Spegelvända bakterier: Forskare larmar om katastrofrisker

Forskare världen över har slagit larm om en potentiellt ödesdigert hot från en teknik som ännu inte existerar: så kallade spegelvända bakterier. I en artikel publicerad i den prestigefyllda vetenskapstidskriften Science i december 2024, varnar 38 experter – inklusive två Nobelpristagare – för att skapandet av dessa syntetiska organismer skulle kunna orsaka ”aldrig tidigare skådad och irreversibel skada” för livet på jorden.

Det anmärkningsvärda är att dessa forskare inte bara pekar på faror – många av dem hade själva ambitionen att skapa spegelliv som ett långsiktigt forskningsmål. Syntesbiolog Kate Adamala vid University of Minnesota var en av dem som påbörjade arbetet med att bygga spegelvända celler, men valde att avbryta sin forskning när de potentiella riskerna blev uppenbara.

Vad är spegelvända bakterier?

Allt känt liv på jorden bygger på molekyler med en specifik ”handedness” eller kiralitet. DNA och RNA består av ”högerhänta” nukleotider, medan proteiner byggs av ”vänsterhänta” aminosyror. Precis som din vänstra och högra hand är spegelbilder som inte kan passa in i samma handske, finns dessa molekyler i två spegelbildsformer – men naturen använder konsekvent bara den ena.

Spegelvända bakterier skulle vara syntetiska organismer där hela denna molekylära struktur är omvänd – med vänsterhänta nukleotider och högerhänta aminosyror. Teoretiskt skulle sådana celler kunna fungera precis som normala bakterier, men med en avgörande skillnad: de skulle vara osynliga för nästan alla naturliga försvarssystem.

Varför utgör de ett dödligt hot?

Experterna har identifierat flera katastrofala riskscenarier:

Immunsystemet skulle slås ut. Våra immunförsvar – hos människor, djur och troligen även växter – är evolutionärt anpassade för att känna igen specifika molekylära former hos inkräktare. Spegelvända bakterier skulle kunna undgå denna igenkänning helt. Pattern recognition receptors (PRR) som utgör vår första försvarslinje binder till kirala molekyler, men skulle ha svårt att upptäcka eller eliminera spegelvända motsvarigheter.

Som immunolog Ruslan Medzhitov vid Yale University förklarar: ”Dessa immuninteraktioner förlitar sig på den normala orienteringen av molekyler, så PRR:er skulle ha svårt att binda effektivt till spegelvända bakteriers molekyler, vilket potentiellt skulle orsaka dramatisk försämring”.

Inga naturliga rovdjur. Bakterier kontrolleras normalt av bakteriofager (virus som infekterar bakterier) och andra mikroorganismer. Men dessa predatorer är också beroende av kiralitet för att känna igen och attackera sitt byte. Spegelvända bakterier skulle vara immuna mot alla naturliga bakteriofager och därmed kunna sprida sig okontrollerat i miljön.

Antibiotika skulle sluta fungera. De flesta antibiotika är kirala molekyler som skulle vara ineffektiva mot spegelvända bakterier. Vi skulle förlora penicillin, cefalosporiner, tetracykliner, vankomycin och många andra läkemedel. Endast ett fåtal akirala eller racemiska antibiotika – som sulfapreparater, kinoloner och trimetoprim – skulle fortfarande fungera.

Ekosystemkollaps. Spegelvända bakterier skulle kunna bete sig som invasiva arter som sprider sig genom ekosystem utan naturliga fiender, orsaka dödliga infektioner i växter och djur, och potentiellt konkurrera ut befintligt liv. Som professor Vaughn Cooper vid University of Pittsburgh konstaterar: ”En spegelcell representerar en fara som överträffar alla hot som tidigare påträffats på denna planet eftersom den fundamentalt aldrig har existerat här”.

Hur nära är vi att skapa detta?

Den goda nyheten är att spegelvända bakterier inte existerar ännu och skulle kräva minst ett decennium – troligen 10-30 år – av intensiv forskning för att utvecklas. Som Adamala uttrycker det: ”Det är inte science fiction längre. Jag kan rita upp en lista över saker som måste hända för att bygga en spegelcell”.

Forskare kan redan syntetisera spegelvända biomolekyler som DNA och proteiner. År 2010 skapade Craig Venter Institute den första cellen med ett helt syntetiskt genom genom att transplantera syntetiskt DNA till en bakteriecell. År 2022 gjorde forskare framsteg med att bygga spegelvända RNA-molekyler med hjälp av ett spegelvänt T7-polymerasenzym.

För att skapa ett fullständigt spegelvänt ribosom – cellens proteinfabrik – återstår betydande tekniska hinder. Enligt John Glass vid J. Craig Venter Institute skulle en tydlig gräns vara att avhålla sig från att skapa ett spegelvänt ribosom, eftersom det skulle vara ett viktigt steg mot spegelvända celler.

Finns det någon nytta med spegelforskning?

Spegelvända molekyler (till skillnad från hela organismer) har faktiskt lovande tillämpningar. Eftersom de motstår nedbrytning av kroppens naturliga enzymer, skulle spegelvända läkemedel kunna vara mer stabila och långverkande. Företag som Noxxon Pharma i Berlin utvecklar spegelvända aptamerer – korta DNA- eller RNA-strängar som kan blockera proteiner i kroppen – för behandling av cancer och andra sjukdomar.vox+4

Alla 38 forskarna bakom Science-artikeln är eniga om att forskning på spegelvända biomolekyler bör fortsätta, eftersom de kan leda till betydande medicinska framsteg utan att skapa nya livsformer.

En ovanlig vetenskaplig varning

Det är anmärkningsvärt att forskare larmar om en teknik mer än tio år innan den ens är möjlig. Som den engelske växtpatologiforskaren Jonathan Jones säger: ”Det är en ande vi inte vill släppa ut ur flaskan”.

Gruppen inkluderar några av världens mest framstående forskare inom området:

Jack Szostak, Nobelpristagare i medicin 2009, tidigare vid Harvard Medical School och nu vid University of Chicago
Gregory Winter, Nobelpristagare i kemi 2018
Craig Venter, pioneer inom skapandet av syntetiskt liv och ledare för det privata projektet att kartlägga det mänskliga genomet

Även Kate Adamala, som hade mottagit finansiering från National Science Foundation för preliminärt arbete med spegelvända celler, valde att inte förnya sitt forskningsanslag och upphöra med sitt arbete.

Kritik och motargument

Inte alla håller med om hotbilden. Andrew Ellington, molekylärbiolog vid University of Texas at Austin som utvecklar syntetiska organismer, menar att spegelvända bakterier skulle ha stora konkurrensnackdelar och inte överleva väl. ”Detta är som att förbjuda transistorn för att man oroar sig för cyberbrottslighet 30 år fram i tiden”, säger han, och varnar för att regeringar kanske inte reagerar som forskarna förväntar sig, vilket kan kväva gynnsam forskning.

Deborah Kay vid University of Utah arbetar med att förbättra kemisk syntes av spegelproteiner och är intresserad av att skapa ett spegelvänt ribosom för farmaceutiska tillämpningar. ”Det finns oro inom denna grupp – och jag är fortfarande obeslutsam i denna fråga – att ha ett sådant verktyg skulle kunna göra utvecklingen av spegelliv oundviklig eller alldeles för enkel för andra”, förklarar han.

Vägen framåt

Forskarna uppmanar till bred diskussion och föreslår att:

Forskning som syftar till att skapa spegelvända bakterier inte bör genomföras
Finansiärer bör klart kommunicera att de inte stödjer sådan forskning
Det globala forskarsamhället, beslutsfattare och intressenter behöver diskutera lämpliga regler
Mer forskning behövs för att förstå riskerna bättre

Flera evenemang planeras under 2025 för att granska resultaten, inklusive ett forum i Manchester på hösten och ett evenemang vid Institut Pasteur i Paris.

Som Adamala sammanfattar sina känslor: ”Jag är fortfarande ledsen över det. Jag tror fortfarande att jag skulle älska att göra det eftersom det är så oerhört fascinerande – det skulle vara den största vetenskapliga upptäckten jag någonsin kan tänka mig. Men jag har också självbevarelsedrift. Jag vill inte göra det eftersom jag förstår att detta potentiellt kan vara katastrofalt”.youtube

Denna sällsynta förebyggande varning från forskare själva – långt innan tekniken existerar – representerar ett viktigt ögonblick i vetenskapshistorien där kunskapen om potentiella risker kan forma forskningen innan det är för sent.

Redaktionen

Administrator

Visit Website View All Posts

Related Stories

Genombrott efter 60 år: Diabetesläkemedel visar oväntad effekt på hjärnan

En ny vetenskaplig studie har avslöjat att den genetiska mekanismen som idag formar våra fingrar och tår

En DNA-studie av 117-åring avslöjade flera genetiska och biologiska faktorer för ett långt liv