Исследователи из Университета Стратклайда и Даремского университета предложили метод выявления «зеркальной жизни» — гипотетической формы жизни, молекулы которой являются зеркальным отражением молекул земных организмов. Об этом сообщает ScienceDaily. Разработка основана на молекулах, испускающих свет с выраженными лево- и правовращающими свойствами. Анализ таких световых сигналов в перспективе позволит отличать обычные организмы от их зеркальных аналогов.
На сегодняшний день зеркальная жизнь не существует, однако часть специалистов считает её возможное создание серьёзной угрозой биологической безопасности. Искусственные организмы могут непредсказуемо взаимодействовать с земными экосистемами и обходить некоторые природные защитные механизмы, оберегающие людей, животных и растения. Вероятность появления зеркальной жизни оценивается как низкая, но тяжесть возможных последствий оправдывает заблаговременную разработку способов её обнаружения.
В связи с этими опасениями учёные рекомендовали ограничить исследования, направленные на создание организмов, способных размножаться с использованием зеркальных биомолекул. Вопрос также привлёк внимание государственных и международных структур, включая Управление науки правительства Великобритании и Научный консультативный совет генерального секретаря ООН. В основе проблемы лежит свойство молекул, известное как хиральность, или молекулярная «рукость»: подобно тому как левая и правая руки человека являются зеркальными отражениями и не совпадают при наложении, некоторые молекулы существуют в двух формах с одинаковым химическим составом, но разным трёхмерным строением.
Такие структурные различия могут иметь серьёзные биологические последствия. Две зеркальные версии молекулы содержат одни и те же атомы в одинаковом порядке, но организм человека может реагировать на них совершенно по-разному: одна форма лекарства способна лечить болезнь, а её зеркальный аналог — оказаться бесполезным или даже вредным. Учёные опасаются, что организмы, собранные из перевёрнутых биологических «кирпичиков», будут взаимодействовать с существующей жизнью неожиданным образом. При этом исследователи подчёркивают, что зеркальная жизнь остаётся полностью гипотетической, а предложенный метод носит предупредительный характер.
В основе подхода лежит явление циркулярно поляризованной люминесценции (ЦПЛ), которое позволяет выявлять молекулярную хиральность веществ и биологических структур. Свет может иметь разные типы поляризации, в том числе вращающиеся в противоположных направлениях, и изучение этих картин даёт сведения о трёхмерном расположении молекул. Знакомый пример подобной технологии — поляризованные стёкла в современных 3D-кинотеатрах, создающие иллюзию глубины. Исследование, опубликованное в журнале Royal Society Open Science под названием «Circularly Polarized Luminescence (CPL) as a Contingency Assay for «Mirror Life» Bio-Hazards», возглавил доктор Льюис Маккензи с кафедры чистой и прикладной химии Университета Стратклайда в сотрудничестве с профессором Робертом Пэлом из Даремского университета.
Для выявления возможного зеркального организма учёные предлагают применять специальные флуоресцентные зонды, прикрепляющиеся к определённым структурам внутри клеток. Связавшись с мишенями, зонды испускают характерные сигналы ЦПЛ, по которым можно определить, содержит ли образец молекулярную «рукость», свойственную земной жизни, или её перевёрнутый вариант, — по сути, световые сигналы служат молекулярным отпечатком. Чтобы снизить риск ложных результатов, команда предлагает комбинировать несколько зондов, распознающих разные клеточные структуры. Метод можно отрабатывать на обычных биологических образцах, не создавая зеркальных организмов, а в перспективе встраивать в различное научное оборудование. Профессор Пэл уже демонстрировал лабораторные технологии ЦПЛ-детекции на основе микроскопов, камер и планшетных ридеров для клеток, однако полный метод выявления зеркальной жизни пока экспериментально не проверен.