باکتری‌های آینه‌ای: انقلاب زیست‌شناسی یا هیولایی ترسناک؟

گروهی متشکل از ۳۸ دانشمند از ۹ کشور نسبت به خطر تولید «باکتری‌های آینه‌ای» هشدار داده و گفته‌اند چنین باکتری‌‌هایی می‌توانند به حیات روی کره زمین پایان دهند. محققان در مقاله خود آورده‌اند: «تحت تأثیر کنجکاوی و کاربردهای احتمالی، برخی از محققان شروع به کار روی ایجاد موجوداتی کرده‌اند که کاملاً از مولکول‌های زیستی آینه‌ای ساخته شده‌اند. چنین موجوداتی یک انحراف اساسی از حیات خواهند بود و تولید آن‌ها نیاز به بررسی‌های دقیق‌تر دارد». دانشمندان هشدار داده‌اند که خطرات مرگبار احتمالی این حوزه تحقیقاتی «بی‌سابقه» و «نادیده گرفته‌شده» است. اما باکتری‌های آینه‌ای چه هستند و چرا باعث نگرانی دانشمندان شدند؟
 ساختار باکتری‌های آینه‌ای چگونه است؟
همه‌ موجودات زنده بر روی زمین، از پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک با جهت‌گیری شیمیایی خاصی تشکیل شده‌اند. در این ساختارها، اسیدهای آمینه اغلب "چپ‌گرد" (L) و قندها "راست‌گرد" (D) هستند. باکتری‌های آینه‌ای، اما، ساختار مولکولی کاملاً برعکسی دارند: اسیدهای آمینه آن‌ها راست‌گرد و قندهایشان چپ‌گرد هستند. این پدیده که به عنوان (کی‌رالیتی مولکولی)، حقیقت کلیدی مولکولی، شناخته می‌شود، یکی از ویژگی‌های اساسی حیات بر روی زمین است. دانشمندان مدت‌ها تصور می‌کردند که تنها یک نوع حقیقت کلیدی در حیات زمینی وجود دارد، اما کشف باکتری‌های آینه‌ای این فرضیه را به چالش کشیده است.
 چگونه باکتری‌های آینه‌ای کشف شدند؟
مطالعات درباره باکتری‌های آینه‌ای به تازگی و با استفاده از فناوری‌های پیشرفته زیست‌شناسی مولکولی آغاز شده است. دانشمندان توانستند با مهندسی زیستی و شبیه‌سازی محیط‌های خاص، شرایطی را ایجاد کنند که این باکتری‌ها تکثیر و شناسایی شوند. یکی از چالش‌های بزرگ در این تحقیقات، ایجاد محیط‌هایی بود که بتوانند از دستکاری حقیقت کلیدی حمایت کنند. این محیط‌ها شامل استفاده از آنزیم‌ها و مولکول‌های مصنوعی با جهت‌گیری آینه‌ای هستند.
  کاربردهای باکتری‌های آینه‌ای 
کشف و مطالعه باکتری‌های آینه‌ای می‌تواند پیامدهای عمیقی در علوم مختلف داشته باشد.
تحول در زیست‌شناسی| مطالعه باکتری‌های آینه‌ای می‌تواند به ما کمک کند تا بهتر بفهمیم چرا حیات بر روی زمین حقیقت کلیدی خاصی دارد. همچنین ممکن است به جست وجوی حیات در سیارات دیگر کمک کند، زیرا این نوع حیات ممکن است در شرایط متفاوتی شکل بگیرد.
پزشکی و داروسازی| در پزشکی، یکی از مشکلات بزرگ، مقاومت باکتری‌ها به آنتی‌بیوتیک‌ها است. باکتری‌های آینه‌ای ممکن است بتوانند راه‌حل‌هایی جدید برای مقابله با این مشکل ارائه دهند.
زیست‌فناوری و مهندسی زیستی| این باکتری‌ها می‌توانند در مهندسی زیستی برای تولید مواد جدید، داروها، یا حتی ساختارهای پیچیده مانند نانومواد مورد استفاده قرار گیرند.
  غولی که نباید از بطری بیرون بیاید
جاناتان جونز، یکی از نویسندگان گزارش و دانشمند در آزمایشگاه «سینزبری» در بریتانیا، گفت: «این غولی است که نباید از بطری بیرون بیاید. احتمال وقوع خطر کم است، اما عواقب آن می‌تواند واقعاً فاجعه‌بار باشد.»
این موجودات منحصر به فرد، که دارای ساختار مولکولی مخالف با تمام اشکال شناخته‌شده حیات روی زمین هستند، می‌توانند تأثیر عمیقی بر دانش ما از حیات و فناوری داشته باشند. با این حال، این کشف همراه با خطرات و چالش‌هایی است که باید به دقت بررسی شوند. گزارشی بر اساس یک مطالعه فنی ۳۰۰ صفحه‌ای نوشته شده است که امکان‌پذیری و خطرات باکتری‌های آینه‌ای را بررسی می‌کند. دانشمندان می‌گویند تا زمانی که شواهد قانع‌کننده‌ای مبنی بر بی‌خطر بودن این موجودات ارائه نشده است، تحقیقاتی که هدف آن ایجاد باکتری‌های آینه‌ای هستند نباید مجاز اعلام شوند و تأمین‌کنندگان مالی نیز باید حمایت از این تحقیقات را متوقف کنند.
باکتری‌های آینه‌ای چرا متفاوت‌اند؟
باکتری‌های آینه‌ای از نظر ساختار مولکولی، جهت‌گیری متفاوتی نسبت به موجودات زنده دارند. این تفاوت می‌تواند باعث شود که آن‌ها با محیط زیستی فعلی زمین ناسازگار باشند و این ناسازگاری به معنای ناایمن بودن آن‌ها است. چنین موجوداتی با موجودات طبیعی کاملاً متفاوت خواهند بود و سیستم‌های زیستی معمول (مثل سیستم ایمنی) نخواهند توانست آن‌ها را شناسایی   یا با آن‌ها مقابله کنند چرا که این وارونگی باعث تغییر در ساختار مولکولی آن‌ها شده است. مثلا سیستم ایمنی برای شناسایی باکتری‌های مهاجم به شکل مولکولی خاصی وابسته است. اگر این اشکال به حالت آینه‌ای تبدیل شوند، سیستم ایمنی نمی‌تواند آن‌ها را شناسایی کند و سیستم‌های دفاعی ایمنی ممکن است شکست بخورند.
این موجودات به دلیل ساختار آینه‌ای‌شان، می‌توانند در شرایط خاصی رفتارهای ناشناخته یا خطرناک از خود نشان دهند. در ادامه مطلب خطرات احتمالی این موجودات را بررسی می‌کنیم:
خطرات احتمالی باکتری‌های آینه‌ای
۱ تأثیر بر محیط زیست| اگر باکتری‌های آینه‌ای به‌طور ناخواسته وارد محیط زیست شوند، ممکن است تعادل اکولوژیکی را مختل کنند. با وجود ساختار مولکولی متفاوت، این احتمال وجود دارد که برخی از موجودات زنده، آن‌ها را به عنوان منبع غذایی بشناسند و این می‌تواند باعث مسمومیت یا تغییر در زنجیره غذایی شود. همچنین، ممکن است این باکتری‌ها به محیط‌هایی که هیچ ارگانیسم دیگری قادر به زندگی در آن‌ها نیست، نفوذ کنند و باعث تغییرات غیرقابل پیش‌بینی در زیست‌بوم‌های خاص شوند. دانشمندان، شامل متخصصان ایمنی‌شناسی، آسیب‌شناسی گیاهی، بوم‌شناسی، زیست‌شناسی تکاملی، امنیت زیستی و علوم سیاره‌ای ابتدا نسبت به تهدیدات این باکتری‌ها تردید داشتند، اما اکنون «عمیقاً نگران» هستند.
۲ تهدیدهای زیستی و پزشکی| باکتری‌های آینه‌ای ممکن است به دلیل ساختار شیمیایی متفاوت خود، نسبت به سیستم ایمنی موجودات زنده مقاوم باشند. این مقاومت می‌تواند منجر به مشکلات جدی در مهار آن‌ها شود. به عنوان مثال ممکن است عفونت‌هایی ایجاد کنند که با داروهای فعلی درمان‌پذیر نباشند. در صورت مهندسی شدن برای اهداف خاص (مثلاً در تحقیقات نظامی)، می‌توانند به عنوان سلاح‌های زیستی مورد سوءاستفاده قرار گیرند.
۳ مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها| یکی از ویژگی‌های بالقوه باکتری‌های آینه‌ای، مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌های معمول است. زیرا این داروها برای هدف قرار دادن باکتری‌هایی با ساختار مولکولی رایج طراحی شده‌اند و ممکن است تأثیری بر روی نسخه آینه‌ای نداشته باشند.
۴ خطر تکامل غیرقابل پیش‌بینی| باکتری‌های آینه‌ای در محیط‌های خاص ممکن است جهش‌هایی را تجربه کنند که آن‌ها را به سوی سازگاری با زیست‌کره فعلی سوق دهد. این تغییرات می‌توانند پیامدهای ناشناخته‌ای برای سایر موجودات زنده به همراه داشته باشند.
 چالش‌های مهار و کنترل
تولید، مطالعه و استفاده از باکتری‌های آینه‌ای نیازمند قوانین سخت‌گیرانه‌ای است. برخی از چالش‌های کلیدی شامل موارد زیر است:
ایزوله‌سازی کامل| محیط‌های آزمایشگاهی باید به گونه‌ای طراحی شوند که حتی یک سلول از این باکتری‌ها وارد طبیعت نشود.
نظارت بر تحقیق و توسعه| تحقیقات مرتبط با این موجودات باید تحت نظارت شدید نهادهای بین‌المللی انجام شود تا از سوءاستفاده جلوگیری شود.
آموزش و آگاهی‌رسانی| دانشمندان و مهندسان زیستی باید از خطرات بالقوه آگاه باشند و استانداردهای ایمنی را رعایت کنند.
  باید نگران باشیم؟
در حالی که باکتری‌های آینه‌ای ظرفیت‌های بزرگی در حوزه‌هایی مانند داروسازی و زیست‌فناوری دارند، این خطر وجود دارد که پیشرفت سریع در این حوزه بدون در نظر گرفتن ملاحظات ایمنی، مشکلات جبران‌ناپذیری ایجاد کند. به عنوان مثال، تاریخ نشان داده است که دستکاری‌های علمی می‌توانند پیامدهای ناخواسته‌ای داشته باشند، همان‌طور که در مورد مواد شیمیایی و آفت‌کش‌های مصنوعی مشاهده شده است. در مورد باکتری‌های آینه‌ای، ریسک‌هایی مانند انتشار غیرمجاز یا استفاده نظامی از آن‌ها به شدت جدی است. مسائل عنوان شده می‌تواند پیامدهای اخلاقی مهمی هم به همراه داشته باشد: آیا می‌توانیم عواقب طولانی‌مدت ورود باکتری‌های آینه‌ای به طبیعت را پیش‌بینی کنیم؟ آیا چنین تحقیقاتی باید اولویت داشته باشد، حتی اگر خطرات زیست‌محیطی یا انسانی آن بالا باشد؟ و یا چه کسی مسئول نظارت بر این تحقیقات و پیامدهای آن‌ها خواهد بود؟