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Two molecules can contain exactly the same atoms, in the same order, and still behave differently in a living body. One version of a medicine may cure an illness, while its mirror image may do nothing, or cause harm. Researchers at the University of Strathclyde and Durham University have now sketched a way to check whether a biological sample is built the conventional way or with the mirror-image molecules of a hypothetical form of life called 'mirror life'. That form does not exist today.
Dos moléculas pueden contener exactamente los mismos átomos, dispuestos en el mismo orden, y aun así comportarse de forma distinta en un organismo vivo. Una versión de un medicamento puede curar una enfermedad, mientras que su imagen especular no hace nada o incluso causa daño. Investigadores de la Universidad de Strathclyde y de la Universidad de Durham acaban de esbozar una forma de comprobar si una muestra biológica está construida de la manera convencional o con las moléculas especulares de una forma de vida hipotética llamada «vida especular». Esa forma de vida no existe hoy.
The concern is a biosecurity one. Mirror life is considered a low-likelihood but potentially high-severity threat, because artificially created mirror organisms could interact with the natural world in unpredictable ways and potentially evade some of the biological defenses that protect humans, animals and plants. Scientists have called for restrictions on research aimed at creating self-replicating mirror organisms, and governments and international organizations have considered the risks.
La preocupación es de bioseguridad. La «vida especular» se considera una amenaza de baja probabilidad, pero de gravedad potencialmente alta, porque los organismos especulares creados artificialmente podrían interactuar con el mundo natural de forma impredecible y eludir algunas de las defensas biológicas que protegen a humanos, animales y plantas. Los científicos han pedido restricciones a la investigación que busca crear organismos especulares autorreplicantes, y gobiernos y organizaciones internacionales han estudiado los riesgos.
The proposed method rests on circularly polarized luminescence, or CPL: light emitted by molecules in a rotating, twisted pattern, which reveals the handedness, or chirality, of the molecules that emit it. The same property of light is already used in everyday objects, such as the stereoscopic effect of 3D movie glasses. The researchers propose fluorescent probes that bind to structures inside cells and produce distinctive CPL signals. Together these signals form a molecular fingerprint indicating whether a sample has the conventional chirality of terrestrial life or its mirror image. To reduce the risk of false results, the paper proposes a panel of probes targeting several biological structures instead of a single measurement.
El método propuesto se basa en la luminiscencia polarizada circularmente, o CPL: la luz emitida por moléculas con un patrón rotatorio y retorcido, que revela la lateralidad, o quiralidad, de las moléculas que la emiten. Esa misma propiedad de la luz ya se usa en objetos cotidianos, como el efecto estereoscópico de las gafas de las películas en 3D. Los investigadores proponen sondas fluorescentes que se adhieren a estructuras del interior de las células y producen señales CPL distintivas. En conjunto, estas señales forman una huella molecular que indica si una muestra presenta la quiralidad convencional de la vida terrestre o su imagen especular. Para reducir el riesgo de resultados falsos, el artículo propone un panel de sondas que apunten a varias estructuras biológicas en lugar de una sola medición.
The technique is not yet a finished test. The team notes that existing CPL instruments, including microscopes, cameras and biological cell plate readers, have already been demonstrated at laboratory scale, in work led at Durham by Professor Robert Pal. A complete mirror-life detection assay, however, has not yet been demonstrated experimentally. The authors present the method as a contingency measure, and stress that it can be developed on conventional biological samples, without making any mirror organism.
La técnica todavía no es una prueba terminada. El equipo señala que los instrumentos CPL existentes, incluidos microscopios, cámaras y lectores de placas de cultivo celular, ya han sido demostrados a escala de laboratorio, en un trabajo dirigido en Durham por el profesor Robert Pal. Sin embargo, un ensayo completo para detectar la «vida especular» aún no se ha demostrado experimentalmente. Los autores presentan el método como una medida de contingencia y subrayan que puede desarrollarse con muestras biológicas convencionales, sin crear ningún organismo especular.
For laboratories and authorities charged with monitoring biological risks, the benefit would be a surveillance tool ready before any such organism appears, rather than after. Neither the paper nor its authors give a date for when the approach could be used outside the laboratory, and the next step they describe is validation with conventional samples.
Para los laboratorios y las autoridades encargadas de vigilar los riesgos biológicos, la ventaja sería contar con una herramienta de vigilancia lista antes de que aparezca un organismo de este tipo, y no después. Ni el artículo ni sus autores indican una fecha para que el enfoque pueda utilizarse fuera del laboratorio, y el siguiente paso que describen es la validación con muestras convencionales.