まだ存在しない「鏡像の生命」を見分けるには、細胞が出す光のねじれを測ればいい

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自然界の生きものとは分子の向きが鏡に映したように逆になった「鏡像生命」は、まだこの世に存在しない。それでも、もし作られたら人や動植物の体の守りをすり抜けるおそれがあるとして、研究者や各国政府、安全保障の機関が注目している。英国のストラスクライド大学とダラム大学の化学者3人は、そうした生きものが現れたときに見分けるための方法を提案した。手がかりにするのは、光の「ねじれ」だ。論文は学術誌 Royal Society Open Science に掲載された。

右と左が逆になった生きもの

右手と左手は形が同じなのに、重ね合わせることはできない。分子にも、こうした鏡に映した関係にある2つの形を持つものが多い。この性質をキラリティー（掌性）と呼ぶ。

地球の生きものは、この向きがそろっている。タンパク質をつくるアミノ酸はほぼすべて「左手型」で、DNA や RNA の骨格の糖は「右手型」だ。DNA の二重らせんも決まった向きにねじれている。鏡像生命とは、これを全部ひっくり返した生きもの、つまり右手型のアミノ酸と左手型の糖でできた細胞を指す。

鏡像の細胞は、ふつうの生きものの免疫や、細菌を分解する仕組みに見分けてもらえない可能性がある。そうなれば、体の中や環境中で増えても止める手立てがない。2024年12月には、38人の研究者が学術誌 Science に鏡像生命のリスクを論じる論文を出し、議論が広がった。今回の論文の著者たちも、鏡像生命を「起こる見込みは低いが、起きれば被害が非常に大きい」世界的な生物安全の脅威と位置づけている。

いまの分析法では見分けられない

問題は、見つけ方がないことだ。鏡像の細胞は、顕微鏡で見ても、ふつうの細胞と形は変わらないはずだ。構成している分子の重さも同じなので、多くの分析法では区別がつかない。著者たちは、いまある分析技術は鏡像生命の検出に向いていないと書いている。

ねじれた光で、分子の向きを読む

そこで提案されたのが、円偏光発光（CPL）を使う方法だ。光は波で、進みながら振動している。その振動の向きが、らせんを描くように右回りか左回りにねじれながら進む光を円偏光と呼ぶ。キラリティーを持つ分子が光を出すと、右回りと左回りの光の量にわずかな差が出る。その差を測れば、光を出した分子や、その分子がくっついている相手の向きが分かる。

まだ存在しない「鏡像の生命」を見分けるには、細胞が出す光のねじれを測ればいい

手順はこうだ。試料に、細胞膜や細胞の中の小さな器官、核酸などにくっつく蛍光プローブ（光る目印の分子）を加える。プローブは、それ自体にキラリティーがあるものでも、ないものでもよい。キラリティーのないプローブでも、左右の向きを持つ細胞の部品にくっつくと、出す光にねじれの偏りが生まれる。鏡像の細胞なら、その偏りの向きがふつうの細胞と逆になるはずだ、という考え方だ。

著者たちは、プローブを1種類だけ使うと見間違いが起きやすいので、細胞のさまざまな部分にくっつく何種類ものプローブを組み合わせて判定する必要があるとしている。測る道具としては、すばやく測れる分光装置や、ねじれた光の違いを画像にする顕微鏡、カメラといった最近の技術が使えるという。仕組みの原理は、映画館の3D眼鏡と同じ光の性質に基づいているので、装置を小さく、持ち運べる形にもしやすいと著者たちは見ている。

まだ存在しないものに備える検査

この方法の利点として著者たちが挙げるのは、試験法を準備するために鏡像生命を実際に作る必要がない点だ。ふつうの細胞でプローブの光り方を調べておけば、向きが逆になったときの姿は理屈から予想できる。

ただし、この論文は方法の原理を示した提案で、実際の試料を使った実験はまだ行っていない。ScienceAlert によると、チームは次に、ふつうの細胞でプローブを試す段階に進むという。光の測り方や染め方の調整も、これからの課題として残っている。

著者たちは、この検査が、将来もし鏡像生命の研究を国際的に規制する取り決めができたときに、それが守られているかを確かめる道具にもなりうると書いている。まだ存在しない生きものを見分ける方法を、存在しないうちに用意しておく。検出法の研究としては珍しい順番になっている。

分子の左右の向きについては、2026年のノーベル化学賞を紹介した記事でも取り上げている（生命以外で初めて「片方の鏡像」だけを作った人。2026年のノーベル化学賞は Henri Kagan さんと硤合憲三さんに）。

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