Грибы способны не только расти в тенистых местах и разлагать древесину, но и оказывать влияние на погодные условия.
Исследователи выявили грибные белки, способные инициировать формирование льда при достаточно высоких отрицательных температурах — всего на несколько десятых градуса ниже нуля. Это удивительное открытие может кардинально изменить подходы к контролю за погодой, замораживанию продуктов и даже криоконсервации клеток.
Для вызова дождя человечество на протяжении многих лет применяет технологию облачного сева. Частицы-нуклеаторы распыляются из самолета в облака, вокруг которых вода кристаллизуется в лед. Кристаллы увеличиваются в размерах, становятся тяжелыми и падают вниз, по пути тая и превращаясь в дождь. В качестве традиционного нуклеатора используются кристаллы йодида серебра — опасное вещество, негативно влияющее на экологическую ситуацию. Грибной белок может стать безопасной заменой.
«Если нам удастся недорого производить достаточное количество этого грибного белка, его можно будет использовать для облачного сева, сделав процесс гораздо более безопасным», — утверждает руководитель исследования, профессор Виргинского политехнического института Борис Винатцер.
Феномен грибов, способствующих образованию льда, известен с начала 1990-х, но только недавно прогресс в секвенировании ДНК позволил расшифровать геномы грибов семейства Mortierellaceae и выявить конкретный ген, отвечающий за синтез белка-нуклеатора. При этом была обнаружена неожиданная деталь: ген, похоже, был «перенесен» предком гриба от бактерии в результате горизонтального переноса, что произошло сотни тысяч, возможно, миллионы лет назад. «Известно, что грибы могут заимствовать гены у бактерий, но это редкое явление», — признает Винатцер. — «Я не ожидал, что этот грибной ген окажется бактериального происхождения».
Основное преимущество грибного белка перед бактериальным заключается в том, что он выделяется из клетки и растворяется в воде. Бактериальный нуклеатор функционирует лишь в составе целой бактериальной клетки, что ограничивает его использование. Грибной же белок представляет собой одну четко определенную молекулу. «Это значительное преимущество для пищевой отрасли — вы работаете с одним белком и можете избавиться от всего остального», — объясняет Винатцер.
Кроме пищевой промышленности и управления погодными условиями, данное открытие имеет перспективы для криоконсервации тканей, сперматозоидов, яйцеклеток и эмбрионов. Эта технология достаточно хорошо развита, но имеет свои недостатки. Введение небольшой молекулы-нуклеатора позволяет воде вокруг клетки замерзнуть быстрее и мягче, защищая хрупкие клеточные структуры от повреждений, вызванных крупными кристаллами льда.
Таким образом, с помощью скромного гриба и науки человечество наконец-то сможет управлять дождем, замораживанием пищи и клеток осознанно и безопасно.
Фото: hi-tech.mail.ru