Polarisiertes Licht könnte hypothetisches „Spiegelleben“ früh erkennen
Forscher der University of Strathclyde und der Durham University haben nach eigener Beschreibung die erste Möglichkeit vorgeschlagen, „Spiegelleben“ nachzuweisen – eine hypothetische Lebensform, die aus umgekehrten Versionen der Moleküle aufgebaut ist, die in lebenden Organismen auf der Erde vorkommen. Der Vorschlag wurde in Royal Society Open Science veröffentlicht.
Warum Spiegelleben Anlass zur Sorge gibt
Spiegelleben gibt es heute nicht. Dennoch halten manche Fachleute seine Erschaffung für ein ernstes Biosicherheitsrisiko: Solche Organismen könnten sich in den Ökosystemen der Erde unvorhersehbar verhalten und möglicherweise natürliche Abwehrmechanismen umgehen, die Menschen, Tiere und Pflanzen schützen. Die Wahrscheinlichkeit gilt als gering, die Folgen könnten jedoch schwerwiegend sein, und Wissenschaftler haben Einschränkungen für Forschung empfohlen, die darauf abzielt, Organismen zu erzeugen, die sich mit spiegelbildlichen Biomolekülen vermehren. Das Thema hat die Aufmerksamkeit des britischen Government Office for Science und des Wissenschaftlichen Beirats des UN-Generalsekretärs auf sich gezogen.
Die Wissenschaft dahinter beruht auf Chiralität, der molekularen „Händigkeit“. Wie linke und rechte Hand existieren manche Moleküle in zwei Formen, in denen dieselben Atome in derselben Reihenfolge verbunden sind, aber unterschiedlich dreidimensional angeordnet. Der Körper kann auf die beiden Formen sehr unterschiedlich reagieren; eine Version eines Medikaments kann wirken, während ihr Spiegelbild wirkungslos oder schädlich ist.
Licht als Fingerabdruck
Die Methode beruht auf zirkular polarisierter Lumineszenz (CPL), einer Lichtemission, deren Polarisation in eine Richtung rotiert, die die Händigkeit einer Substanz verrät. Dasselbe Grundprinzip ermöglicht es modernen 3D-Kinobrillen, ein stereoskopisches Bild zu erzeugen. Das Team schlägt spezielle fluoreszierende Sonden vor, die sich an bestimmte Strukturen im Inneren von Zellen anlagern; nach der Bindung würden sie charakteristische CPL-Signale liefern, die zeigen, ob eine Probe die Händigkeit des gewöhnlichen Lebens oder deren Umkehrung trägt.
Eine einzelne Sonde könnte in die Irre führen, daher schlagen die Forscher vor, mehrere Sonden zu kombinieren, die auf verschiedene Zellstrukturen abzielen, um das Messergebnis zuverlässiger zu machen.
Was gezeigt wurde und was nicht
Die Technik lässt sich mit gewöhnlichen biologischen Proben verfeinern, sodass keine Spiegelorganismen hergestellt werden müssen. Professor Robert Pal von der Universität Durham hat bereits den CPL-Nachweis im Labormaßstab mit Mikroskopen, Kameras und Zellplatten-Lesegeräten demonstriert. Die vollständige, für Spiegelleben entwickelte Nachweismethode wurde jedoch noch nicht experimentell demonstriert, und es bedarf weiterer Forschung, um zu zeigen, dass sie unterschiedliche Händigkeit in biologischen Proben zuverlässig unterscheiden kann.
Dr. Lewis MacKenzie von der University of Strathclyde, der die Arbeit leitete, sagte: „Wir erwarten nicht, dass Spiegelleben morgen auftaucht, aber sollte es entstehen, könnten die Folgen schwerwiegend sein, und es ist sinnvoll, Nachweismethoden zu entwickeln, bevor sie gebraucht werden.“
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