Lichttest soll hypothetisches Spiegelleben aufspüren

Zwei Moleküle können exakt dieselben Atome in derselben Anordnung enthalten und sich dennoch im lebenden Körper unterschiedlich verhalten. Eine Version eines Medikaments kann eine Krankheit heilen, während ihr Spiegelbild nichts bewirkt oder schädlich ist. Forscher der University of Strathclyde und der Durham University haben nun einen Weg skizziert, um zu prüfen, ob eine biologische Probe auf die übliche Weise aufgebaut ist oder mit spiegelbildlichen Molekülen einer hypothetischen Lebensform namens „Spiegelleben“. Diese Lebensform existiert heute nicht.

Die Sorge ist eine Frage der Biosicherheit. Spiegelleben gilt als Bedrohung mit geringer Eintrittswahrscheinlichkeit, aber potenziell hoher Tragweite, weil künstlich erzeugte Spiegelorganismen auf unvorhersehbare Weise mit der Natur interagieren und möglicherweise einige der biologischen Abwehrmechanismen umgehen könnten, die Menschen, Tiere und Pflanzen schützen. Wissenschaftler haben zu Einschränkungen für Forschung aufgerufen, die auf die Erzeugung sich selbst replizierender Spiegelorganismen abzielt, und Regierungen sowie internationale Organisationen haben die Risiken geprüft.

Die vorgeschlagene Methode beruht auf der zirkular polarisierten Lumineszenz, kurz CPL: Licht, das Moleküle in einem rotierenden, verdrehten Muster abstrahlen und das die Händigkeit oder Chiralität der aussendenden Moleküle offenbart. Dieselbe Eigenschaft des Lichts kommt bereits in alltäglichen Gegenständen zum Einsatz, etwa beim räumlichen Effekt einer 3D-Brille im Kino. Die Forscher schlagen fluoreszierende Sonden vor, die sich an Strukturen im Inneren von Zellen anlagern und charakteristische CPL-Signale erzeugen. Zusammen bilden diese Signale einen molekularen Fingerabdruck, der anzeigt, ob eine Probe die übliche Chiralität irdischen Lebens oder deren Spiegelbild aufweist. Um das Risiko falscher Ergebnisse zu verringern, schlägt die Studie eine Reihe von Sonden vor, die mehrere biologische Strukturen ansteuern, statt sich auf eine einzige Messung zu stützen.

Die Technik ist noch kein fertiger Test. Das Team weist darauf hin, dass bestehende CPL-Geräte, darunter Mikroskope, Kameras und Plattenleser für Zellkulturen, bereits im Labormaßstab erprobt wurden, und zwar in Arbeiten unter der Leitung von Professor Robert Pal in Durham. Ein vollständiger Nachweistest für Spiegelleben wurde experimentell jedoch noch nicht demonstriert. Die Autoren stellen die Methode als Notfallmaßnahme dar und betonen, dass sie an üblichen biologischen Proben entwickelt werden kann, ohne dass ein Spiegelorganismus erzeugt werden muss.

Für Labore und Behörden, die biologische Risiken überwachen, läge der Nutzen in einem Überwachungsinstrument, das bereit wäre, bevor ein solcher Organismus auftaucht, und nicht erst danach. Weder die Studie noch ihre Autoren nennen einen Zeitpunkt, ab dem der Ansatz außerhalb des Labors eingesetzt werden könnte. Der nächste Schritt, den sie beschreiben, ist die Validierung mit üblichen Proben.