Ученые обнаружили бактерии, обладающие суперспособностью

Опубликовано 25 апреля 2016 в 18:02
0 0 0 0 0

Микробиологи из Института Макса Планка подробно изучили молекулярные механизмы, благодаря которым бактерия, которая носит название Pseudomonas syringae, обладает способностью замораживать окружающую ее воду. Ученые обнаружили, что структура специфичного белка на мембране бактерии, способна усиливать образование льда. Результаты были опубликованы в журнале Science Advances.


Фото: James Kremer And Sheng Yang He

Насколько известно чистая вода способна замерзнуть при гораздо более низкой температуре (до -36 градусов Цельсия), что называется сверхохлаждением воды. Некоторые микроорганизмы имеют на поверхности своей мембраны белки, которые провоцируют образование кристаллов льда при температуре немного ниже точки плавления. Это нужно затем, чтобы лед, способный повредить клетки, образовывался на относительно безопасном расстоянии.

Бактерия Pseudomonas syringae представляет один из таких микроорганизмов, ее не редко применяют для создания искусственного снега для зимних спортивных площадок. Также важную роль она играет в повреждении сельскохозяйственных культур в холодное время года, участвует в формировании облаков и осадков, и привлекает все большее внимание исследователей, как один из факторов, регулирующий круговорот воды в природе и даже климат в целом.

Целью исследований было выяснить, что на самом деле происходит на границе раздела двух фаз: воды и мембранной поверхностью P.syringae. Ученые применили спектроскопию, в основе которой лежит сложение частот света, это позволяет понять, как формирование водородных связей между молекулами воды и белками бактерий приводит к упорядочиванию структуры воды.

Белок, который используется бактериями для замораживания окружающей их воды, называется inaZ. Он закреплен на внешней стороне клеточной мембраны и имеет активные участки, провоцирующие образование кристаллов льда. Результаты показали, что структура этих участков, которая могла бы служить своего рода шаблоном для ориентации молекул воды, не достаточна для образования льда, как предполагали ранние гипотезы, однако может играть важную роль в этом процессе. Так, гидрофильные и гидрофобные компоненты белков усиливают замерзание воды при понижении температуры. Также белковые компоненты оказались способны удалять тепло из окружающей среды.

Исследователи подчеркивают, что нужны дополнительные исследования, чтобы можно было выяснить точные молекулярных механизмы, задействованные в формировании кристаллов льда в жидкой воде. Помимо этого, полученные данные остаются справделивыми только для бактерий, похожих на P.syringae, так как другие микроорганизмы могут использовать совершенно другие методы замораживания воды.

0 0 0 0 0
Вконтакте
facebook