“镜像生命”是什么？为什么连科学家都感到害怕？

2024年12月，一些权威科学家联合撰写报告，在《科学》杂志上呼吁：警惕“镜像生命”的风险。

️什么是“镜像生命”？为什么它们会引起科学界的重视呢？

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️️生命分子的“手性”

要理解“镜像生命”，首先需要了解一个概念—— ️“手性”。

简单来说， 手性就是指像我们的左手和右手一样，看起来非常相似，但却不能完全重合的现象。

另一个例子是当你看向镜子的时候，你和镜中的影像看起来非常相似，但实际上却是对称的，并不完全一样。

左手和右手，虽然看起来很像，却不能完全重合| pexels

手性不仅仅存在于我们的身体中，还广泛存在于 ️自然界和科学领域。

比如， ️蜗牛壳和海螺都是螺旋形的，通常只朝一个方向旋转，要么是右旋，要么是左旋。同理，植物的藤蔓在攀爬时会沿着某个方向缠绕，有的顺时针缠绕，有的逆时针缠绕。

海螺也有左旋与右旋之分|pexels

在 ️微观世界，许多分子也具有手性。碳原子的化学性质非常特殊，是许多有机大分子的骨架，也是地球生命诞生的基础 （我们都是“碳基生命”）。

️碳原子可以形成四个共价键——这就像是向外伸出了四只手。如果四只手握住了各不相同的基团，这个碳原子就具有了“手性”。

图源:好奇星球

例如， ️氨基酸是构成蛋白质的基本单位。氨基酸的中心碳原子连接着四个不同的基团：氨基、羧基、氢原子和一个独特的侧链。

因此，氨基酸形成了 ️两种镜像对称的形式，分别称为“L-型”和“D-型”。

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️️“手性”对生命有什么意义？️

在自然界中，几乎所有构成蛋白质的氨基酸都是L-型的。

我们的遗传物质DNA是右旋的双螺旋|pixabay

在 ️医疗领域，不同的手性分子可能产生完全不同的效应——甚至一种有疗效，另一种对人体有害。在20世纪50年代，“反应停”（沙利度胺）曾作为一种镇静剂和止吐药，广泛用于缓解女性在妊娠期的孕吐症状。但是，“反应停”具有两种手性分子，一种具有镇静效果，另一种却具有致畸性。

由于最初没有意识到后者的危害，这种药物在全球导致约15,000名新生儿产生严重的肢体畸形。

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️️为什么要研究️“镜像生命”？

这类研究的目的，是尝试在实验室中创造一种与地球现有生命完全“镜像对称”的生命形式，也就是说，用 ️手性完全相反的分子来构建生命。

比如，我们的DNA是右旋的，而蛋白质由L-型氨基酸构成。镜像生命则相反：它的DNA是左旋的，蛋白质由D-型氨基酸组成。

图源： pexels

这种研究最初源于科学家的好奇心，但同时也存在潜在的应用价值： 镜像生物分子不易被自然界中的酶分解，可能用于开发长效药物或更稳定的治疗工具。

目前，科学家已能合成小段镜像核酸和蛋白质，但仍不能构建完整的镜像细胞（如镜像细菌）。尽管技术尚未成熟，但随着合成生物学和化学合成技术的进步，镜像生命可能在10～20年内成为现实。

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️️有哪些潜在风险？️

不过， ️镜像生命可能对人类社会和生态系统造成前所未有的威胁。

这些特性还可能让镜像细菌在环境中快速扩散，挤占生态位，破坏生态平衡。

因此，科学家呼吁，镜像生命的风险远超其应用价值， 希望建立完善的监管体系，防止技术滥用和意外泄露，以免引发全球性的灾难。

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️参考资料

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[1]https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.ads9158

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/DA7E0PtOsCVCXVtpDaql5Q?poc_token=HLQQj2ejueI0J0lA_OtBM-fTv_X2QHfhnsud1T79