«Speilliv» finnes ikke i dag, men forskere har foreslått det de mener er den første metoden for å oppdage en slik livsform dersom den en dag skulle oppstå. Metoden bygger på lyssignaler fra molekyler som har motsatt tredimensjonal oppbygning av molekylene i livet på jorden.

Forskerne fra University of Strathclyde og Durham University mener teknikken på sikt kan gjøre det mulig å skille vanlige organismer fra hypotetiske speilvendte motstykker. Sannsynligheten for at speilliv oppstår, vurderes som lav, men mulige konsekvenser kan være alvorlige nok til at det er fornuftig å utvikle påvisningsmetoder på forhånd.

En hypotetisk biologisk risiko

Speilliv er en hypotetisk form for liv bygget av molekyler som er omvendte versjoner av dem som finnes i levende organismer på jorden. Slike kunstig framstilte organismer kan oppføre seg uforutsigbart i møte med økosystemene på jorden, og de kan muligens unngå enkelte naturlige forsvarsmekanismer som beskytter mennesker, dyr og planter.

Bekymringen har fått forskere til å anbefale begrensninger på forskning som tar sikte på å lage organismer som kan formere seg ved hjelp av speilvendte biologiske molekyler. Mulige farer har også fått oppmerksomhet fra myndigheter og internasjonale organer, blant dem UK Government Office for Science og FNs generalsekretærs vitenskapelige rådgivningsorgan.

Forskerne understreker samtidig at speilliv fortsatt bare er et hypotetisk scenario. Den foreslåtte metoden er et føre-var-tiltak, ikke et svar på en eksisterende biologisk trussel.

Molekylær «håndethet»

Grunnlaget for metoden er en egenskap som kalles kiralitet, ofte forklart som molekylær «håndethet». På samme måte som venstre og høyre hånd er speilbilder som ikke kan legges perfekt oppå hverandre, kan enkelte molekyler finnes i to former med samme kjemiske bestanddeler, men ulik tredimensjonal struktur.

Forskjellene kan få store biologiske konsekvenser. To speilvendte varianter av et molekyl kan ha de samme atomene koblet sammen i samme rekkefølge, samtidig som kroppen reagerer svært ulikt på dem. Én form av et legemiddel kan for eksempel behandle en sykdom, mens den speilvendte formen kan være virkningsløs eller skadelig.

Forskerne frykter derfor at organismer bygget av omvendte biologiske byggesteiner kan samhandle med eksisterende liv på uventede måter.

Lys som biologisk fingeravtrykk

Den foreslåtte framgangsmåten bruker et fenomen som kalles sirkulært polarisert luminescens, eller CPL. Fenomenet kan avsløre molekylers kiralitet i enkelte stoffer og biologiske strukturer.

Lys kan ha ulike polarisasjonsmønstre, blant annet former som roterer i motsatte retninger. Ved å analysere disse mønstrene kan forskere hente informasjon om molekylenes tredimensjonale oppbygning. Prinsippet har også en kjent anvendelse i teknologien bak moderne 3D-briller, som bruker polarisert lys for å skape en dybdeillusjon.

Forskerne foreslår å bruke spesialiserte fluorescerende sonder som fester seg til bestemte strukturer inne i celler. Når sondene har bundet seg til målene sine, skal de produsere karakteristiske CPL-signaler.

Ved å analysere signalene kan forskere undersøke om en biologisk prøve inneholder den molekylære «håndetheten» som forbindes med vanlig liv på jorden, eller den omvendte varianten. Lyssignalene kan dermed fungere som et molekylært fingeravtrykk og synliggjøre forskjeller som ellers kan være vanskelige å oppdage.

Én fluorescerende sonde kan imidlertid gi misvisende resultater. For å gjøre analysen mer pålitelig og redusere risikoen for falske avlesninger foreslår forskerne å kombinere flere sonder som gjenkjenner ulike cellestrukturer.

Kan testes uten å lage speilorganismer

En fordel med metoden er at forskere kan begynne å undersøke og videreutvikle den ved hjelp av vanlige biologiske prøver. Det skal dermed ikke være nødvendig å lage speilorganismer for å teste om selve påvisningsprinsippet fungerer.

Forskerne mener også at metoden etter hvert kan bygges inn i flere typer vitenskapelig utstyr. Det kan gjøre det mulig å undersøke prøver for speilliv i ulike miljøer.

Professor Robert Pal har allerede demonstrert CPL-teknologi i laboratorieskala med mikroskoper, kameraer og lesere for biologiske celleplater. Slike instrumenter brukes til å undersøke store mengder celleprøver.

Den komplette metoden som er spesielt utviklet for å identifisere speilliv, er likevel ikke blitt demonstrert eksperimentelt. Det trengs mer forskning for å avgjøre om framgangsmåten pålitelig kan skille mellom ulike former for molekylær «håndethet» i biologiske prøver.

Publisert forskning

Forskningen er publisert i Royal Society Open Science under tittelen «Circularly Polarized Luminescence (CPL) as a Contingency Assay for "Mirror Life" Bio-Hazards». Arbeidet ble ledet av Dr. Lewis MacKenzie ved University of Strathclydes institutt for ren og anvendt kjemi, i samarbeid med professor Robert Pal ved Durham University.

«We don't expect mirror life to appear tomorrow, but if it did arise, the consequences could be severe, and it makes sense to develop detection methods before they are needed. Professor Pal and I had been working on CPL technologies before recent concerns became prominent, and guarding against mirror life was a clear fit for our research.»

MacKenzie sier dermed at forskerne ikke forventer at speilliv skal oppstå med det første, men at alvorlige mulige konsekvenser gjør det fornuftig å utvikle metoder før de eventuelt trengs.

Pal sier at CPL-påvisning bygger på det samme grunnleggende prinsippet som gjør det mulig for moderne 3D-briller å skape et stereoskopisk bilde. Han mener tilnærmingen kan tilpasses systemer for celleanalyse, blant annet biologiske platelesere, mikroskoper og kameraer, og at metoden derfor kan brukes i ulike miljøer avhengig av behovene til sluttbrukeren.