鏡を見るとき、映る像は基本的にあなた自身だが、すべての特徴が完全に反転している。これは分子の微小な世界でも見られる現象である。
一部の分子は、重ね合わせることができない「エナンチオマー」として知られる鏡像として存在する。この概念はキラリティ、または「手性」として知られている。これは、同じ分子の鏡像が生物学的に全く異なる効果と機能を持つ可能性があるため重要である。
『Science』誌で、40人の著名な科学者たちは、今後10年以内にこれらのエナンチオマーで構成された完全な鏡像生命体、特に細菌などの微生物生命体を作り出すことが可能になるかもしれないと警告している。彼らは、これが実際の危険をもたらすと主張している。
「鏡像細菌」は人々の免疫システムを回避し、致命的な感染症を引き起こす可能性があると彼らは示唆している。そのような感染症は、植物や動物種の相当な割合を置き換え、環境を完全に破壊する可能性もある。
鏡像分子は、左手と右手が構造的に同一で全く同じ機能を果たすことができるのと同様に、構造的に同一である。これらの分子も全く同じ化学的性質を持っているが、未知の理由により、自然はそのような分子の一方のバージョンのみを使って生命を構築することを好む。
例えば、タンパク質の構成要素であるアミノ酸は左手性であり、糖は右手性である。DNAは右手らせん構造である。
このような選択的キラリティは、生体系での分子の相互作用を決定する。それは、薬物や酵素（反応を加速させる生物学的触媒）が我々の体内でどのように機能するか、また我々が風味や香りをどのように感じるかに影響を与える。例えば、カルボン分子は、その「鏡像」バージョンによってスペアミントまたはキャラウェイシードの香りを持つことがある。
他の鏡像分子はさらに重大な意味を持つ。サリドマイドという薬物は2つの形態で存在する。一方は強力な悪阻の治療薬である一方、その鏡像は壊滅的な先天性障害を引き起こす。
これは次のような疑問を投げかける：鏡の向こう側に存在する生物学的分子を作ることができたらどうなるだろうか？この研究の原動力は部分的に好奇心からきているが、実用的な応用も存在する。
医学的治療は、がんの治療に使用できるペプチド（タンパク質の小さな断片）などの生物学的分子からますます派生している。しかし、その効果にもかかわらず、天然のタンパク質やペプチドは体内で急速に分解されるという重大な制限に直面している。
これは、生物学的分子をリサイクルのために分解するために進化した我々の体内の酵素が、天然のペプチドを標的とすることに非常に効率的だからである。そのため、これらのがん治療は効果を確実にするために頻繁な投与が必要かもしれない。
しかし、鏡像アミノ酸から構築された類似のペプチドは、これらの分解システムに認識されないだろうが、がんを標的とするように設計することは可能である。そして、これらの鏡像生物学的分子の構築は既に実現可能である：我々はDNAの反転、完全に機能する「鏡像酵素」などを作り出している。
鏡像生命体のリスク
鏡像分子の潜在的な利点は魅力的である。明らかな次のステップは、天然版の反転である分子のみで構成された完全な鏡像生物を作り出すことである。
既に「ゼロから」細菌を構築しようとしている研究グループが存在する。つまり、生物学的分子を合成し、それらを機能的な細胞に組み立てようとしているのである。
ゼロから鏡像細菌を作ることは、おそらくまだ10年先の話だが、この研究がどこに向かうかについて既に現実的な懸念が存在する。Scienceに寄稿した40人の科学者たちは、鏡像生命体が研究室から逃げ出した場合（そしてそのような事例は多数ある）、壊滅的な結果をもたらす可能性があると懸念している。
最も差し迫った懸念は、鏡像細菌が人間、動物、植物の免疫システムを回避する可能性があることである。我々の免疫防御は、天然の病原体（病気を引き起こす生物やウイルスなどの他の因子）に見られる保存された分子パターンを認識することに依存しており、それらはすべて左手性アミノ酸から構築されている。鏡像細菌はこれらの認識可能なパターンを欠くため、我々の免疫システムはその存在を認識できなくなる。
鏡像細菌は、予測不可能な方法で生態系も破壊する可能性がある。例えば、ウイルス感染や細菌の抗生物質などの生物学的制御を回避できる可能性が高く、それによって無制限に増殖することができる。
これにより、在来種を置き換え、食物連鎖を破壊し、栄養循環を変化させる侵略的な鏡像細菌の個体群が生まれ、連鎖的な生態学的影響をもたらす可能性がある。
科学者たちの鏡像生命体に関する警告は衝撃的である – それは部分的に、そのような権威ある学術誌に掲載されたことによるが、また300ページに及ぶ厳密な技術的分析に裏付けられているからでもある。
鏡像生物の異常なリスクを強調する彼らの厳しいメッセージは、SFスリラーのプロットのように聞こえるかもしれないが、その懸念は妥当な科学的推論に基づいている。
鏡像細菌は、独特で前例のない課題を提示している。しかし、これは明日に起こる危機ではない。完全な鏡像生命体を作り出すための技術的障壁は依然として大きく、グローバルコミュニティにその対応を検討する十分な時間を提供している。また科学者たちは、純粋な好奇心に駆られた研究を超えて、完全な鏡像生物を開発する説得力のある正当化理由を考えることは困難だと認めている。
今行動を起こすことで – 堅固なガバナンス、慎重な監視、国際協力を通じて – 我々は鏡像バイオ分子の開発を責任を持って導きながら、完全な鏡像生命体の創造を防ぐことができる – そのリスクが明確に理解され、軽減されない限りは。
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