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镜像生命”研究应如何受限？
争议持续升温 部分研究人员呼吁实施严格限制，另一些人则公开反对过早中止基础科学研究。
部分研究人员正开发可合成DNA及其他生命关键分子镜像版本的生物系统
图片来源： Ting Zhu实验室（朱听实验室）
本周，在英国曼彻斯特，科学家们将探讨是否要限制一项最终可能实现“镜像生命”的研究——“镜像生命”即由自然界分子的镜像版本构建而成的合成细胞。
借助化学常用技术分离镜像分子
过去一年，众多科学家对可能催生此类细胞的实验表达了担忧，认为这类细胞会对人类健康与环境构成巨大风险。“几乎所有人都认同”镜像细胞会是“一件坏事”，美国加利福尼亚州拉霍亚市J.克雷格·文特尔研究所的合成生物学家约翰·格拉斯表示。
然而，考虑到镜像生物学研究的潜在益处，关于应在何处划定界限以限制该领域研究，目前仍存在分歧。
我们体内的许多分子都具有“手性”——也就是说，它们会呈现两种镜像（MI）形式中的一种，就像左手手套和右手手套一样。例如，蛋白质由左旋氨基酸构成，而DNA则像右旋螺丝一样扭曲。
部分研究人员指出，对这类分子的镜像版本进行研究，有助于弄清楚这种手性是如何形成的。而且，由于人体的酶和免疫系统可能无法轻易识别右旋氨基酸或左旋DNA，这类分子能够抵抗降解——这一特性使其可用于制作治疗性药物。这种方法已在临床上取得了成功：比如在2017年，美国食品药品监督管理局（FDA）就批准了一种含有镜像氨基酸的小分子肽（名为依特卡肽），用于治疗慢性肾病患者。
罕见“双性”蛋白质打破手性规则
但这种抗降解能力也可能是一把双刃剑。一些研究人员表示，倘若完整的镜像细胞得以合成，它或许会在人体内不受控制地增殖，或在环境中肆意扩散。
这正是科学家们本周齐聚曼彻斯特的原因所在。
德国柏林Aptarion生物技术公司（该公司正研发治疗性镜像RNA短链）的创始人兼首席执行官、生物化学家斯文·克卢斯曼认为，考虑镜像生命的潜在风险是合理的。“但我们目前无需恐慌，也不应过早限制相关研究，”他说道。
不过，美国明尼苏达大学明尼阿波利斯分校的合成生物学家凯特·阿达马拉提醒，那些可能催生出镜像生命的研究，其风险会大于任何潜在益处。“镜像生物学能实现的所有目标，通过正常生物学的其他方法都能实现，”她说，“我认为我们不该去冒这个险。”
红线划定
格拉斯表示，包括他所在团队在内的多个研究团队，即将首次利用具有自然界手性的分子合成细胞。但目前尚无任何人在构建镜像细胞，即便镜像细胞确实可实现，也可能需要数十年时间。尽管如此，研究人员在支撑该研究的技术方面正不断取得进展；2019年，在人们意识到潜在风险之前，美国国家科学基金会曾为“启动”镜像细胞研究提供科研资助。作为资助获得者之一，阿达马拉称，自己日益增长的担忧促使她和同事放弃了这项工作。
镜像酶可复制“镜像”DNA
2024年12月，格拉斯与阿达马拉等38位科学家在《科学》杂志上表达了他们的担忧[1]。此后，非营利组织“镜像生物学对话基金”赞助了一系列会议，旨在制定相关建议以规避镜像生命可能带来的威胁。今年6月，齐聚巴黎的研究人员呼吁资助机构不要为镜像细胞研究提供支持，并建议限制那些可能为镜像生命研究提供便利的领域。本周在曼彻斯特召开的会议——以及本月底美国国家科学院、工程院和医学院将召开的会议——将继续推进这一讨论，并就应在何处划定红线展开商议。
尽管科学家可借助化学方法合成短链的镜像DNA、RNA和氨基酸，但在合成更大尺寸、具备功能的镜像生物分子方面仍面临困难。因此，在过去十年间，中国杭州西湖大学的分子生物学家朱听一直在构建相关系统，以助力大型镜像生物分子的合成。他的研究始于镜像聚合酶——这种酶能够复制镜像DNA，并将遗传信息传递到镜像RNA中[2,3]。2022年，他利用这一方法合成了简化版镜像核糖体的关键组成部分——核糖体是细胞中将遗传信息转化为蛋白质的复杂“机器”[4]。朱听说，镜像核糖体“能够实现镜像肽的高通量合成，从而大幅加速药物研发进程”。
朱听虽无法出席曼彻斯特会议，但他表示自己从未想过要合成镜像细胞，且即便要制造出具备功能的镜像核糖体，也还需要很多年。不过，有些人认为他在镜像核糖体方面的研究可能存在风险。“在我看来，构建出镜像核糖体或许是制造活的镜像细胞过程中最难的一步，”格拉斯说。那么，他是否呼吁朱听停止镜像核糖体的研究呢？在长时间的停顿后，格拉斯回答：“或许吧。我认为不该去制造它。”
然而，阿达马拉则表示，她并不担心朱听在核糖体方面的研究。“他已经明确表示不会去构建活的镜像细胞，这对我来说就足够了，”她说。
担忧是否被夸大？
在今日发表于《自然》杂志的一篇评论文章中[5]，朱听承认，一些完全成熟的镜像生命体可能具有危害性，同时也对围绕风险展开建设性讨论表示欢迎。但他也提醒，对基础研究加以限制可能会阻碍安全且正当的研究工作。“关键在于要区分镜像分子生物学与遥远未来的假设场景（如创造镜像生命体），”他说。
能区分“左右”的“精妙”催化剂斩获诺贝尔化学奖
“鉴于当前有多种技术正在颠覆社会，这项研究能获得如此多的关注，多少有些令人意外，”美国帕萨迪纳市加州理工学院的生物工程师、美国加利福尼亚州圣地亚哥市Aizen治疗公司（该公司正研发镜像肽疗法）的创始人戴维·范·瓦伦补充道，“我认为人们提出的大部分担忧都被夸大了。”
这些担忧已渗透到流行文化中：下月将有一部名为《镜像生命：现代僵尸》的恐怖电影上映。其宣传资料称，该片“向试图扮演上帝的科学界发出了警告”。
与此同时，一些人指出，人体或许并非完全无法抵御镜像生命。在今年2月发布的一封电子信件中[1]，研究人员针对去年《科学》杂志上的那篇文章回应称，细胞表面覆盖着一种名为“聚糖”的糖类分子。许多细菌的聚糖中会使用镜像糖，而人类免疫系统经过进化已能检测到这类镜像糖。“它们早已存在于地球上，”加拿大埃德蒙顿市阿尔伯塔大学的化学生物学家拉特米尔·德尔达（他牵头撰写了这封信件）说，“某些生命体正在利用它们。若说我们完全没有准备，是不客观的。”
德尔达表示，研究人员无需合成完整的镜像细胞，就能收集更多证据来评估镜像生命的威胁。例如，可在小鼠体内测试镜像聚糖，以测量其免疫反应。格拉斯也认同这有助于推进关于镜像生命的讨论：“或许通过一些实验就能证明，其风险并不像我们之前认为的那么大。”
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