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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.
Duas moléculas podem conter exatamente os mesmos átomos, pela mesma ordem, e ainda assim comportar-se de forma diferente num organismo vivo. Uma versão de um medicamento pode curar uma doença, enquanto a sua imagem-espelho pode não fazer nada, ou causar danos. Investigadores da Universidade de Strathclyde e da Universidade de Durham esboçaram agora uma forma de verificar se uma amostra biológica é construída da maneira convencional ou com as moléculas imagem-espelho de uma forma hipotética de vida chamada «vida-espelho». Essa forma de vida não existe atualmente.
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.
A preocupação é de biossegurança. A vida-espelho é considerada uma ameaça de baixa probabilidade mas de potencial gravidade elevada, porque organismos-espelho criados artificialmente poderiam interagir com o mundo natural de forma imprevisível e, potencialmente, escapar a algumas das defesas biológicas que protegem seres humanos, animais e plantas. Os cientistas pediram restrições à investigação destinada a criar organismos-espelho auto-replicantes, e governos e organizações internacionais consideraram os riscos.
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.
O método proposto assenta na luminescência polarizada circularmente, ou CPL: luz emitida por moléculas num padrão em rotação e torcido, que revela a quiralidade, ou lateralidade, das moléculas que a emitem. A mesma propriedade da luz já é utilizada em objetos do quotidiano, como o efeito estereoscópico dos óculos 3D de cinema. Os investigadores propõem sondas fluorescentes que se ligam a estruturas no interior das células e produzem sinais CPL característicos. Em conjunto, esses sinais formam uma impressão molecular que indica se uma amostra tem a quiralidade convencional da vida terrestre ou a sua imagem-espelho. Para reduzir o risco de resultados falsos, o artigo propõe um conjunto de sondas que visam várias estruturas biológicas, em vez de uma única medição.
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.
A técnica ainda não é um teste acabado. A equipa refere que os instrumentos CPL existentes, incluindo microscópios, câmaras e leitores de placas de células biológicas, já foram demonstrados à escala laboratorial, em trabalhos liderados em Durham pelo professor Robert Pal. Um ensaio completo de deteção da vida-espelho, contudo, ainda não foi demonstrado experimentalmente. Os autores apresentam o método como uma medida de contingência e sublinham que pode ser desenvolvido com amostras biológicas convencionais, sem fabricar qualquer organismo-espelho.
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 os laboratórios e as autoridades encarregues de monitorizar os riscos biológicos, a vantagem seria dispor de uma ferramenta de vigilância pronta antes de surgir um tal organismo, e não depois. Nem o artigo nem os seus autores indicam uma data para que a abordagem possa ser utilizada fora do laboratório, e o próximo passo que descrevem é a validação com amostras convencionais.