近期,一项令人震惊的研究成果揭示:镜像生物的分子结构特征与地球生物截然不同。这一独特性质对现有生物的免疫系统构成了巨大挑战,因而成为当前科学界的热门讨论焦点。
镜像分子与常规免疫机制的矛盾
免疫系统需借助手性分子进行精确的互动识别,如天然氨基酸和糖构成的抗原可被有效处理。但镜像蛋白与核酸的手性发生反转,现有免疫机制难以应对。实验表明,镜像蛋白难以被常规酶分解,无法生成供主要组织相容性复合体传递的短肽片段,从而干扰抗原的识别过程。
在适应性免疫系统中,T细胞与B细胞通过抗原信号被激活。然而,当遭遇类似分子时,这些信号无法被正确识别,进而妨碍了抗体的产生以及细胞免疫反应的进行。
镜像微生物的免疫逃逸
健康个体的免疫系统具备清除天然手性细菌的能力,而镜像微生物则能绕过多种免疫防御措施,这些措施包括先天和适应性免疫。众多抗菌肽对镜像微生物表现出高度敏感性,无法与其产生有效作用。当皮肤等屏障组织遭受损害时,镜像微生物更容易侵入人体深层组织。
进入宿主体内后,该生物会借助宿主的营养进行繁殖。《科学》杂志指出,它还可能在群体中引发感染的传播,对生物防御构成严重威胁。
镜像微生物繁殖的限制因素
尽管存在风险,镜像微生物的繁殖过程也可能受到限制。这是因为,人体内某些营养物质的分子具有手性,类似于左右手手套的匹配,镜像微生物可能无法有效利用这些物质。然而,这一现象并不足以使我们忽略先前讨论的风险。
镜像分子的化学合成成果
镜像分子的化学合成领域已取得显著进展。2022年,研究者们成功制备了一种分子量约为100千道尔顿的镜像T7 RNA聚合酶。此外,有关由D型氨基酸构成的镜像蛋白的研究亦取得进展,这种蛋白对免疫细胞中的蛋白酶降解作用表现出一定的抵抗力。
新型抗体对映体合成研究
近期,我们探讨了抗体重链可变区的对映体,即d-VHH的化学合成方法。该技术所构建的新型d-VHH筛选平台,在蛋白质治疗剂的研发领域展现出巨大潜力。它不仅能够减少免疫原性,还能增强治疗效果。
镜像细胞合成的尝试
RNA和蛋白质等生命分子的镜像合成已取得成功,因此人工细胞镜像合成的实现似乎指日可待。目前,合成生物学领域正致力于人工细胞的构建,并尝试利用镜像分子组装成完整的合成细胞。同时,有研究正在探索对天然细菌进行改造,以生成镜像分子,这被视为通向镜像生命的过渡步骤。
在此背景下,我们必须考虑:面对镜像生命带来的挑战与机遇,人类应如何优化医药研发及生物防御策略?同时,欢迎点赞、转发本篇文章,并在评论区分享您的观点。