Ученый Кейт Адамала не помнил точно, когда она осознала, что ее лаборатория в Университете Миннесоты исследует возможность создания зеркальной клетки — сущности настолько опасной, что по определенным критериям может поставить под удар существование всех форм жизни на Земле. Она была участницей четверки проектов, удостоенных в 2019 году грантом научного фонда США в размере 4 миллионов долларов на исследование перспектив зеркальной клетки, в которой структурные элементы всех наблюдаемых биомолекул обращены зеркально по отношению к их природной конфигурации. По замыслу авторов, такая работа может пролить свет на существование и привести к созданию молекул с терапевтической ценностью, способных решить ключевые медицинские проблемы, включая инфекционные болезни и супербактерии. Однако сомнения не исчезали.

«Это не был момент с одним мигом вдохновения. Это больше походило на медленное закипание на протяжении нескольких месяцев», — сказала Адамала, синтетический биолог. Люди начали спрашивать: «И сможем ли мы на эти вопросы дать ответы, а потом понять, что ответов нет».

Вопросы касались того, что произойдет, если ученым удастся создать «зеркальный организм», подобный бактерии, чья структура состоит из зеркально отражённых молекул. Может ли он непреднамеренно и бесконтрольно распространяться по миру или в окружающей среде, вызывая угрозы для здоровья человека и наносив ущерб планете? Или же он просто перестанет существовать без вреда?

В природе многие ключевые биомолекулы обладают хиральностью — правой или левой, и происхождение этой особенности остается загадкой. Это свойство, впервые систематически отмеченное Луи Пастером в 1848 году, объясняет, почему, например, ДНК и РНК используют правосодержащие нуклеотиды, а белки — левообращённые аминокислоты. Как перчатка, подходящая к руке, так и взаимодействие молекул зависят от согласованности хиральности; именно она обеспечивает нормальное функционирование биологических систем.

В зеркальной ячейке все её молекулы были заменены зеркальными версиями. Такая ситуация остаётся гипотетической; даже создание синтетической клетки с естественной хиральностью, подражающей природным аналогу, пока невозможно, но это активная и захватывающая область исследований, в которой работают Адамала и другие исследовательские группы. Ученые могут изготавливать множество компонентов из неживых предшественников, и вскоре они могут создать нормальные синтетические клетки, которые теоретически смогут приводить к одноклеточным формам жизни, таким образом, к бактериям.

Сценарии судного дня

Двенадцать экспертов собрались на двухдневной конференции в Манчестере, Великобритания, осенью, чтобы обсудить, где провести красную черту, ограничивающую исследования технологий, позволивших бы создать зеркальные организмы.

«Существует опасность того, что, достигнув, по общему согласию, значимого прогресса, мы могли бы наделать нечто, что будет расти неограниченно, распространяться по планете и вытеснять или уничтожать все формы жизни, включая нас самих, животных, растения и даже некоторые микробы», — сообщил Дэвид Релман, профессор микробиологии и иммунологии Стэнфордского университета, присутствовавший на встрече в Манчестере. Релман, как и Адамала, был одним из первых членов рабочей группы и помнил, что первые дискуссии велись в секрете. «Мы не хотели вызывать панику и не хотели казаться безумными», — вспоминал он. «Я думал, что мы скоро поймём, что в этой логике есть фатальный изъян, но тревога стала настолько сильной, что я просыпался по ночам».

Их тревога основана на том, что естественная хиральность жизни делает взаимодействия между зеркальными бактериями непредсказуемыми. Хотя первая зеркальная бактерия, вероятно, была крайне хрупкой и ограниченной в росте, она могла существовать при наличии питательных веществ. Со временем она могла бы стать инвазивным видом, нарушающим экосистему без естественных хищников, способных её контролировать. Релман отметил, что зеркальные бактерии могли обходить дальние участки иммунной системы растений, животных и человека, что затруднит их сохранение или уничтожение. Попав в организмы людей, зеркальные бактерии могли размножаться до крайне высоких уровней, инициируя септические шоки. Контрмеры, включая антибиотики, часто являются хиральными и скорее всего окажутся неэффективными против зеркальных угроз; однако возможны зеркальные версии антибиотиков. Меры биобезопасности, применяемые при работе с опасными патогенами, теоретически могли ускорить выход зеркальных бактериальных клеток за пределы лаборатории, но такие риски могут усугубляться человеческими ошибками или злоупотреблениями.

Хотя сценарий апокалипсиса не гарантирован и риск остаётся неопределённым, никто не может полностью исключить угрозу отражённой жизни, учитывая, что она пока не существует.

«Сначала мы сомневались, серьёзны ли эти опасения, и пытались найти слабые места в наших предположениях», — сказала Адамала. «Чем больше мы изучали, тем больше убеждались, что безопасного пути к созданию зеркальной камеры не существует».

Релман охарактеризовал зеркальную жизнь как первый потенциальный экзистенциальный риск в его долгой карьере расследований угроз, начиная с писем сибирской язвой 2001 года и Гаванского синдрома. Он отметил, что оптимизм подсказывает, что, в отличие от других рискованных областей, зеркальная жизнь пока ещё не реализовалась — и потому вероятность её реализации может быть снижена, если действовать решительно. «Есть реальный шанс, что этого не произойдёт, если мы сами не захотим этого».

Красные линии

Однако другие участники обсуждений в Манчестере подчёркивали необходимость осторожности и избегания поспешных решений, которые могли бы препятствовать научному прогрессу. Они настаивают на различении исследований по созданию отдельных зеркальных молекул от работ по созданию зеркальных клеток или организмов, хотя оба направления нередко называют зеркальной жизнью. Майкл Кей, профессор биохимии Университета штата Юта, который разрабатывает лекарства на основе зеркальных молекул для борьбы с инфекционными заболеваниями, в том числе ВИЧ, заявил, что «не очень поддерживает» красные линии по полной блокировке локальных исследований. «Мне кажется, они слишком резкие», — сказал Кей, хотя признавал необходимость сохранять здравый смысл. Поскольку человеческое тело не распознаёт зеркальные молекулы так же легко, они менее подвержены разрушению и более стабильны, что отражает принципы эволюционных биомедицинских подходов. А зеркальные вещества не способны к самозарождению, поэтому не представляют такой же угрозы, как зеркальные клетки. Однако тревога вызывает то, что из-за неполных формулировок слово «зеркало» может ассоциироваться с рисками и ограничивать инновации.

«Молекулы зеркал — это инертные химические вещества, обладающие преимуществами», — пояснил он. «Это ранняя стадия исследований, но она уже существует, и многие проекты проходят клинические испытания. В ближайшее десятилетие они могут сформировать целый класс лекарств».

Майкл Кей, биохимик из Юты, специализирующийся на зеркальных подходах к лечению, запечатлён во время работы в лаборатории, 15 октября.

Он также отметил, что риски зеркальных клеток или организмов возрастают пропорционально их потенциальному применению. Смогут ли они появиться вслед за революцией — вопрос открытый. «Этот организм может просто погибнуть от голода, или же он потреблять все ресурсы Земли и конкурировать со всеми формами жизни», — заметил Кей. «Это огромный диапазон возможностей».

Тем не менее, он добавил, что постоянные попытки оценить риски необходимы: «Любые шаги, которые дают нам время для размышления и понимания рисков, полезны, потому что технологии развиваются, и мы должны быть осмотрительными. Это не произойдет в ближайшее время по неким случайностям».

Синтетическая незеркальная жизнь

Многие биологи-синтетики, включая Адамалу, стремятся создать синтетическую клетку — с естественной хиральностью — с нуля из неживых материалов. Цель состоит в том, чтобы построить существо, имитирующее биологические процессы, что позволило бы проследить каскады биоразрушения, ответственные за зарождение жизни сотни миллионов лет назад, и применить знания для медицины, промышленности, охраны окружающей среды и фундаментальных исследований. «Синтетическая клетка стала кольцевой инфраструктурой для жизни: она позволяет демонстрировать биологию на беспрецедентном уровне, достигая состояний, недоступных посредством традиционных клеточных моделей», — пояснила Адамала. «Мы строим модели клеточных процессов, чтобы понять, как здоровые клетки работают эффективнее и как начинаются болезни», — добавила она. По словам Джона Гласса, профессора и руководителя лаборатории синтетической биологии Института Дж. Крейга Вентера в Ла-Хойе, вполне возможно, что учёные скоро, возможно, в течение года, достигнут рубежа — создания синтетической незеркальной клетки. И, следуя той же логике, если можно начинать с безживых молекул и получать клетки с естественной хиральностью, то теоретически зеркальные клетки можно получить теми же методами. «Первые разговоры с Релманом в 2024 году о рисках зеркальной жизни по-настоящему потрясли меня», — вспоминал Гласс. «Это заставило меня задуматься: может ли то, чем я занимаюсь уже многие годы, однажды привести к зеркальному бактериальному Армагеддону, которого мы так боимся».

Научная сдержанность

Адамала вместе с коллегами решила не продлевать грант и прекратить работы лаборатории над зеркальными клетками. Вместо этого она сосредоточилась на обсуждениях регуляторных рамок для исследований зеркальной жизни.

По её словам, она знает: ни один исследователь не ведёт текущую работу по созданию зеркальной клетки. В феврале 2025 года почти сто наблюдателей, спонсоров и политиков подписали обращение к общему знаменателю: «зеркальная жизнь не должна создаваться, если будущие исследования не убедят, что риск отсутствует»; подписание и самоограничение могут стать эффективными средствами. Адамала, Гласс и Релман надеются, что их усилия послужат толчком к формализации защитных мер — как на земле, так и на поверхности.

Встреча в Манчестере не принесла окончательных решений, и обсуждения продолжаются на сентябрьском семинаре, организованном Постоянным комитетом Национальной академии наук, инженерии и медицины по достижениям трансдисциплинарной биотехнологии и их последствиям для национальной безопасности. «Практически все сходятся во мнении: мы не должны создавать живую зеркальную клетку. Это базовый уровень, но за ним множество идей; нам следует замедлить исследования», — сказала Адамала. «Сейчас научное сообщество не может прийти к единому мнению относительно красных линий».

Релман отметил, что цель состоит не только в защите планеты от апокалиптических сценариев, но и в восстановлении доверия общества к науке, которое в последние годы пострадало от недопонимания и сомнений.

«Разве не было бы замечательно, если бы мы могли стать доктором Иэном Малкольмом из «Парка Юрского периода», предостерегающим об опасностях, но не мешающим прогрессу?» — добавил он, говоря о персонаже, который предупреждает коллег об угрозах, возникающих из-под руки науки. «Мы учёные… думаем о том, должны ли мы это делать, а не только о том, можем ли».