Vedci varujú: Zrkadlové baktérie – nová hrozba pre život

Nedávno publikovaná rozsiahla vedecká správa vyvolala v odborných kruhoch obavy. Títo vedci sa zamýšľajú nad vznikajúcim smerom výskumu, ktorý by potenciálne mohol viesť k zániku života tak, ako ho poznáme. Ide o „zrkadlové baktérie“ – laboratórne vytvorené mikroorganizmy, ktoré sa líšia od organického života len v niekoľkých kľúčových detailoch, čo im umožňuje obísť náš imunitný systém a konkurovať v prírodnom prostredí bez predátorov. Správa, rozsiahla na takmer 300 strán, varuje pred možnosťou nekontrolovaného šírenia týchto baktérií a potenciálnymi katastrofickými následkami pre život na Zemi.

Čo sú to vlastne „zrkadlové baktérie“?

Názov „zrkadlové baktérie“ vychádza z konceptu chirality, alebo inak povedané, „ručnésti“ v prírode. Všetky živé organizmy – vrátane nás ľudí – majú takúto ručnosť: DNA a RNA sú pravotočivé (right-handed), zatiaľ čo aminokyseliny sú ľavotočivé (left-handed). Táto konzistentná orientácia umožňuje všetkým biologickým komponentom správne interagovať. Vedci sa teraz pýtajú, čo by sa stalo, ak by bola táto ručnosť obrátená – keby aminokyseliny boli pravotočivé a DNA/RNA ľavotočivé?

Výskum v tejto oblasti už dosiahol pokrok: vedci dokázali vytvoriť zrkadlové verzie DNA a RNA pomocou špeciálnych enzýmov. Zistili, že tieto molekuly fungujú presne ako ich „normálne“ protetypy, s jednou kľúčovou výnimkou – nemôžu sa viazať na ne-zrkadlové molekuly. Je to ako pokus vstrčiť pravú ruku do ľavej rukavice - jednoducho to nejde.

Cesta k vytvoreniu zrkadlovej baktérie: Ako by to mohlo fungovať?

Správa sa zaoberá možnými spôsobmi, akými by mohli byť tieto zrkadlové organizmy vytvorené. Vzhľadom na pokroky v oblasti syntézy života od nuly (čo môže byť možné už v nasledujúcom desaťročí), je pravdepodobné, že aj výroba zrkadlovej baktérie by bola možná. Existujú dve hlavné cesty:

• „Bottom-up“ prístup: Postupné zostavovanie zrkadlovej bunky od základných komponentov – zrkadlového genómu a replikačných mechanizmov.
• „Top-down“ prístup: Prevod existujúcej, „normálnej“ baktérie (napríklad E. coli) na zrkadlovú postupným nahradzovaním jej komponentov zrkadlovými ekvivalentmi.

Hrozba nekontrolovaného šírenia: Čo sa stane, ak zrkadlová baktéria unikne?

Aj keď by bola zrkadlová baktéria zadržaná v laboratóriu a slúžila na výskum alebo tvorbu liekov, hrozí riziko jej úniku do prírody. Aj napriek opatreniam ako závislosť na živinách, ktoré sa nevyskytujú v prírode, by mohlo dôjsť k náhodnej alebo úmyselnej kontaminácii.

A čo je najdôležitejšie: zrkadlové baktérie by nemali prirodzených predátorov a mohli by sa rýchlo šíriť ekosystémami, infikovať rastliny, živočíchy a dokonca aj naše zdroje pitnej vody. Vedci upozorňujú, že tieto baktérie by dokázali využívať rôzne ne-chirálne živiny (tuky, alkoholy, cukry) na získanie energie a mohli by sa dokonca „recyklovať“ chirálne aminokyseliny pre svoje potreby.

Imunitný systém slepý k hrozbe: Prečo je to tak vážne?

Najväčším problémom je, že náš imunitný systém by zrkadlové baktérie nerozpoznal ako hrozbu. Pretože sú ich molekuly „zrkadlovým obrazom“ našich vlastných, imunitné bunky by ich neidentifikovali a nezaútočili na ne. To by mohlo viesť k závažným infekciám podobným sepsií, ktoré by boli ťažko liečiteľné.

Kľúčové poznatky:

• Zrkadlové baktérie: Laboratórne vytvorené mikroorganizmy s obrátenou chirálitou molekúl života.
• Nezávislosť od predátorov: Vzhľadom na svoju unikátnu štruktúru by nemali prirodzených nepriateľov a mohli by sa nekontrolovane šíriť.
• Slepota imunitného systému: Imunitný systém by ich nerozpoznal ako hrozbu, čo by viedlo k ťažko liečiteľným infekciám.
• Potenciál pre katastrofické následky: Šírenie zrkadlovej baktérie by mohlo ohroziť ekosystémy a ľudské zdravie.

Odporúčania a budúcnosť výskumu:

Vedci vyzývajú k okamžitému zastaveniu vývoja zrkadlových genómov, vytvoreniu systému dohľadu nad technológiami s potenciálom na výrobu zrkadlovej baktérie a investovaniu do výskumu, ktorý by lepšie porozumel rizikám spojeným s týmito mikroorganizmami. Je potrebné vyvinúť metódy detekcie a biosurvillancie, aby sme boli pripravení na prípadný vznik zrkadlovej baktérie.

Napriek obavám vedci zároveň zdôrazňujú, že výskum v oblasti chirality môže priniesť aj benefity, napríklad tvorbu dlhotrvajúcich liekov. Je však nevyhnutné, aby tento výskum zostal prísne kontrolovaný a neprekročil hranicu vytvárania sebestačných živých organizmov.

Dôležité odkazy:

• Technická správa o životaschopnosti a rizikách zrkadlovej baktérie
• Článok „Confronting Risks of Mirror Life“ v časopise Science

Približne 129 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.65 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.