Читај ми!

Биоинжењеринг обрнуте ћелије – живот из огледала изазвао страх научника за будућност човечанства

Напори истраживача да направе „ћелију из огледала“, ћелију у којој је структура свих њених биомолекула обрнута од оне која се налази у нормалним ћелијама, последњих година почели су да дају резултате. Иако смо још далеко и од ћелије и од организма „из огледала“, група научника упозорава да би последице оваквог биоинжењеринга могле бити погубне за човечанство, па и комплетан живот на Земљи и због тога позивају на одређивање граница истраживања и усвајање строге регулативе.

Биоинжењеринг обрнуте ћелије – живот из огледала изазвао страх научника за будућност човечанства Биоинжењеринг обрнуте ћелије – живот из огледала изазвао страх научника за будућност човечанства

Научница Кејт Адамала се не сећа тачно када је схватила да њена лабораторија у оквиру Универзитета у Минесоти ради на нечему потенцијално опасном, толико опасном да неки истраживачи мисле да би то могло представљати егзистенцијални ризик за све облике живота на Земљи.

Била је једна од четворо истраживача којима је 2019. године додељен грант Националне научне фондације САД од четири милиона долара како би истражили да ли је могуће произвести „ћелију из огледала“, ћелију у којој је структура свих њених биомолекула обрнута од оне која се налази у нормалним ћелијама.

Сматрали су да је рад важан, јер би такве „обрнуте ћелије“, које никада нису постојале у природи, могле да расветле порекло живота и олакшају стварање молекула који би се користили у терапијама, потенцијално решавајући велике проблеме у медицини попут заразних болести и супербактерија. Али се убрзо јавила сумња.

„Није то био један тренутак већ се то крчкало споро током неколико месеци“, рекла је Кејт Адамала, стручњак у области синтетичке биологија. Људи су почели да постављају питања, додала је, „и мислили смо да можемо да одговоримо на њих, а онда смо схватили да не можемо“.

Питања су се односила на то шта би се десило ако би научници успели да направе „организам из огледала“ попут бактерије која се састоји од молекула који су обрнуте слике њихових природних облика.

Да ли би се такав организам нехтице неконтролисано ширио у телу или у природи, представљајући озбиљне ризике по људско здравље и страшне последице по планету? Или би се једноставно распао и безопасно нестао без трага?

У природи, структура многих главних биомолекула је десне или леве оријентације, иако није јасно зашто се живот развио на овај начин. То је својство познато као хиралност које је први открио француски научник Луј Пастер 1848. године. На пример, ДНК и РНК су направљене од „десно оријентисаних“ нуклеотида, а протеини су направљени од „лево оријентисаних“ аминокиселина.

Баш као што рукавица намењена за десну руку не може да одговара левој руци или као што кључ прецизно одговара брави, интеракције између молекула често зависе од хиралности, а живим системима су потребни конзистентни обрасци хиралности да би правилно функционисали.

У „обрнутој ћелији“, сви њени молекули би били замењени верзијама из огледала. Такав развој је хипотетички. Чак ни стварање синтетичке ћелије са природном хиралношћу која имитира своје нормалне живе пандане још увек није могуће, али то је активно и узбудљиво подручје истраживања којим се Адамала и неколико других истраживачких група баве.

Научници могу да направе многе компоненте од неживих прекурсора и ускоро би могли да направе (уз помоћ инжењеринга) нормалне синтетичке ћелије, које би, у теорији, могле да створе једноћелијске облике живота, попут бактерија.

Између научне фантастике и озбиљне претње

Сами по себи, мали „обрнути“ молекули не представљају никакав посебан ризик, а научници већ могу безбедно да праве протеине и угљене хидрате са супротном хиралношћу, што би могло да буде изузетно корисно на пољу фармације.

Међутим, комплетнe „ћелије из огледала“ остају ван домашаја научника. Адамала и њене колеге нису много напредовали у својим истраживањима на том фронту. Пандемија корона вируса учинила је да истраживање почне спорије и, што је још важније, у неформалним разговорима које је Адамала водила са колегама из других области, на конференцијама и другим окупљањима, почела је да се диже узбуна

„Људи који су стручњаци за биолошку безбедност, имунологију и екологију, нису мислили да је нешто попут 'ћелија из огледала' заиста вероватно, мислили су да је то научна фантастика“, истакла је Адамала.

Једно што су научници других струка поменули, а што ју је изузетно изненадило, било је да би „ћелије из огледала“ вероватно биле потпуно невидљиве за људски имуни систем.

„Раније сам мислила да ће имуни систем пронаћи начин да детектује све биомолекуле који су продрли у организам. Нисам знала колико је имуни систем хиралан“, нагласила је Адамала.

Током 2023. и 2024. године, ти ад-хок разговори су прерасли у радну групу од 38 научника, укључујући Адамалу, а у децембру 2024. године група је објавила шокантни чланак у познатом научном часопису Science под називом Confronting Risks of Mirror LIfe (Суочавање са ризицима живота из огледала), који је сумирао налазе детаљног извештаја од 300 страница који је саставила та група.

У извештају се закључује да би „обрнуте ћелије“ могле постати стварност у наредних 10 до 30 година и детаљно су описане потенцијално разорне последице ако би „бактерије из огледала“ доспеле у животну средину и прошириле се, и ако би успеле да избегну природну биолошку контролу и тако деловале као опасни патогени.

Од тада, непрофитна организација под називом "Mirror Biology Dialogues Fund" (Фонд за дијалоге у области биологије из огледала) спонзорисала је низ састанака како би развила препоруке усмерене на спречавање претње за коју научници мисле да би „живот из огледала“ могао да представља. Иако постоји широка сагласност да „организми из огледала“, попут бактерија, не би требало да се стварају, води се велика дебата о томе каква би – ако их уопште има – ограничења у истраживањима на пољу „биологије из огледала“ треба да постоје.

Верзије смака света

Десетине стручњака састало се на дводневној конференцији о инжењерингу и заштитним мерама од синтетичког живота у Манчестеру, у Великој Британији, у септембру како би разговарали о томе где треба повући јасне границе за ограничавање истраживања технологија које би могле омогућити стварање „организама из огледала“.

„Постоји могућност да, уз несумњиво много рада, створимо нешто што би могло неумољиво да расте, шири се по планети и истискује или убија многе, многе облике живота, укључујући нас, животиње око нас, биљке око нас, па чак и неке микробе“, истакао је Дејвид Релман, професор микробиологије и имунологије на Универзитету Станфорд, који је присуствовао састанку на Институту за биотехнологију Универзитета у Манчестеру.

Професор Релман, као и Кејт Адамала, био је један од првих чланова радне групе и прве разговоре о „организмима из огледала“ држао је у тајности: „Нисмо желели да дижемо панику. Такође нисмо желели да звучимо као да смо луди. Мислим да смо се сви надали да ћемо брзо сазнати да постоји нека фатална мана у овој логици, али је све почело довољно да ме мучи да бих се будио ноћу“.

Њихова обазривост када су „организми из огледала“ проистекла је из чињенице да би, пошто је природни живот хиралан, интеракције између природних организама и „бактерија из огледала“ биле изузетно непредвидиве. Иако би прва „бактерија из огледала“ вероватно била изузетно крхка, што би ограничавало њен раст и опстанак, могла би да преживи, уз одговарајуће хранљиве материје. С друге стране, могло би да се деси да се понаша као инвазивна врста, нарушавајући екосистеме без предатора који би је држали под контролом.

Релман указује на то да би „бактерије из огледала“ потенцијално могле да избегну критичне делове биљног, животињског и људског имуног система, који би имао потешкоћа да их детектује или убије.

Једном када се нађе у човеку, „бактерија из огледала“ би хипотетички могла да се реплицира до изузетно високих нивоа у телу, узрокујући да њен домаћин доживи нешто слично септичком шоку. Потенцијалне медицинске контрамере – укључујући већину антибиотика – су хиралне, што значи да вероватно не би биле ефикасне код „бактерије из огледала“, иако је могуће да би се могле произвести верзије „антибиотика из огледала“.

И док би контролне мере, попут оних које научници примењују при раду са опасним патогенима, теоретски могле да спрече „бактерије из огледала“ да напусте лабораторију, те мере би биле подложне људским грешкама или намерној злоупотреби.

Иако је такав сценарио далеко од стварности, и постоји велика неизвесност у вези са ризицима које би „живот из огледала“ представљао с обзиром на то да још не постоји, нико није успео да у потпуности оповргне ризике.

„У почетку су људи доводили у питање да ли је опасност заиста толико озбиљна колико смо мислили. И зато смо покушавали да пронађемо слабе тачке у томе, покушавајући да пронађемо где смо погрешили. Што смо више тражили, то смо били сигурнији, и све више људи је прихватало ову идеју да заправо не постоји безбедан начин за прављење ћелије из огледала“, упозорава професорка Адамала.

Релман је окарактерисао „живот из огледала“ као први вероватни егзистенцијални ризик са којим се сусрео у дугој каријери која је укључивала истраживање смртоносних писама о антраксу из 2001. године и Хаванског синдрома, мистериозне здравствене болести која је погодила шпијуне, војнике и дипломате широм света.

Истакао је и да му разлог за оптимизам даје чињеница да, за разлику од других контроверзних и ризичних области науке као што је клонирање, „живот из огледала“ још увек не постоји – то није нешто што је већ присутно што би било теже зауставити. „Постоји реална шанса да нам се ово не деси, осим ако ми сами не одлучимо да то учинимо.“

Границе које не смемо прећи

Међутим, други стручњаци који су учествовали у дискусијама о „животу из огледала“ у Манчестеру кажу да је важно поступати опрезно и не доносити импулсивне одлуке које би могле да осујете научни напредак. Нагласили су да истраживање за развој појединачних „молекула из огледала“ треба разликовати од истраживања за развој „ћелија из огледала“ или таквих организама – иако се све то понекад називај „животом из огледала“ или „биологијом из огледала“.

Мајкл Кеј, професор биохемије на Универзитету у Јути, који се фокусира на развој лекова, првенствено против заразних болести попут ХИВ-а, заснованих на „молекулима из огледала“, истиче да не подржава тако строге границе које би потпуно блокирале област истраживања.

„Мислим да је то превише строго“, приметио је Кеј, говорећи о општим прописима.

Пошто их људско тело не препознаје тако лако, „молекули из огледала“ попут протеина и нуклеинских киселина, отпорни су на разградњу и стабилнији су, што су корисне особине за потенцијалне развој лекова и терапија. А пошто се „протеини из огледала“ не могу сами реплицирати, они не представљају исти ризик као „ћелија из огледала“. Међутим, Кеј потврђује да је забринут да ће се, због нејасних порука, реч „огледало“ аутоматски изједначити са ризичним истраживањем и да ће то ограничити иновације у овој области.

„Молекули из огледала су инертне хемикалије са огромним предностима. Ово је веома рана фаза истраживања, али таква истраживања постоје и има их још много у фазама клиничких испитивања. У наредних пет или десет година, ово ће бити велика класа лекова“, објаснио је професор Кеј.

Такође је напоменуо да су ризици од „ћелија или организама из огледала“, уколико буду доспели у природу, непознати.

„Овај (организам) би могао једноставно да умре од глади, што сматрамо највероватнијим, или да потроши све ресурсе на Земљи и такмичи се са свим постојећим животом“, навео је Кеј. „То је огроман распон.“

Међутим, нагласио је да су текући покушаји да се процене ризици важни: „Мислим да је сваки напор који нам купује време да боље разумемо и боље размотримо ризике и да будемо промишљенији у начину на који су технологије напредне, уместо да само имамо слободу за све, мислим да је то корисно. И имамо времена да се то деси. Ово није неизбежно“, поручио је Кеј.

Синтетички живот који није „из огледала“

Многи експерти за синтетичку биологију, међу којима је и професорка Кејт Адамала, настоје да направе синтетичку ћелију – са природном хиралношћу – од нуле из неживих делова. Циљ је створити нешто што опонаша биолошке процесе како би се расветлио низ биохемијских реакција које су омогућиле да живот први пут настане пре стотина милиона година и како би се помогло у решавању проблема у медицини, индустрији, заштити животне средине и у базичним истраживањима.

„Синтетичка ћелија би била као оперативни систем за живот: омогућила би инжењеринг биологије у невиђеним размерама, са прецизношћу коју не можемо добити у природним ћелијама. Направићемо моделе ћелијских процеса, како здравих тако и оболелих, како бисмо разумели како се здраве ћелије могу учинити да боље функционишу и како болести настају“, прецизирала је проф. Адамала.

Могуће је да ће научници ускоро достићи прекретницу у развоју синтетичке ћелије која није „из огледала“, можда чак и у року од годину дана, предвиђа Џон Глас, професор и вође Групе за синтетичку биологију Института Џ. Крејг Вентер са седиштем у Ла Хоји, у Калифорнији. А ако се нормална ћелија са природном хиралношћу може створити из неживих молекула, онда је, теоретски, каже професор Глас, могуће да и „ћелија из огледала“ буде створена из „молекула из огледала“ примењујући исте методе.

Гласови почетни разговори са Релманом у априлу 2024. о потенцијалним ризицима „живота из огледала“, како каже, оставили су га „потресеним“.

„Морао сам да се запитам да ли би мој рад, на којем сам провео године, једног дана могао да омогући Армагедон заснован на 'бактеријама из огледала'“, рекао је професор Глас.

Међутим, већина стручњака се слаже да је стварање синтетичке ћелије са природном хиралношћу безбедно, јер ако би бактерија направљена од синтетичке ћелије ушла у окружење, била би подвргнута нормалним контролама било ког екосистема, што би је учинило лаким пленом природних предатора као што су вируси који циљају бактерије. Стога се не би могла неконтролисано ширити.

За Гласа, очигледна граница преко које се не сме је да научници треба да се уздрже од прављења „рибозома из огледала“, биолошке машине која се налази у цитоплазми ћелије и производи протеине. Иако би тај напредак и даље био далеко од стварања „ћелије из огледала“, Глас истиче да би постављање границе испред последњег корака – стварања „мембране из огледала“, а затим састављања свих делова – било прекасно.

Али професор Мајкл Кеј са Универзитета у Јути мисли другачије. Његова лабораторија је фокусирана на побољшање хемијске синтезе „протеина из огледала“, процеса који је тренутно веома неефикасан. Као алтернативу, наводи  истраживање прављења „рибозома из огледала“, за које је веома заинтересован.

„Идеја је да ако бисмо могли да направимо 'рибозом из огледала', могли бисмо га затим користити за прављење ових производа са много квалитетнијим, много дужим протеинима, на начин који би могао бити компатибилан са фармацеутском употребом“, објаснио је професор Кеј. „Али у овој групи су забринути – а ја сам тренутно неодлучан – да ли би то био толико вредан алат да би развој 'живота из огледала' учинио неизбежним или превише лаким за друге.“

Уздржаност научника

Професорка генетике Кејт Адамала је, заједно са својим колегама, одлучила да не обнови грант за своје истраживање, чиме је окончан рад њене лабораторије на „ћелијама из огледала“. Уместо тога, фокусираће се на дискусије о томе како регулисати истраживање „живота из огледала“.

Колико јој је познато, истиче професорка Адамала, ниједан научник не тежи стварању „ћелије из огледала“. У фебруару 2025. године, скоро 100 истраживача, финансијера и креатора политике потписало је молбу у којој се тврди да „живот из огледала не треба стварати осим ако будућа истраживања убедљиво не покажу да не би представљао озбиљне ризике“.

На крају крајева, потписи и самоуздржаност можда неће бити довољни. Професори Адамала, Глас и Релман се надају да ће њихови разговори утицати на усвајање формалнијих ограничења или политике на међународном или националном нивоу.

Није било конкретног исхода на састанку у Манчестеру, а сродне дискусије су настављене у оквиру радионица које је организовао Стални комитет Националних академија наука, инжењерства и медицине за напредак и импликације трансдисциплинарне биотехнологије по националну безбедност.

„Скоро сви се слажу да не треба да правимо живу 'ћелију из огледала'. То је основна граница, али људи имају много различитих идеја где би требало да зауставимо истраживање“, рекла је Адамала. „Тренутно се научна заједница не може заиста сложити око линије коју не смемо прећи.“

Професор Релман истиче да је циљ да проактивни напори које група улаже не само да заштите планету од сценарија пропасти, већ би могли помоћи у обнављању дела поверења које су научници изгубили код јавности последњих година.

„Зар не би било сјајно када бисмо могли бити др Ијан Малколм из филма Парк из доба јуре?“, рекао је, мислећи на измишљеног математичара којег је глумио Џеф Голдблум у филму из 1993. године, а који упозорава друге ликове на потенцијалне опасности неограничене научне амбиције. „Ми научници размишљамо о томе да ли би требало нешто урадити, а не да ли бисмо то могли.“

понедељак, 20. октобар 2025.
9° C

Коментари

Da, ali...
Како преживети прва три дана катастрофе у Србији, и за шта нас припрема ЕУ
Dvojnik mog oca
Вероватно свако од нас има свог двојника са којим дели и сличну ДНК
Nemogućnost tusiranja
Не туширате се сваког дана – не стидите се, то је здраво
Cestitke za uspeh
Да ли сте знали да се најбоље грамофонске ручице производе у Србији
Re: Eh...
Лесковачка спржа – производ са заштићеним географским пореклом