Quá nguy hiểm. Giới khoa học gióng hồi chuông cảnh báo vì dạng sống mới
© Sputnik / The University of Queensland
Đăng ký
Trên Trái Đất có thể xuất hiện những dạng thức sự sống mới mà khi đối mặt thì cả cơ thể con người lẫn các hệ thống tự nhiên đều không có khả năng tự vệ. Trong khi đó, con người đang tự mình tạo ra mối đe dọa sinh học tiềm ẩn ngay vào lúc này.
Một số nhà khoa học đưa ra cảnh báo về nguy cơ nào và tại sao không phải toàn thể đồng nghiệp đều đồng ý với họ — mời xem bài phân tích của Sputnik.
Một kiểu "ren" khác
Vào đầu tháng 10, ấn phẩm Anh The Economist công bố bài viết với tiêu đề "Sự sống bất đối xứng gương rất nguy hiểm. Các cơ quan quản lý phải áp dụng biện pháp trước khi nó trở thành hiện thực". Trước đó, 38 nhà khoa học trên tạp chí Science đã kêu gọi cộng đồng khoa học thế giới đánh giá trước các rủi ro của việc tạo ra các dạng thức mới của sự sống, những dạng sống có thể không tương thích với các sinh vật quen thuộc trên Trái Đất của chúng ta.
Nhiều phân tử hữu cơ phức tạp tồn tại dưới hai dạng, là hình ảnh phản chiếu qua gương của nhau — nhưng đồng thời không tương thích với nhau. Điều này được gọi là "tính bất đối xứng gương" (chirality). Một ví dụ so sánh đơn giản: bàn tay phải và bàn tay trái. Hoặc các bu-lông có ren phải và ren trái — trông gần như giống nhau, với cùng các đặc tính vật lý, nhưng chiếc này không thể thay thế chiếc kia trong một cơ chế được thiết kế cho kiểu ren ngược lại.
Sự sống trên Trái Đất được cấu tạo theo những quy tắc nhất định: trong các protein, các axit amin "trái" được sử dụng là chủ yếu, còn trong ADN và ARN là các đường "phải". Khoa học hiện vẫn chưa có lời giải đáp rốt ráo - tại sao tiến hóa lại lựa chọn chính hướng đi như vậy. Dù sao chăng nữa, tính quy luật này là đặc trưng cho tuyệt đại đa số các sinh vật mà chúng ta đã biết.
Giờ đây, một số nhóm nghiên cứu đang làm việc để tạo ra cái gọi là sự sống bất đối xứng gương — các sinh vật mà phân tử của chúng có tính bất đối xứng gương ngược lại so với những sinh vật đang tồn tại.
Những bước riêng lẻ theo hướng đi này đã được thực hiện.
Chưa phải là sự sống
Tại Trung Quốc đã thu được các ADN-polymerase và ARN-polymerase gương — các enzyme có khả năng lắp ráp các chuỗi ADN và ARN gương. Nói cách khác, các nhà khoa học đã học được cách tái tạo một số quy trình phân tử quan trọng ở dạng gương.
Nhưng đây vẫn chưa phải là sự sống bất đối xứng gương. Một tế bào hoàn chỉnh, có khả năng tự hoạt động và sinh sản, hiện vẫn chưa được tạo ra. Để làm được điều này, cần phải giải quyết rất nhiều nhiệm vụ phức tạp khác nữa.
Phân tử mRNA trong tế bào người
© Sputnik / Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine
Hiện nay, những nghiên cứu như vậy trước hết là thú vị từ góc độ khoa học cơ bản. Việc tạo ra một sinh vật bất đối xứng gương sẽ giúp chúng ta hiểu được - liệu sự bất đối xứng phân tử của sự sống trên Trái Đất là ngẫu nhiên hay điều này phản ánh những quy luật vật lý và hóa học sâu sắc tinh vi hơn.
Đồng thời cũng có ý nghĩa thực tiễn tiềm năng. Về mặt lý thuyết, các tế bào bất đối xứng gương có thể được sử dụng như “nhà máy sinh học” để sản xuất các protein gương mà ngày nay đang được tổng hợp nhân tạo — việc này đắt đỏ và phức tạp về mặt kỹ thuật. Những tế bào như vậy sẽ có khả năng sống lâu bên trong cơ thể bệnh nhân và tạo ra các chất chữa bệnh ngay tại chỗ — ví dụ, trong mô bị tổn thương hoặc khối u.
Cũng không được quên rằng ở đây tiềm ẩn mối nguy hiểm cho cả con người lẫn tự nhiên.
"Không có sự bảo vệ"
Hệ thống miễn dịch của con người được thiết lập đối với các phân tử có tính bất đối xứng gương thông thường. Các nhà khoa học lo ngại lưu ý rằng, nếu một vi khuẩn được cấu tạo từ các protein gương, nhiều cơ chế bảo vệ hoặc là sẽ không nhận biết được nó, hoặc là không thể tiêu diệt nó một cách hiệu quả.
Cùng một vấn đề đó còn liên quan đến thuốc men. Sinh vật vi mô bất đối xứng gương sẽ không nhạy cảm với một phần đáng kể các loại thuốc hiện có, đơn giản bởi các cơ chế của chúng không trùng khớp với nhau.
Đối với môi trường sinh thái xung quanh, hậu quả còn nghiêm trọng hơn. Số lượng vi khuẩn thông thường được kiềm chế bởi các virus, vi sinh vật ăn thịt và các đối thủ cạnh tranh. Sự sống bất đối xứng gương hầu như không có những kẻ thù như vậy — các "công cụ" hóa sinh không phù hợp với chúng.
Kết quả là các sinh vật vi mô bất đối xứng gương có được lợi thế to lớn. Giới khoa học coi mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với sinh quyển không phải là một kịch bản cụ thể nào đó về việc lây nhiễm cho con người, mà là sự phát tán tràn lan không thể kiểm soát.
Những nhân vật ký tên dưới bài viết trên tạp chí Science cho rằng cần phải thiết lập các quy tắc sẵn sàng. Lập luận của họ rất đơn giản: sau khi công nghệ cho phép tạo ra sự sống bất đối xứng gương tự tái bản, việc phát triển các cơ chế bảo vệ lúc đó sẽ là quá muộn.
Lệnh cấm sẽ gây hại?
Giới nghiên cứu phương Tây đang nói về triển vọng trong những thập kỷ tới. Tuy nhiên các chuyên gia Nga có những dự báo thận trọng hơn.
"Một tế bào bất đối xứng gương hoàn chỉnh là một nhiệm vụ khổng lồ về độ phức tạp, và tôi không thấy khả năng tạo ra các tế bào như vậy sớm đến thế. Mặt khác, các bộ sao chép L-ARN gương đơn giản là hoàn toàn có thể (tương tự như các hệ thống ARN tự sao chép đã được công bố gần đây). Tuy nhiên, chúng cần những cơ chất đặc hiệu mà trong các tế bào sống không có, nghĩa là chúng không đủ khả năng tự nhân bản trong tự nhiên", — ông Sergei Shmakov, Trưởng phòng thí nghiệm của Đại học Tổng hợp Quốc gia Matxcơva mang tên M. V. Lomonosov (MGU), người được nhận tài trợ của Quỹ Khoa học Nga, giải thích trong cuộc mạn đàm với Sputnik.
Nếu các dạng sống như vậy dù sao vẫn xuất hiện, đối với con người, nhiều khả năng chúng sẽ không nguy hiểm. Nhưng điều này không thể nói về môi trường xung quanh.
"Các virus bất đối xứng gương sẽ không thể nhân bản trong các tế bào của chúng ta. Rủi ro giả thiết chính là thuộc về sinh thái. Một sinh vật sống tự do dựa trên các nguồn dinh dưỡng không đối xứng gương (achiral) có khả năng trở thành sinh vật siêu xâm lấn, và rất khó dự báo hậu quả đối với sinh quyển: trong các hệ sinh thái sẽ bắt đầu tích tụ các phân tử gương, sinh khối, những thứ không chịu sự phân hủy bởi các enzyme tự nhiên", nhà khoa học Nga lưu ý.
Tuy nhiên, cần thận trọng trong việc ban hành quy định.
"Hóa học bất đối xứng gương đã mang lại cho Y học những công cụ quý giá. Việc kịch tính hóa quá mức sẽ làm chậm các nghiên cứu giúp cứu sống con người: các phân tử gương được áp dụng trong điều trị HIV và viêm gan B — các loại thuốc cơ bản lamivudine và emtricitabine chính là các đồng phân L của nucleoside", chuyên gia Shmakov nhấn mạnh.
Theo quan điểm của ông, để làm việc với các tác nhân gây bệnh nguy hiểm và các tác nhân tổng hợp, hiện đã có các quy chuẩn an toàn sinh học được kiểm chứng.
"Trong khuôn khổ này, sẽ rất có ý nghĩa nếu bổ sung thêm những quy định sàng lọc các chuỗi di truyền bất đối xứng gương và các hệ thống có tiềm năng tự sao chép. Còn lệnh cấm toàn diện chỉ là một biện pháp mị dân, sẽ ngăn chặn việc phát triển các loại thuốc mới hoặc đơn giản là đẩy các nghiên cứu vào vùng xám bế tắc", nhà khoa học kết luận.
Có lẽ, ủng hộ quan điểm này là thực tế cho thấy cho đến nay tiến trình phát triển vẫn chưa từng bị dừng lại bởi các hạn chế nhân tạo. Nhiều khả năng là lần này cũng sẽ như vậy. Và điều đó có nghĩa là con người sẽ phải học cách ứng xử đúng đắn với những công nghệ mới, như trước đây đã từng làm với điện năng hay nguyên tử hòa bình.
