сами по себе зеркальные белки могли бы потенциально пригодиться для лечения рака или других видов терапии, польза от создания зеркальной бактерии практически нулевая.
|
|
|
|
Доктор Плюктун говорит: "Нужно понимать, что усилия, необходимые для этого, настолько велики, а времени потребуется так много, что это очень маловероятная возможность, которая меня, конечно, не беспокоит".
|
|
|
|
Источник
|
