鏡の人生

鏡像生命（鏡像生命とも呼ばれる）は、鏡に映った分子構成要素を持つ仮説上の生命体である。^{[1] [2] [3] [4] [5]鏡像生命の可能性は、}ルイ・パスツールによって初めて議論された。^[6]この代替生命体は自然界では発見されていないが、生物学の分子機構の鏡像バージョンを構築する取り組みはすでに行われている。^[7]

地球上の生命に不可欠な分子の多くは、2 つの鏡像の形で存在することができ、これらは「左利き」と「右利き」と呼ばれます。ここで「利き」とは、分子の純粋な溶液に偏光を照射したときに偏光が曲がる方向を指しますが、生物は両方を使用することはありません。^[8] タンパク質は左利きのアミノ酸のみで構成され、RNAとDNA には右利きの糖のみが含まれています。この現象はホモキラリティーとして知られています。^[9]ホモキラリティーが生命の前から現れたのか、生命の構成要素がこの特定のキラリティーを持つ必要があるのか​​、あるいは生命がホモキラルである必要があるのか​​はわかっていません。^[10]混合キラリティーのアミノ酸から構築されたタンパク質鎖は、折りたたまれたり触媒として機能したりする傾向がありませんが、同じように機能するが逆の利き手の基質で鏡像タンパク質が構築されています。^[9]

仮説的には、生態系全体を下から鏡像の形で再現することが可能であるはずだ。^[11]

2002年以降のウイルス合成、 2010年の部分合成細菌、2013年の合成リボソームなどの合成生物学の進歩により、小分子から生きた細胞を完全に合成できるようになり、標準的な分子の代わりに、生命の構成要素分子の鏡像バージョン（エナンチオマー）を使用できるようになるかもしれません。 2016年のポリメラーゼなど、いくつかのタンパク質は鏡像バージョンで合成されています。^{[12] [13]}

通常の生命体を、細胞成分の鏡像（キラル）反射を利用して鏡像の形で再構築するには、左手型のアミノ酸を右手型のアミノ酸に置き換えて、通常のタンパク質の鏡像を作ります。同様に、反射された糖、DNA などを得ることができ、反射された酵素はそれらに対して完璧に機能します。最終的に、自然生物の正常に機能する鏡像、つまりキラルな対応生物が得られます。

このような分子反射変換（ P対称性）では、電磁力（化学）は変化しません。反射下では弱い相互作用がわずかに変化し、非常に小さな補正が生じる可能性がありますが、これらの補正は熱雑音よりも桁違いに小さく、生化学を変化させるには小さすぎることはほぼ間違いありません。^[14 ]しかし、弱い相互作用は長い核酸やタンパク質鎖に大きな影響を与え、ミラーリボザイムや酵素の変換が通常のリボザイムや酵素よりもはるかに効率の悪いものになるという理論もあります。^[15]

ミラー動物は、反射された植物によって生産された反射された食物を食べる必要がある。ミラーウイルスは自然細胞を攻撃することができず、自然ウイルスはミラー細胞を攻撃できない。^[11]

鏡像生命は潜在的な危険をはらんでいる。例えば、光合成に非キラルな栄養素と光のみを必要とするシアノバクテリアの鏡像体は、天敵の不足により地球の生態系を乗っ取り、必要な糖の鏡像体を生成することで食物連鎖の底辺を混乱させる可能性がある。^{[11]一部の細菌は}L-グルコースを消化できるため、このような例外は、いくつかの希少な生命体に予期せぬ利点を与えることになる。

鏡像キラル生物を直接応用すると、通常の生命が生産する分子のエナンチオマー（鏡像）を大量生産することができます。

• エナンチオマー純粋薬物- 一部の医薬品はエナンチオマー形態に応じて異なる活性を持つことが知られています。
• アプタマー（L-リボ核酸アプタマー）：「そのため、鏡像生化学は潜在的に利益の出るビジネスとなる。そのように期待している企業の一つがベルリンのノクソンファーマである。同社は手間のかかる化学合成を利用して、アプタマーと呼ばれる短いDNAまたはRNA鎖の鏡像形態を製造している。アプタマーは体内のタンパク質などの治療標的に結合してその活性を阻害する。同社は、癌などの疾患に対する人体実験中の鏡像アプタマー候補をいくつか保有している。その考え方は、体内の酵素によって分解されないため、その効能が向上する可能性があるというものだ。鏡像DNAを複製するプロセスは、アプタマーを製造するためのはるかに簡単なルートを提供する可能性があると、ノクソンファーマの最高科学責任者であるスヴェン・クルスマンは述べている。」^[16]
• L-グルコースは標準グルコースのエナンチオマーであり、テストでは標準砂糖のような味がするが、同じ方法で代謝されないことが示されました。しかし、製造コストが高すぎるため、市場に出回ることはありませんでした。^[17]最近の研究では、安価で高収量で生産できるようになりましたが、著者らは、下剤効果があるため甘味料として使用できないと述べています。^[18]

鏡像人間の創造は、1950年のアーサー・C・クラークの『The Collected Stories』に収録されている「 Technical Error」という物語の基礎となっている。 ^[19]この物語では、物理的な事故によって人が鏡像に変身するが、これは第4の物理的次元を通過することによって推測的に説明される。

1970年のスタートレック小説『スポックは死なねば​​ならない!』のジェームズ・ブリッシュ著では、USSエンタープライズの科学士官が転送事故で鏡像に複製される。彼は医務室に閉じこもり、そこで生存に必要な基本的な栄養素の鏡像を合成する。^[20]

キラリティーを反転させるエイリアンの機械と、一つのキラリティーのときだけ正常に機能する血液共生体は、ロジャー・ゼラズニイの1976年の小説『砂の扉』の中心的なテーマであった。^[21]

シェリ・S・テッパーの1989年の小説『草』の舞台となる惑星では、一部の生命体がアラニンの右利き異性体を使用するように進化した。^[22]

「マスエフェクト」シリーズでは、食品中のアミノ酸のキラリティーが会話と百科事典ファイルの両方で頻繁に議論されています。

2014年のジェームズ・S・A・コーリーのSF小説『シボラ・バーン』では、惑星イルスには部分的に鏡像対称なキラリティを持つ固有の生命が存在する。このため、入植者は土着の動植物を消化することができず、従来の農業を非常に困難にしている。その結果、入植者は水耕栽培と食料輸入に頼らざるを得ない。^[23]

2017年のダニエル・スアレスの小説『チェンジ・エージェント』では、「ミラーマン」というニックネームを持つ敵役のオットーが、遺伝子操作されたミラーヒューマンであることが明らかになりました。彼は他の人間を軽蔑し、彼の存在自体が彼らに不可解な嫌悪感を抱かせます。^[24]

この概念は、ライアン・ノースが2023年に制作した『ファンタスティック・フォー』の中で、人類に対する実存的脅威として使われた。^[25]

• 異種生物学
• ミラー物質– 通常の物質と弱くしか相互作用しない仮説上の物質形態。ミラー物質生命が生息する可能性のあるミラー惑星を形成する可能性があります。
• ペプチド模倣体#D-ペプチド