Một nhóm gồm 38 nhà khoa học làm việc tại chín quốc gia đã gióng lên hồi chuông cảnh báo về khả năng tạo ra vi khuẩn gương – sinh vật tổng hợp có cấu trúc phân tử đảo ngược trong tự nhiên và có thể khiến con người, động vật và thực vật có nguy cơ tiếp xúc với các mầm bệnh nguy hiểm.
Trong khi khoa học và công nghệ cần thiết để tạo ra vi khuẩn gương trong phòng thí nghiệm vẫn còn cách xa hơn một thập kỷ, các nhà khoa học lập luận rằng những rủi ro có thể gây tử vong do lĩnh vực nghiên cứu mới này gây ra là “chưa từng có” và “bị bỏ qua”.
“Được thúc đẩy bởi sự tò mò và các ứng dụng hợp lý, một số nhà nghiên cứu đã bắt đầu nghiên cứu để tạo ra các dạng sống hoàn toàn được tạo thành từ các phân tử sinh học phản chiếu”, các nhà nghiên cứu đã viết trong báo cáo được công bố trên tạp chí Science ngày 12 tháng 12 .
“Những sinh vật phản chiếu như vậy sẽ tạo nên sự thay đổi hoàn toàn so với sự sống đã biết và việc tạo ra chúng cần được cân nhắc cẩn thận.”
Một đặc điểm cơ bản của mọi sự sống đã biết là tính bất đối xứng đồng nhất, hay tính thuận tay. Ví dụ, DNA và RNA được tạo thành từ các nucleotide “thuận tay phải”, và protein được tạo thành từ các axit amin “thuận tay trái”. Cũng giống như găng tay thuận tay phải không thể vừa với tay trái, tương tác giữa các phân tử thường phụ thuộc vào tính bất đối xứng.
Trong khi các tác giả, bao gồm các chuyên gia về miễn dịch học, bệnh lý thực vật, sinh thái học, sinh học tiến hóa, an ninh sinh học và khoa học hành tinh, ban đầu tỏ ra nghi ngờ rằng vi khuẩn gương có thể gây ra rủi ro lớn, các chuyên gia cho biết họ hiện đã trở nên “rất lo ngại”.
“Đó là một vị thần mà bạn không muốn thả ra khỏi chiếc bình”, đồng tác giả báo cáo Jonathan Jones, trưởng nhóm tại Phòng thí nghiệm Sainsbury ở Norwich, Vương quốc Anh, cho biết.
Ông nói thêm: “Nguy cơ xảy ra điều gì đó xấu là thấp, nhưng hậu quả của điều đó thực sự khủng khiếp”.
Các nhà khoa học khuyến nghị, trừ khi có bằng chứng thuyết phục cho thấy cuộc sống trong gương không gây ra mối nguy hiểm đặc biệt thì không nên cho phép nghiên cứu với mục tiêu tạo ra vi khuẩn gương và các nhà tài trợ nên nêu rõ rằng họ sẽ không hỗ trợ công việc như vậy.
Nguy cơ của vi khuẩn gương
Các tác giả đã dựa bài báo khoa học trên một báo cáo kỹ thuật dài 300 trang , trong đó nêu chi tiết về tính khả thi và rủi ro của vi khuẩn gương.
Báo cáo cho biết việc tạo ra sự sống phản chiếu là khát vọng lâu dài của nhiều phòng thí nghiệm và các nhà tài trợ chính cho nghiên cứu như một phần trong nỗ lực hiểu rõ hơn về sự sống và có khả năng hỗ trợ phát triển thuốc và các phương pháp điều trị khác.\
Nhiều nhà sinh học tổng hợp tìm cách hiểu cách tế bào có thể được tạo ra từ các phân tử cấu thành của chúng với mục đích làm sáng tỏ cách sự sống đầu tiên xuất hiện và hiểu những loại sự sống khác có thể xảy ra. Báo cáo cho biết nếu một tế bào có tính quang học tự nhiên có thể được tạo ra từ các phân tử vô tri, thì về mặt lý thuyết, một tế bào hình ảnh phản chiếu có thể được tạo ra từ các phân tử hình ảnh phản chiếu bằng các phương pháp tương tự.
Báo cáo nhấn mạnh rằng không có mối đe dọa sắp xảy ra và hiện tại có những rào cản kỹ thuật đáng kể trong việc tạo ra vi khuẩn gương. Việc thực hiện trong vòng một thập kỷ sẽ đòi hỏi những nỗ lực đáng kể, phối hợp có quy mô và ngân sách tương tự như Dự án bộ gen người , dự án đã lập bản đồ 92% bộ gen người trong khoảng thời gian 12 năm rưỡi.
Sinh vật dễ bị nhiễm trùng
Hệ thống miễn dịch dựa vào việc nhận dạng các hình dạng phân tử cụ thể có trong vi khuẩn xâm nhập. Nếu các hình dạng này được phản chiếu — như trong vi khuẩn phản chiếu — khả năng nhận dạng sẽ bị suy yếu và hệ thống phòng thủ miễn dịch có thể thất bại, khiến các sinh vật dễ bị nhiễm trùng.
Các nhà khoa học lập luận trong báo cáo Khoa học rằng: “Chúng ta không thể loại trừ kịch bản vi khuẩn gương hoạt động như một loài xâm lấn trên nhiều hệ sinh thái, gây ra các bệnh nhiễm trùng gây chết người lan rộng ở một bộ phận đáng kể các loài thực vật và động vật, bao gồm cả con người”.
“Ngay cả một loại vi khuẩn gương có phạm vi vật chủ hẹp hơn và khả năng xâm nhập chỉ vào một nhóm hệ sinh thái hạn chế vẫn có thể gây ra tác hại chưa từng có và không thể phục hồi.”
Việc lây truyền qua động vật và con người có thể cho phép vi khuẩn này lây lan sang các hệ sinh thái khác nhau. Jones, một chuyên gia về hệ thống miễn dịch thực vật, cho biết vi khuẩn phản chiếu sẽ cực kỳ khó phát hiện ở thực vật.
“Ngay cả khi ban đầu nó không phát triển tốt, đột biến sẽ xuất hiện và sẽ có sự chọn lọc cho thứ gì đó phát triển tốt hơn. Đó là cách tiến hóa hoạt động”, Jones giải thích.
Tom Ellis, giáo sư về kỹ thuật tổng hợp bộ gen tại Trung tâm Sinh học Tổng hợp và khoa Kỹ thuật sinh học của Đại học Hoàng gia, cho biết sự sống phản chiếu vẫn chỉ là khoa học viễn tưởng hơn là khoa học thực tế.
Ellis, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Nhìn chung tôi đồng ý với những lo ngại này, mặc dù chúng mang tính suy đoán cao vì nghiên cứu hiện đang ở giai đoạn rất sớm và còn lâu mới có thể gây ra bất kỳ mối đe dọa nào”.
Ellis cho biết các nhà khoa học đã cố gắng tạo ra sự sống tổng hợp bằng cách sử dụng các phân tử không phản chiếu trong hơn một thập kỷ, nhưng họ vẫn còn “chặng đường dài” để có được các tế bào tự duy trì có thể phân chia, sao chép và tiến hóa.
“Công việc ‘tế bào tổng hợp’ này đã đủ thách thức rồi khi (các nhà khoa học) sử dụng các phân tử, enzyme và hóa chất thông thường. Khi họ phải làm tất cả những điều đó nhưng chỉ với các phân tử phản chiếu, tất cả đều cần phải được tạo ra và phát minh, thì nó sẽ trở nên khó khăn hơn gấp 1000 lần”, ông nói qua email.
“Mức độ khó khăn cũng giống như con người chuẩn bị hạ cánh trên sao Hỏa, và mọi người bắt đầu nói về việc bay đến các ngôi sao và thiên hà khác”, ông nói. “Có một bước nhảy vọt về sự khác biệt của thành tựu cần đạt được, và mục tiêu ban đầu cơ bản thậm chí còn chưa hoàn thành”.