В феврале 2019 года три десятка исследователей из области синтетической биологии и этики собрались в Северной Вирджинии. Четыре дня они обсуждали, какие рискованные, но потенциально прорывные проекты стоит поддержать Национальному научному фонду США. Итогом стало решение, которое сейчас многие из них, вероятно, хотели бы отменить: дать зелёный свет разработке «зеркальных» бактерий.

Идея выглядела заманчиво. Обычные бактерии, но собранные из молекул, которые в природе не встречаются, — зеркальных отражений привычных белков, сахаров и липидов. ДНК, РНК и множество других строительных блоков живых клеток хиральны: у них есть две версии, как правая и левая рука. Они выглядят одинаково, но не совпадают при наложении. Жизнь на Земле использует только одну из этих форм. Учёные задумались: а что, если создать микроорганизмы из противоположных, «зеркальных» молекул?

От восторга к тревоге

«Каждый — действительно каждый — считал это крутым», — вспоминает Джон Гласс, пионер синтетических клеток из Института Дж. Крейга Вентера в Ла-Хойе, Калифорния. Проект обещал быть невероятно сложным, но сулил прорыв в понимании того, как проектировать и строить клетки, а возможно, и в разгадке происхождения жизни на Земле. Медицинский потенциал тоже впечатлял: зеркальные микробы могли бы стать биологическими фабриками для производства зеркальных молекул — основы для новых лекарств.

После той встречи комитет рекомендовал NSF профинансировать несколько исследовательских групп, чтобы те разработали инструменты и провели предварительные эксперименты. Энтузиазм был заразителен. Национальный фонд естественных наук Китая поддержал крупные проекты в зеркальной биологии, не осталось в стороне и Федеральное министерство образования и исследований Германии.

Но уже через пять лет, к 2024 году, многие участники того самого совещания в NSF заговорили иначе. Зеркальные организмы теперь виделись им не возможностью, а угрозой — причём такого масштаба, что в худшем случае они могли бы поставить под удар каждую форму жизни на Земле.

Почему зеркальная жизнь так опасна

Причина тревоги проста и пугающа. У зеркальных бактерий не было бы естественных врагов. Иммунная система человека, растений и животных настроена на распознавание обычных, «левых» молекул. Зеркальные версии она, скорее всего, просто не заметит. Хищники, вирусы, бактериофаги — вся экосистема, которая сдерживает размножение микробов, оказалась бы бесполезной.

Представьте: микроорганизм, который некому остановить. Он не обязан быть агрессивным патогеном. Достаточно того, что он может выживать и размножаться там, где обычные бактерии гибнут. Эволюция сделает остальное.

Путь к зеркальному микроорганизму

Идея зеркальной жизни не родилась на пустом месте. Учёные десятилетиями работали с хиральными молекулами — сначала в химии, потом в биологии. Постепенно выяснилось, что можно синтезировать зеркальные версии многих биомолекул: аминокислот, сахаров, нуклеотидов. Следующий логический шаг — собрать из них работающую клетку.

Прогресс шёл быстрее, чем ожидали скептики. Отдельные компоненты зеркальной биохимии уже получены в лабораториях. Полноценный зеркальный микроорганизм пока не создан, но дистанция до него сокращается. Именно это и заставило исследователей пересмотреть свои взгляды.

Тревога набирает силу

Первые серьёзные предупреждения прозвучали в научных публикациях. Авторы — те самые учёные, которые ещё недавно сами продвигали зеркальную биологию. Они призывали ввести мораторий на создание зеркальных организмов, пока риски не будут изучены досконально.

«Сначала я подумал: этого не может быть», — так описывает свою реакцию один из исследователей, когда осознал масштаб потенциальной опасности. Речь шла не о лабораторной утечке, а о принципиальной несовместимости зеркальной жизни с существующей биосферой.

Не все разделяют панику

Впрочем, единого мнения нет. Часть учёных считает страхи преувеличенными. Они указывают: между синтезом отдельных зеркальных молекул и созданием жизнеспособной, самовоспроизводящейся клетки — пропасть. Возможно, зеркальная жизнь вообще не сможет существовать в нашей среде: ей может не хватить подходящих источников питания, ведь все доступные в природе молекулы имеют «неправильную» хиральность.

Скептики напоминают и о других исследовательских рубежах, которые когда-то казались опасными, но не привели к катастрофе. Однако сторонники осторожности парируют: ставки здесь несопоставимы. Если зеркальная бактерия всё-таки выживет и начнёт распространяться, обратного пути не будет.

Урок для синтетической биологии

История зеркальных бактерий — яркий пример того, как быстро научный оптимизм может обернуться экзистенциальным страхом. В 2019 году идея казалась блестящей. Сегодня те же люди называют её одним из самых рискованных проектов современной науки.

Вопрос, который остаётся открытым: где проходит граница между смелым исследованием и безответственной игрой с основами жизни? Ответа пока нет. Но сам факт, что ведущие специалисты готовы публично признать свою ошибку и бить тревогу, говорит о серьёзности ситуации.

Кстати, тема глобальных угроз не впервые всплывает в наших материалах. Совсем недавно мы разбирали, как огненный шар над США заставил людей гадать о конце света — и как учёные спорили о природе явления. Здесь масштаб другой, но механизм похож: сначала паника, потом попытка рационального объяснения.

Зеркальные бактерии пока не созданы. Но сам факт, что учёные всерьёз обсуждают сценарий конца света, — уже достаточный повод задуматься о том, куда движется синтетическая биология.