根据包括诺贝尔奖获得者在内的顶尖专家的展望文章，一类被称为“镜像生命”的合成生物，其组成分子是天然对应物的镜像，可能对人类生命和生态系统构成前所未有的风险。这篇文章于 12 月 12 日发表在《科学》杂志上，并附有一份详细报告，详细说明了他们的担忧。
镜像生命与自然界中普遍存在的现象有关，即一个分子或另一个物体不能简单地叠加在另一个物体上。例如，你的左手不能简单地翻转过来与你的右手匹配。这种手性在整个自然界中都存在。
相同类型的分子群往往具有相同的手性。例如，构成 DNA 的核苷酸几乎总是右手性的，而蛋白质则由左手性氨基酸组成。
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手性，更正式的名称是 chirality，在生物学中非常重要，因为生物分子之间的相互作用依赖于它们具有预期的形式。例如，如果蛋白质的手性颠倒，它就无法与伙伴分子相互作用，例如细胞上的受体。“把它想象成手套里的手，”明尼苏达大学的合成生物学家 Katarzyna Adamala 说，她是这篇文章和随附的近 300 页长的技术报告的合著者。“我的左手套不适合我的右手。”
作者们担心镜像细菌，这是他们所关注的最简单的生命形式。创造镜像细菌的能力尚不存在，并且“至少还需要十年”，他们写道，但正在取得进展。研究人员已经可以合成镜像生物分子，例如 DNA 和蛋白质。与此同时，在从非镜像组分创造合成细胞方面也取得了进展。 2010 年，加利福尼亚州 J. 克雷格·文特尔研究所 (JCVI) 的研究人员将合成 DNA 安装到细胞中，创造了第一个具有完全合成基因组的细胞。
需要进一步的突破才能创造镜像生命，但通过大量的投资和努力是可以实现的。“我们不依赖于可能永远不会发生的科学突破。我可以给你列出一个清单，列出构建镜像细胞需要发生的事情，”Adamala 说。“这不再是科幻小说了。” Adamala 以前曾致力于创造镜像细胞，但她现在担心，如果创造出镜像细菌，后果可能包括不可逆转的生态破坏和生命损失。这篇文章的作者包括免疫学、合成生物学、植物病理学、进化生物学和生态学方面的专家，以及两位诺贝尔奖获得者，他们呼吁研究人员、政策制定者、监管机构和整个社会开始讨论前进的最佳道路，以更好地理解和减轻作者确定的风险。除非有证据表明镜像生命不会构成非同寻常的危险，否则他们建议不应进行旨在创造镜像细菌的研究。
最初对创造细菌镜像版本的热情始于更简单的设想。研究人员考虑了使用蛋白质和其他分子的镜像版本的前景，这些分子是这种生物体的构建基石。一个例子涉及必须定期重新给药的药物，因为生物过程会降解其分子。生物分子的镜像版本不会与这些分子机制相互作用，因此用镜像分子构建的药物可能具有更持久的效果。
许多免疫系统机制也依赖于手性。例如，负责识别外来入侵者的 T 细胞可能无法与手性错误的东西结合。因此，这些疗法也可以避免在患者中引发免疫反应。“镜像肽不易降解，这就是为什么它们可以成为很好的治疗剂，”JCVI 的合成生物学家、合著者约翰·格拉斯说。“我们绝对看不到禁止它的理由。”
镜像细菌的潜在应用可能是生物反应器，即使用细胞或微生物制造各种化合物（如抗生素和其他药物）的生物工厂。噬菌体（感染细菌的病毒）可以消灭基于细菌的生物反应器，造成大量的时间和金钱损失，但它们很可能不会感染镜像细菌，因为它们不会识别其分子。同样，像变形虫这样的天然捕食者会消耗正常细菌，但它们也无法识别镜像细菌作为食物。
正是这些据称有利的特性引起了科学家的担忧。“所有将我们引入这个领域的实际应用都是我们现在害怕它的原因，”Adamala 说。逃避免疫反应的能力可能使细菌能够不受控制地繁殖，从而导致致命感染。与病毒不同，细菌不需要与特定分子相互作用即可感染生物体，镜像细菌可以感染范围广泛的宿主，包括人类、其他动物和植物。缺乏捕食者可能使镜像细菌在生态系统中广泛传播。
格拉斯说，许多作者最初认为镜像细菌在实验室外无法生存，因为缺乏镜像营养物质，但该报告的结论是，有足够的营养物质可以滋养镜像细菌以维持它们。研究人员讨论了可能的生物安全措施，例如开发可以感染和杀死镜像细菌的镜像噬菌体病毒，但结论是它们不太可能成为充分的防御措施。“[作者] 都无法提出我们认为足以拯救生物圈免受这些生物侵害的对策，”格拉斯说。
并非所有人都认为镜像细菌会构成如此巨大的风险。“我认为镜像细菌会处于巨大的竞争劣势，并且无法很好地生存，”德克萨斯大学奥斯汀分校的分子生物学家安德鲁·埃林顿说，他开发合成生物体。他不相信在任何威胁发生之前如此早就发出警报，甚至在可以使用直接创造它的技术存在之前就发出警报是合适的。“这就像因为担心 30 年后的网络犯罪而禁止晶体管，”埃林顿说。他还担心政府和监管机构可能不会像作者预期的那样做出反应，从而可能扼杀有益的研究。“与现在可以做的好事相比，我并不特别担心 30 年后的大部分未知威胁，”他说。
虽然确切的风险可能不确定，但可以确定的是，任何威胁仍然遥远。“这项技术尚未出现，因此风险情景很难说，但本文可以开始讨论，”加利福尼亚州的科学政策生物安全顾问、前 JCVI 政策分析师莎拉·卡特说，她致力于新兴生物技术的生物安全和政策影响。“所以我赞扬这个小组展望未来并引起人们对这个问题的关注。”