Speil, speil på lab-en der: Fra nye legemidler til liv som ikke bør skapes

Speilvendte molekyler kan gi nye og mer stabile legemidler, men en organisme bygget av speilvendt biologisk maskineri kan være farlig. Nå advarer FN mot speilorganismer som kan formere seg.

– Speilliv kan gi utbredte, dødelige infeksjoner og spre seg i miljøet. I enkelte scenarier kan det utgjøre en katastrofal trussel mot menneskeheten, skriver et vitenskapelig råd oppnevnt av FNs generalsekretær i et notat publisert i mars i år.

Speilliv, organismer bygget opp av speilvendt biologisk maskineri, finnes ikke ennå. Ifølge rådet anslår mange eksperter at det vil ta minst et tiår og flere tekniske gjennombrudd før forskere kan skape en speilorganisme som vokser og formerer seg. Likevel mener rådet at grensene bør trekkes nå.

Men hva betyr det egentlig at molekyler kan være speilbilder av hverandre, og hvorfor kan speilvendt liv være så farlig?

Livet har valgt side

Svaret begynner i 1848, da den unge kjemikeren Louis Pasteur studerte små krystaller under et mikroskop. Krystallene så nesten like ut, men noen var speilbilder av de andre. Pasteur forsto at forskjellen måtte ligge helt ned på molekylnivå: Noen molekyler kan finnes i to speilvendte former. De er speilbilder av hverandre, men uansett hvordan man vrir og vender på dem, overlapper de ikke helt, slik som høyre og venstre hånd.

Pasteur merket seg senere en viktig forskjell mellom mineralenes og livets verden: Når slike molekyler dannes uten noe som favoriserer én av formene, får man som regel begge. Men levende systemer favoriserer nettopp én av dem. Proteinene i kjent liv er nesten utelukkende bygget av aminosyrer i L-form, mens sukkeret i DNA og RNA har D-form. Hvorfor livet endte opp med akkurat denne fordelingen, vet man ikke sikkert. Men da livet først valgte retning, fulgte cellenes maskineri etter.

Illustrasjonen viser L- og D-glukose som eksempel på speilmolekyler, og viser at som for høyre og venstre hånd, så overlapper ikke formene helt når de legges oppå hverandre. — Noen molekyler finnes i to former som er speilbilder av hverandre. Her vises L- og D-glukose som eksempel. Akkurat som for høyre og venstre hånd, overlapper ikke formene helt når de legges oppå hverandre. Illustrasjon: Joachim Kjesbu/Bioteknologirådet

Speilbildet virker annerledes

Biologiske prosesser avhenger av at molekyler passer sammen. Enzymer binder bestemte stoffer og bygger dem opp, bygger dem om eller bryter dem ned. Reseptorer binder signalstoffer og utløser en respons i cellen. Når et molekyl speilvendes, kan det derfor binde annerledes, eller ikke binde i det hele tatt. Det kan utnyttes i legemidler. Fordi kroppens enzymer er tilpasset de vanlige molekylene, kan speilvendte peptider og DNA- eller RNA-biter være vanskeligere å bryte ned. De kan dermed holde seg stabile lenger også inne i kroppen. Slike speilmolekyler lages allerede i laboratorier og har ifølge rådet til FN relativt lav risiko.

Ordforklaringer

Speilbiologi: forskning på molekyler og biologiske systemer som er speilvendte i forhold til dem som finnes i kjent liv.

Speilliv: en organisme bygget av speilvendte biomolekyler som kan formere seg selv.

Speilmolekyl: et molekyl som er speilbildet av et annet. De har samme kjemiske sammensetning, men ulik tredimensjonal form og overlapper ikke helt dersom de legges oppå hverandre.

Veien til speilliv

Det FN-rådet nå advarer mot er hvis forskere begynner å lage hele biologiske systemer, såkalt speilliv. Noen av byggesteinene som trengs for å skape speilliv, finnes allerede. Forskere har laget et speilvendt enzym som kan kopiere speil-DNA og lage speil-RNA, samt en større speilvendt RNA-polymerase som kan produsere speilvendte RNA-molekyler som inngår i ribosomet, cellens proteinfabrikk. Et fungerende speilribosom finnes imidlertid ennå ikke. Det gjør heller ikke en speilcelle som kan vokse og kopiere seg selv. Nettopp speilribosomet trekkes fram som en mulig rød linje, fordi det vil være et viktig steg mot biologiske systemer som kan produsere sine egne speilvendte proteiner.

Sjakk uten regler

I 2024 publiserte 38 forskere en analyse i tidsskriftet Science av hva som kan skje om noen lager en speilvendt bakterie. Bekymringen er ikke nødvendigvis at bakterien er spesielt aggressiv. Problemet er at livet rundt den kan være dårlig rustet til å håndtere den.

– Faren ved speilliv ligger i den grunnleggende forskjellen, skriver John Glass ved J. Craig Venter Institute, en av forskerne bak Science-artikkelen, i instituttets omtale av arbeidet.

Glass påpeker at en speilbakterie kan bli vanskelig for naturlige forsvarsmekanismer å håndtere. Immunforsvaret hos mennesker, dyr og planter kan få problemer med å oppdage den, mens naturlige fiender og konkurrenter kan slite med å holde den i sjakk. En speilbakterie som overlever og formerer seg i naturen, kan dermed unnslippe flere av mekanismene som vanligvis begrenser en art.

Samtidig handler dette om en organisme som ikke finnes. Derfor vet man ikke hvor godt en speilbakterie kan vokse, hvilke næringsstoffer den kan utnytte, eller om den overlever utenfor laboratoriet. Likevel er bekymringen at lite motstand fra immunforsvar, konkurrenter og naturlige fiender kan gi et fortrinn.

Før grensen krysses

Mulige fordeler ved selve speillivet er få. Speilbakterier kan i teorien brukes som biofabrikker for speilvendte molekyler, og slike molekyler kan være nyttige. Men speilmolekyler kan også produseres uten å skape en organisme som formerer seg. Den praktiske nytten av speilliv er derfor foreløpig begrenset, mens den mulige risikoen er stor.

Siden Pasteurs studier av krystaller har forskningen tatt flere steg, men de ledende forskerne på feltet er enige om at man ikke ønsker å gå så langt som å lage speilliv. Pasteur kunne neppe ha sett for seg at forskere over 175 år senere skulle samles ved et institutt oppkalt etter ham for å diskutere hvor grensen bør gå for videre forskning på speilbiologi.

– Vi har fortsatt mulighet til å begrense risikoen for å skape en speilbakterie før det blir teknisk mulig, sa forsker Filippa Lentzos under en konferanse i 2025 ved Institut Pasteur i Paris.

Det vitenskapelige rådet oppnevnt av FNs generalsekretær anbefalte i mars 2026 at det bør opprettes en internasjonal arena for å diskutere risiko, regulering og røde linjer før speilliv blir teknisk mulig.