12 月 11 日，海外顶级期刊《科学》（Science）刊发了一篇题为《支吾"镜像生物"风险》的进犯著述a片 男同，深入探讨了计算和创造"镜像人命"微生物可能对地球人命组成的"前所未有的风险"。

这篇著述由来自全球 9 个国度的 38 位顶尖科学家聚首撰写，团队中包括两位诺贝尔奖获取者以及合成生物学、免疫学、植物病理学、生态学、进化生物学和行星科学限制的海外领军东谈主物。著述还附带一份长达 300 页的防备时代论说，为分析提供了深入的时代撑执。

濒临"镜像生物"的风险（开首：文件 1）

局势这样大，这个"镜像人命"是不是会形成极大的危害呢？这里先给世界宽平稳，这篇著述极具前瞻性，它旨在辅导业界计算"镜像人命"时要充分研讨其风险，而"镜像人命"目下离普遍普通东谈主的生活还远得很，无须因此惦念。

那么，到底什么是"镜像人命"，它们又可能带来若何的风险呢？这得先从"镜像分子"提及。

生射中的"镜像分子"

东谈主的支配手，会在镜子中映出相互的摸样，但又持久不成能重合在沿途。一些跟人命密切关系的分子，也有这样的特点，证据其特点有左旋、右旋之分，这可能带给这些分子毫不换取的功能。

镜像即是相互对称但不成重迭 ( 开首 : 作家   AI   生成 )

举例，在药物限制，左旋和右旋分子的手性各别不错决定一款药物的疗效甚而用途。左旋多巴是一种调节帕金森病的中枢药物，因为它能被东谈主体高效代谢为多巴胺，而右旋多巴则委果无效；右好意思沙芬是一种止咳药，而它的左旋对映体却有镇痛作用，显现出彻底不同的生理后果。还有即是氨氯地平，其左旋体不仅降压后果更强，反作用更少，而右旋体却能改善血管内皮功能，从而对心血管健康有保护作用。

这方面也有过惨痛的训戒，来自一种曾被世俗使用的减轻妊娠响应的药物，名叫"沙利度胺"（商品名叫"响应停"）。它的两种对映体中，一种不错匡助妊妇减轻妊娠响应，而另一种则会导致出现"海豹胎"无理，畴昔由于对药物作用的结实不及，也贫困检测和鉴识的技能，导致药物中同期含两种对映体，收尾让好多服用沙利度胺的妊妇，生下了无理宝宝。

图片截自文件 9

药物的手性在不同环境中也会产生真理的变化，麻黄碱在水溶液中长远为左旋，而在酒精溶液中则变成右旋。自然左旋和右旋分子的化学结构委果换取，但在生物体内的长远可能毫不换取，这也让手性成为药物开辟中的进犯计算标的。

在食物与养分限制，葡萄糖是咱们日常饮食中最常见的糖类之一，它是右旋的，这种形貌不错被东谈主体接收并算作能量开首。而它的镜像分子，左旋葡萄糖，自然化学结构换取，但无法被东谈主体代谢，因此仅能算作甜味剂添加到食物中。

镜像的葡萄糖分子和丙氨酸分子（开首：文件 2）

乳酸也具有手性的千般性。左旋乳酸（L- 乳酸）在东谈主体中是进犯的代谢居品，尤其在肌肉中产生，匡助提供能量。而右旋乳酸（D- 乳酸）则在发酵食物中多半存在，如酸奶和泡菜，能够与东谈主体共存，况兼赋予这些食物独有的风范。

再往远了说小数，对部分农药来说，手性各别更是人命攸关……

了解了"镜像分子"，就不错聊聊什么是"镜像人命"了。

镜像人命是什么，危境在哪儿？

镜像人命是一种假定的人命形貌，其分子结构是地球人命分子的镜像版块。镜像人命的分子手性与目下的地球人命彻底相背，这一特点将对现存生物的免疫系统组成极大的挑战。

免疫系统依赖于手性分子之间的精准识别和相互作用，举例自然氨基酸和糖组成的抗原能够被免疫系统高效处理。可是，镜像卵白和核酸由于其分子结构的手性彻底倒置，无法被现存的免疫机制有用解析。

举例，实验标明，镜像卵白能够抵牾旧例酶的降解，无法产生短肽片断供主要组织相容性复合体（MHC）呈递，这胜利导致了抗原识别的费事。此外，相宜性免疫系统中的 T 细胞和 B 细胞需要依赖抗原信号运行，但濒临镜像分子时，它们无法识别这些信号，进而艰辛了抗体生成和细胞免疫响应。

图片由 AI 生成

如若镜像微生物侵入东谈主体或其他生物，由于免疫系统委果彻底无法识别其结构，它们可能绕过免疫防地并飞速在宿主体内扩散。健康个体的免疫系统能够毁灭侵入的自然手性细菌，但镜像微生物却能够走避包括先天性免疫（如补体系统）和相宜性免疫的多种老套机制。举例，镜像细菌不会激活补体系统中的经典门路或旁道旅途，进而幸免融解或被标记吞吃。此外，许多抗菌肽因敌手性高度明锐，无法与镜像微生物发生有用作用，进一步舒缓了先天免疫的保护功能。

在这种情况下，镜像微生物的生活和繁衍可能对宿主形成严重毁伤。极端是在樊篱组织如皮肤、肠谈和呼吸谈受损时，镜像微生物可能简易跨越这些自然樊篱并参预体内深层组织。一朝到达这些部位，镜像微生物将可能期骗宿主体内的养分物资快速增殖。由于莫得有用的免疫响应来限度感染，它们在体内的扩散可能激勉致命性疾病。

《科学》的著述施行还示意，镜像微生物不仅对宿主个体的健康组成胜利要挟，还可能在种群层面激勉更世俗的感染扩散。由于其独有的免疫逃遁才略，一朝传播开来，镜像微生物可能成为生物老套限制中难以限度的要紧风险。这种征象也凸显了镜像人命计算在伦理、安全和照顾方面的进犯性生态系统的入侵和破损。

自然，研讨到咱们体里面分养分物资分子亦然手性的，正如左手无法自得地相宜右手手套，镜像微生物可能无法平淡期骗这些养分物资，从这个角度来看，能够镜像微生物的繁衍速率会打扣头，但前边说的这些风险仍然遮盖疏远。

镜像人命，科学界当今作念到哪了？

镜像人命由左旋核苷酸组成 DNA，由右旋氨基酸组成卵白质，这种人命形貌在地球自然界中尚未发现，但可能通过合成生物学时代在实验室中结束。

率先是镜像生物分子的化学合成，在 2022 年，计算东谈主员得胜化学合成了一种约 100 千谈尔顿（kDa）的镜像 T7 RNA 团员酶。这种酶能够高效、准确地转录全长长达 2900 个碱基的镜像 5S、16S 和 23S 核糖体 RNA，这些 RNA 组成了镜像核糖体的结构，而催化中枢镜像卵白质的合成也取得了冲破。

有了镜像 RNA 和核糖体，就该合成卵白质了。免疫原性是卵白质调节限制的主要挑战之一，尤其是持久使用卵白质调节药物会导致抗药抗体（ADAs）的生成，从而缩短药物疗效并激勉不良响应。处治这一问题的一种有出息的门径是使用由 D- 型氨基酸组成的镜像卵白，这类卵白对免疫细胞中的卵白酶降解具有抗性。最近有计算标明，抗体重链可变区的对映体形貌（d-VHH）的化学合成，这种新式 d-VHH 筛选平台在开辟具有低免疫原性和更高疗效的卵白质调节剂中的潜在应用价值。

既然不错合成镜像的 RNA、卵白质等人命分子，合成镜像细胞还会远吗？现时的合成生物学技俩正在尝试从非人命物资中构建彻底东谈主工的细胞，科学家们正在尝试使用镜像分子（如镜像 DNA、卵白质和脂质）拼装齐全的合成细胞。此外，有计算正试图修订自然细菌，使其能够在体内生成镜像分子，算作徐徐飞舞为镜像人命的过渡阶段。镜像人命的中枢费事在于合成复杂分子系统和处治高本钱问题。

追忆

镜像人命的计算无疑揭开了科学前沿的一角，但它也带来了巨大的伦理、安全与生态挑战。这项计算从分子基础到系统构建的进展，展现了东谈主类对未知人命形貌的探索暄和，同期也辅导科学家们审慎行事。

这种探索既可能为医学、生物时代等限制带来创新性冲破，也可能因时代销耗或已可是激勉不成猜想的风险。正如《科学》著述中所号召的，咱们应在洞开计算的同期，诞生健全的监管框架，确保科学跳跃与社会安全的均衡。

镜像人命，能够是一个潘多拉魔盒，但掌控开盒之匙的要害，仍在于科学家和全社会的共同灵巧与感性念念考。好音信是，镜像人命在短期内并不会成为要挟，因为目下的时代仍然不及以构建齐全的镜像人命，既然科学界也曾早早结实到了可能的风险，在信得过结束镜像人命时代之前（可能需要 10~30 年），咱们来得及作念好充分准备。 

参考文件

[ 1 ] Adamala， Katarzyna P.， et al. "Confronting risks of mirror life."   Science   ( 2024 ) : eads9158.

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[ 3 ] Aoki， Keisuke， et al. "Engineering a low-immunogenic mirror-image VHH against vascular endothelial growth factor."   ACS Chemical Biology   19.5 ( 2024 ) : 1194-1205.

[ 4 ] K. P. Adamala et al.， " Technical report on mirror bacteria: Feasibility and risks "   Stanford Digital Repository， (   2024 ) .

[ 5 ] Harrison， Katriona， et al. "Synthesis and applications of mirror-image proteins."   Nature Reviews Chemistry   7.6 ( 2023 ) : 383-404.

[ 6 ] Gaut， Nathaniel J.， and Katarzyna P. Adamala. "Reconstituting natural cell elements in synthetic cells."   Advanced Biology   5.3 ( 2021 ) : 2000188.

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[ 8 ] Dintzis， Howard M.， et al. "A comparison of the immunogenicity of a pair of enantiomeric proteins."   Proteins: Structure， Function， and Bioinformatics   16.3 ( 1993 ) : 306-308.

[ 9 ]    章伟光 ， 张仕林 ， 郭栋 ， 等 . 关注手性药物 : 从 " 响应停事件 " 提及 [ J ] . 大学化学 ， 2019， 34 ( 9 ) :12.DOI:CNKI:SUN:DXHX.0.2019-09-001.

接洽制作

作家丨 Denovo   科普作家

审核丨胡启文 陆军军医大学基础医学院微生物学教研室副确认

接洽丨丁崝

责编丨丁崝

审校丨徐来、林林

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