РАН: найдены комплексы молекул, позволяющие выживать в холоде без повреждений

Российские ученые сделали значительное открытие в области молекулярной биологии, обнаружив уникальные молекулярные комплексы, которые помогают живым организмам выживать в суровых условиях, препятствуя повреждениям клеток при замерзании. Это важное достижение было представлено Институтом химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН, где исследователи настаивают на том, что понимание строения и механизмов действия лед-связывающих белков откроет новые перспективы для создания их искусственных аналогов. Эти аналоги могут быть использованы как в медицине, так и в пищевой промышленности.

В дикой природе лед-связывающие белки встречаются у ряда организмов, включая арктических рыбы, некоторые виды насекомых и морозоустойчивые растения. Эти молекулы играют ключевую роль в адаптации данных организмов к низким температурам. Исследователи ИХБФМ СО РАН синтезировали один из таких белков в гомогенном препарате и провели его детальное изучение совместно с коллегами из Московского физико-технического института (МФТИ). В ходе экспериментов применялись современные методы анализа, такие как масс-спектрометрия и компьютерное моделирование.

Согласно сообщениям пресс-службы института, при исследовании раствора белка ученые обнаружили молекулярные комплексы, которые увеличиваются в размере с понижением температуры. Это связано с тем, что такие комплексы значительно увеличивают площадь взаимодействия со льдом, препятствуя его росту или изменяя форму кристаллов льда так, что они становятся менее разрушительными. Данные механизмы позволяют живым организмам защищать свои клетки от повреждений, вызванных замерзанием воды. Белок, имеющий исключительно малый размер, образует структуры, которые оптимизируют его взаимодействие с поверхностью льда.

Дальнейшее изучение структуры этого белка и выяснение, с какими аминокислотными остатками он взаимодействует со льдом, может привести к созданию искусственного белка-антифриза. Такой уровень научных исследований обещает революционные изменения в ряде областей. Возможно применение этих биоматериалов в криоконсервации клеток, тканей и органов, что критически важно для медицины. Кроме того, технологии на основе лед-связывающих белков могут существенно улучшить методы хранения и транспортировки продуктов питания, позволяя сохранить их потребительские свойства на длительное время.

Также применение искусственных белков-антифризов в аэрокосмической сфере может стать следующим шагом к созданию эффективных покрытий для защиты от обледенения. Это будет актуально как для солнечных панелей, так и для ветряных турбин, что повысит их эксплуатационные характеристики и надежность. Не исключено, что на основе этих исследований в будущем будут разработаны технологии, которые могут радикально изменить подходы к решению актуальных задач в самых разных отраслях.

Ранее «ЭкоПравда» информировала о том, что Аэрофлот внедрит нейросеть в свою деятельность.