Việc can thiệp vào các phân tử phản chiếu có thể đe dọa toàn bộ sự sống trên Trái Đất, khiến giới khoa học phải cân nhắc đâu là giới hạn không nên vượt qua.
“Hầu như mọi người đều đồng ý rằng việc tạo ra cái gọi là ‘sự sống phản chiếu’ (mirror life) là một ý tưởng cực kỳ, cực kỳ tồi tệ.” Đó là nhận định của Giáo sư John Glass, nhà sinh học tổng hợp tại Viện J. Craig Venter, được trích dẫn trên tạp chí khoa học hàng đầu Nature năm 2025.
Theo Glass và nhiều chuyên gia khác, những sinh vật nhân tạo này có thể trở thành mối đe dọa thực sự đối với sự sống như chúng ta đang biết. Tuy nhiên, việc ngăn chặn sự sống phản chiếu xuất hiện trên thực tế đang khó khăn hơn nhiều so với tưởng tượng.
May mắn là hiện nay khái niệm này vẫn hoàn toàn mang tính giả thuyết. Sự sống phản chiếu mới chỉ là một ý tưởng phát sinh từ lĩnh vực nghiên cứu gọi là sinh học phản chiếu (mirror biology). Lĩnh vực này dựa trên thực tế rằng nhiều loại hóa chất, được gọi là hóa chất đối quang (chiral chemicals), có thể tồn tại dưới hai dạng là hình ảnh phản chiếu của nhau.
Hai dạng này, được gọi là các đồng phân đối quang thuận tay trái và thuận tay phải (left-handed và right-handed enantiomers), có cùng công thức hóa học và hoạt động tương tự nhau, nhưng cấu trúc phân tử của chúng là hình ảnh phản chiếu qua gương.
Những phiên bản phản chiếu của các phân tử này có thể giúp các nhà khoa học phát triển các loại thuốc mới hiệu quả hơn, đồng thời hé lộ những bí mật cơ bản nhất về bản chất của sự sống.
Nhiều phân tử sinh học như ADN, protein và đường — những thành phần nền tảng của sự sống — đều có thể tồn tại dưới hai dạng phản chiếu. Tuy nhiên, các sinh vật phức tạp hơn, chẳng hạn như tế bào, gần như chỉ tồn tại ở một dạng duy nhất.
Kể từ khi sự sống xuất hiện trên Trái Đất, các hệ sinh học đã phát triển theo một hướng đối quang nhất định và duy trì nó cho đến ngày nay. Có thể hình dung rằng mọi cấu trúc sống phức tạp đều “thuận tay phải”, trong khi các thành phần đơn giản hơn cấu tạo nên chúng có thể là “thuận tay trái” hoặc “thuận tay phải”.
Về lý thuyết, nếu thay thế toàn bộ các thành phần sinh hóa trong một tế bào bằng các đồng phân đối quang ngược lại, con người có thể tạo ra một “tế bào phản chiếu”.
Đó sẽ là phiên bản phản chiếu của một tế bào tự nhiên — gần như giống hệt về cấu trúc nhưng đồng thời cũng hoàn toàn xa lạ với tự nhiên. Và đó chính là sự sống phản chiếu.
Mối nguy chưa từng có
Các nhà khoa học lần đầu cảnh báo về nguy cơ tạo ra những dạng sống kỳ lạ như vậy từ năm 1992, khi những tiến bộ trong sinh học phân tử và kỹ thuật di truyền bắt đầu khiến ý tưởng “thiết kế lại sự sống” theo những cách phi tự nhiên trở nên khả thi.
Do hệ miễn dịch của con người chưa từng tiếp xúc với bất kỳ dạng sự sống phản chiếu nào, chúng ta có thể đặc biệt dễ bị tổn thương nếu một vi sinh vật phản chiếu — chẳng hạn một loại vi khuẩn — được tạo ra và thoát ra môi trường.
Các nhà khoa học từng cảnh báo trên tạp chí Science rằng hệ miễn dịch có thể nhận diện và tấn công loại vi khuẩn này, nhưng các kháng thể hiện có của cơ thể có thể không phát huy tác dụng đối với nó.
Mối nguy không chỉ giới hạn ở con người. Vi khuẩn phản chiếu có thể né tránh hệ miễn dịch của cây trồng, vật nuôi và cả động vật hoang dã.
Kháng sinh có thể không hiệu quả với chúng. Các loại virus và sinh vật nguyên sinh — những “kẻ săn mồi tự nhiên” của vi khuẩn — cũng có thể không nhận diện được chúng.
Không gặp rào cản nào đủ mạnh để ngăn chặn hoặc kiểm soát sự phát triển, vi khuẩn phản chiếu có thể sinh sôi nhanh chóng trong quần thể sinh vật và môi trường tự nhiên, gây ra làn sóng dịch bệnh, mất mùa và hỗn loạn sinh thái ở quy mô thảm họa.
Hiện chưa có nhóm nghiên cứu nào được biết đến là đang tích cực phát triển các sinh vật phản chiếu, mặc dù Liên minh châu Âu (EU), Mỹ và Trung Quốc từng tài trợ cho một số dự án liên quan đến sự sống phản chiếu, gần đây nhất là vào năm 2019.
Ngay cả khi vẫn còn các nhóm nghiên cứu theo đuổi hướng này, các chuyên gia ước tính phải mất thêm từ 10 đến 30 năm nữa mới có thể vượt qua những thách thức kỹ thuật phức tạp cần thiết để tạo ra sự sống phản chiếu.
Tuy nhiên, vào cuối năm 2025, một nhóm chuyên gia quốc tế lớn thuộc Quỹ Đối thoại Sinh học Phản chiếu (Mirror Biology Dialogues Fund – MBDF) cảnh báo rằng các lĩnh vực nghiên cứu sinh học khác có thể vô tình mở đường cho việc tạo ra sự sống phản chiếu trong tương lai gần, và cần có thêm các biện pháp để ngăn điều đó xảy ra.
Chẳng hạn, nhiều nhà sinh học hiện đang tạo ra và nghiên cứu các phân tử sinh học phản chiếu. Những phân tử này giúp hiểu rõ hơn cách tế bào hoạt động và thường sở hữu các đặc tính khiến chúng trở thành ứng viên tiềm năng cho các loại thuốc điều trị.
Ví dụ, các peptide và protein phản chiếu dường như tồn tại lâu hơn trong cơ thể và ít kích hoạt phản ứng miễn dịch hơn.
Trong khi đó, một nhánh nghiên cứu khác của sinh học tổng hợp từ lâu đã theo đuổi mục tiêu tạo ra một tế bào hoàn chỉnh trong phòng thí nghiệm.
Chính sự kết hợp giữa tiến bộ của hai lĩnh vực này khiến một số chuyên gia lo ngại rằng trong tương lai không xa, một phần tử khủng bố sinh học, một quốc gia bất hảo hoặc thậm chí chỉ là một nhà khoa học quá tò mò có thể tạo ra một tế bào phản chiếu.
Ví dụ, vào tháng 3/2026, Hội đồng Cố vấn Khoa học của Liên Hợp Quốc kết luận: “Khả năng phát triển sự sống phản chiếu đang gia tăng. Một số thành phần nền tảng của hệ sinh học phản chiếu đã được tạo ra trong phòng thí nghiệm, bao gồm các enzyme có khả năng sao chép vật liệu di truyền phản chiếu.”
Hội đồng này cũng cảnh báo: “Những tiến bộ tiếp theo có thể làm giảm chi phí và độ phức tạp của việc tạo ra sự sống phản chiếu, qua đó mở rộng số lượng các chủ thể có khả năng thử lắp ráp một sinh vật phản chiếu có khả năng tự nhân bản.”
Tìm ra ranh giới
Hiện nay vẫn tồn tại những rào cản kỹ thuật rất lớn khiến việc tạo ra một tế bào phản chiếu là điều bất khả thi.
Các nhà khoa học nghiên cứu các phân tử sinh học phản chiếu có thể tạo ra phiên bản phản chiếu của một số phân tử sinh học nhất định. Tuy nhiên, điều quan trọng là họ chưa thể tạo ra các phiên bản phản chiếu của những cấu trúc phân tử cực kỳ phức tạp có vai trò kết nối và lắp ráp các thành phần khác trong tế bào.
Trong khi đó, cộng đồng các nhà sinh học trên toàn thế giới đang nỗ lực tổng hợp các tế bào “bình thường”, không phải phản chiếu, từ đầu. Tuy nhiên cho đến nay họ vẫn chưa thể kết hợp các thành tựu nghiên cứu để tạo ra một tế bào tổng hợp thực sự sống và có khả năng tự nhân bản.
“Để tạo ra sự sống phản chiếu, chúng ta cần cả nguyên liệu lẫn công thức,” Tiến sĩ Sebastian Oehm, đồng tác giả bản cảnh báo về sự sống phản chiếu công bố năm ngoái và là đồng sáng lập công ty SynX Therapeutics, cho biết.
“Nguyên liệu là các phiên bản phản chiếu của mọi thành phần cần thiết để một tế bào hoạt động. Công thức là quy trình tạo ra một tế bào tổng hợp. Hiện nay chúng ta chưa có cả hai.”
Nhiều nhà khoa học cho rằng một cột mốc quan trọng trên con đường tiến tới sự sống phản chiếu sẽ là việc tạo ra được một ribosome phản chiếu. Ribosome là cấu trúc tế bào có nhiệm vụ đọc thông tin di truyền và lắp ráp protein từng phân tử một. Đây là thành phần thiết yếu của mọi tế bào sống.
Tuy nhiên, việc tổng hợp ribosome nhân tạo là một thách thức cực lớn, bởi cấu trúc này được tạo thành từ hơn 50 loại protein cùng các chuỗi axit ribonucleic (RNA) gấp cuộn với nhau theo những cách vô cùng phức tạp.
“Chưa ai tìm ra phương pháp tạo ra một ribosome tổng hợp, dù là phản chiếu hay không phản chiếu, hoạt động với hiệu suất đủ để duy trì một tế bào,” Oehm nói.
Điều đó không có nghĩa là không có ai đang cố gắng thực hiện.
Nhiều nhóm nghiên cứu hiện đang phát triển ribosome tổng hợp vì các mục đích khoa học khác nhau, không liên quan trực tiếp đến việc tạo ra tế bào phản chiếu.
Tuy nhiên, giới khoa học vẫn chưa thống nhất liệu đây có phải là một ranh giới nguy hiểm không nên vượt qua hay không. Một số người cho rằng nghiên cứu này sẽ đưa nhân loại tiến gần hơn tới sự sống phản chiếu mà mang lại ít lợi ích thực tế. Những người khác lại cho rằng đây chỉ là một công cụ khoa học hữu ích và còn rất xa mới tạo ra được một tế bào hoàn chỉnh.
“Ở một khía cạnh nào đó, cuộc tranh luận này dễ hơn so với nhiều công nghệ khác, nơi một thứ vừa có thể rất hữu ích vừa có thể cực kỳ nguy hiểm,” Oehm nói.
“Các phân tử phản chiếu rất hữu ích và không quá nguy hiểm. Ngược lại, vi khuẩn phản chiếu không mang lại nhiều lợi ích nhưng lại cực kỳ nguy hiểm. Điều đó cho phép chúng ta tách biệt hai vấn đề này. Câu hỏi thực sự là: đâu là ngưỡng quá phức tạp hoặc quá gần với việc tạo ra vi khuẩn phản chiếu để chúng ta phải lo ngại?”
Theo Oehm, cần phải xác định một ranh giới rõ ràng, nhưng những người đặt ra ranh giới đó nên thận trọng tối đa. “Lịch sử quản lý khoa học cho thấy bạn không nên vẽ ranh giới ngay trước khi thảm họa xảy ra,” ông nói.
“Bởi chỉ cần vượt qua ranh giới đó một chút thôi, thế giới đã có thể đối mặt với rủi ro. Chúng ta cần một giới hạn vừa đủ để bảo tồn các ứng dụng hữu ích của công nghệ, nhưng cũng phải đủ xa vi khuẩn phản chiếu để bảo đảm an toàn.”
Khó khăn không chỉ nằm ở việc xác định ranh giới ở đâu, mà còn ở việc xác định điều gì được xem là vượt qua ranh giới đó. Ví dụ, một số nhà khoa học cho rằng việc tạo ra ribosome phản chiếu là chấp nhận được, nhưng không phải ai cũng đồng ý.
Tiến sĩ Paul-Enguerrand Fady, chuyên gia an ninh sinh học tại Trung tâm Khả năng Phục hồi Dài hạn (Centre for Long-Term Resilience), người cũng nghiên cứu sinh học phản chiếu, cho biết ông không muốn điều đó xảy ra.
“Chúng ta có muốn mọi người tạo ra ribosome phản chiếu không? Cá nhân tôi cho là không,” ông nói. “Tuy nhiên, một số người cho rằng điều đó sẽ giúp đơn giản hóa việc sản xuất các phân tử sinh học có tính đối quang ngược.”
“Tôi có thể chấp nhận điều đó, với điều kiện tuyệt đối không tiến thêm bước nào nữa, chẳng hạn đưa chúng vào một sinh vật sống hoặc một tế bào tổng hợp.”
Liệu đây có phải là mối đe dọa thực sự?
Theo Fady, bước đi hợp lý đầu tiên để đối phó với nguy cơ sự sống phản chiếu là ban hành một lệnh tạm hoãn toàn cầu (moratorium) đối với mọi nghiên cứu có mục tiêu rõ ràng là thúc đẩy việc tạo ra tế bào phản chiếu.
Đây được xem là biện pháp ít gây tranh cãi nhất nhằm bảo đảm rằng không ai cố tình tài trợ hoặc tiến hành các dự án có thể đẩy nhanh sự xuất hiện của sự sống phản chiếu.
Sau đó, các hội nghị quốc tế có thể thảo luận sâu hơn về việc những tiến bộ nào trong các lĩnh vực nghiên cứu khác có thể đưa nhân loại tiến gần đến sự sống phản chiếu hơn mức chấp nhận được.
Tuy nhiên, không phải tất cả các nhà khoa học đều đồng ý với giả định rằng vi khuẩn phản chiếu sẽ gây ra thảm họa.
Giáo sư David Perrin, nhà hóa sinh tại Đại học British Columbia (Canada), cho rằng bằng chứng cho rằng vi khuẩn phản chiếu có thể né tránh hệ miễn dịch của con người hiện vẫn chưa đủ mạnh. Ông chỉ ra rằng các chuỗi ngắn axit amin phản chiếu, được gọi là D-peptide, đã cho thấy khả năng kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh trong một số nghiên cứu trên động vật.
Perrin cũng cho rằng một số loại kháng sinh phổ biến không phụ thuộc vào tính đối quang để phát huy tác dụng, vì vậy chúng vẫn có thể hoạt động đối với tế bào phản chiếu. Theo ông, việc tổng hợp các phiên bản phản chiếu của các loại kháng sinh khác cũng không quá khó khăn.
“Rủi ro từ các sinh vật phản chiếu có lẽ thấp hơn nhiều so với các mầm bệnh kháng thuốc có khả năng tiến hóa hoặc lây truyền từ động vật sang người,” ông nhận định.
Nghịch lý ở chỗ chính sự không chắc chắn này lại là một lý do khác khiến giới khoa học cần tiếp tục nghiên cứu sinh học phản chiếu.
Bên cạnh các cuộc tranh luận mang tính lý thuyết về rủi ro, các tổ chức như Trung tâm Khả năng Phục hồi Dài hạn đang cấp tài trợ cho những nghiên cứu nhằm tìm hiểu cách hệ miễn dịch phản ứng với các phân tử phản chiếu, hoặc xác định rõ loại kháng sinh nào có hiệu quả với vi khuẩn phản chiếu và loại nào không.
Tất nhiên, những thí nghiệm này phải được tiến hành mà không tạo ra vi khuẩn phản chiếu hoặc bất kỳ thứ gì tiệm cận với chúng.
Ngoài ra, nhiều biện pháp khác cũng đang được xem xét, bao gồm khả năng cấm nghiên cứu tế bào phản chiếu thông qua Công ước Vũ khí Sinh học hoặc áp đặt các giới hạn pháp lý đối với loại ADN phản chiếu mà các công ty tổng hợp ADN được phép sản xuất và kinh doanh.
Ví dụ, ADN phản chiếu chỉ chứa một số lượng nhỏ gen có thể vẫn được cho phép, nhưng các đoạn ADN phản chiếu có cấu trúc gần giống toàn bộ bộ gen hoặc một phần lớn của bộ gen có thể bị cấm.
Những cuộc thảo luận đang diễn ra cho thấy, sau hơn 30 năm kể từ các cảnh báo đầu tiên, và trong bối cảnh sinh học đang phát triển với tốc độ chóng mặt, nguy cơ từ sự sống phản chiếu ít nhất đã được giới khoa học xem xét một cách nghiêm túc.
Dù có thể phải mất thêm ít nhất một thập kỷ nữa trước khi sự sống phản chiếu trở nên khả thi về mặt kỹ thuật, các nhà khoa học như Oehm vẫn cảnh báo cộng đồng nghiên cứu không nên chủ quan.
“Đôi khi người ta hỏi rằng: ‘Liệu chúng ta có thực sự cần thảo luận vấn đề này ngay bây giờ không?’,” ông nói.
“Nhưng nếu chờ quá lâu, chúng ta sẽ không còn cơ hội để thảo luận nữa, bởi khi đó nghiên cứu đã được thực hiện xong rồi.”
“Một số ranh giới quan trọng có thể đang dần bị xóa nhòa ngay lúc này. Có thể điều đó hoàn toàn ổn — có thể cuối cùng chúng ta sẽ quyết định rằng không cần những ranh giới đó. Nhưng ít nhất chúng ta nên thảo luận về chúng trước khi chúng biến mất.”
Sống sót trong một thế giới phản chiếu
Do mọi sự sống trên Trái Đất đều vận hành theo một dạng đối quang nhất định, một số sinh vật phản chiếu có thể gặp khó khăn trong việc phân giải nhiều hợp chất do các sinh vật khác tạo ra.
Nói cách khác, chúng sẽ thích nghi với việc sử dụng các hóa chất có tính đối quang ngược lại với những chất do các sinh vật thông thường tạo ra. Chúng cũng có thể phải dựa vào các sản phẩm phân hủy hữu cơ vốn rất khan hiếm trong tự nhiên.
Tuy nhiên, nhiều loại vi khuẩn đa dụng như E. coli có khả năng chuyển hóa nhiều hợp chất không đối quang — tức các hóa chất không tồn tại dưới dạng “thuận tay trái” hay “thuận tay phải”.
Một số vi khuẩn khác, gọi là vi khuẩn tự dưỡng, thậm chí có thể tạo ra năng lượng từ những hóa chất vô cơ đơn giản như dioxide carbon, lưu huỳnh hoặc nitơ.
Do đó, nếu được giải phóng ra môi trường, các phiên bản phản chiếu của những vi khuẩn này có thể không bị hạn chế bởi nguồn dinh dưỡng.
Ngay cả khi nguồn thức ăn trong môi trường là một yếu tố giới hạn, khả năng né tránh các loại virus và sinh vật săn mồi vốn kiểm soát quần thể vi khuẩn trong tự nhiên có thể cho phép vi khuẩn phản chiếu phát triển mạnh, lấn át các loài vi khuẩn tự nhiên đang tồn tại.
Bàn tay trái và bàn tay phải có các ngón được sắp xếp theo cùng một thứ tự, nhưng là hình ảnh phản chiếu của nhau chứ không hoàn toàn giống hệt nhau. Đây là cách dễ hình dung về các phân tử đối ảnh (chiral): chúng có cùng thành phần và cấu trúc cơ bản, nhưng tồn tại dưới dạng ảnh phản chiếu của nhau. Ảnh: NASA
Trong khi mọi dạng sự sống đã biết trên Trái Đất đều sử dụng ADN “thuận tay phải”, các nhà khoa học về lý thuyết có thể tổng hợp ADN phản chiếu để tạo ra những phân tử “thuận tay trái”.
Ảnh: Getty Images
Vi khuẩn phản chiếu có thể né tránh hệ miễn dịch của cây trồng, vật nuôi và thậm chí cả các loài động vật hoang dã. Ảnh: Magic Torch
