Грибы научились у бактерий превращать воду в лед при околонулевых температурах
Белки из почвенного мицелия связали частицы воды и запустили кристаллизацию при слабом минусе. Эти молекулы работали в виде водного раствора без привязки к липидным оболочкам живых клеток. Грибы получили такую способность от бактерий сотни тысяч лет назад через параллельный перенос генов.
Образование льда требует преодоления высокого энергетического барьера. В чистом виде вода замерзает только при -46 °C. В природе этот процесс ускоряют биологические катализаторы. Особые мембранные протеины бактерий способны создавать кристаллы уже при -2 °C.
Человек использует подобный биохимический механизм для генерации искусственного снега или управления погодой. Засев облаков заставляет атмосферную воду кристаллизоваться, тяжелеть и выпадать дождем. Обычно для облаков применяют токсичный йодид серебра. Бактериальные молекулы для этого не подходят, поскольку работают только на поверхности живой клетки.
Способность почвенных грибов выделять льдообразующие белки ученые заметили еще в 1990-х годах. Однако только сейчас биологи полностью расшифровали генетический код этого механизма у представителей семейства Mortierellaceae. Результаты опубликовали в журнале Science Advances.
Сначала биологи полностью расшифровали геномы почвенного гриба Mortierella alpina и изолята из лишайника Peltigera britannica. Внутри этой генетической базы искали участки, отвечающие за сборку льдообразующих белков. Поиск сфокусировали на последовательностях кода, генерирующих повторяющиеся мотивы из аминокислот треонина, серина и лейцина.
Анализ найденных фрагментов грибной ДНК выявил их копирование с бактериального гена InaZ. Доля гуанина и цитозина в обнаруженном гене сильно превышала типичный состав остальной хромосомы гриба. Сравнение азотистых оснований подтвердило прямое заимствование генетического рецепта у микробов.
Выяснилось, что новый грибной ген кодирует белковые цепи длиной от 606 до 990 аминокислот. Масса молекул варьировалась от 64 до 100 килодальтон. Открытые грибные катализаторы оказались заметно меньше классических бактериальных вариантов весом 120 килодальтон.
Команда ученых перенесла фрагменты кода в кишечную палочку и пекарские дрожжи, чтобы проверить функциональность. Выращенные генетически модифицированные микроорганизмы поместили в жидкость и начали плавно опускать температуру. Половина капель с новыми дрожжами замерзла при -7 °С. Модифицированная кишечная палочка кристаллизовала влагу при около -15 °С. Чистая жидкость оставалась стабильной до -23 °С.
Нейросеть AlphaFold3 показала трехмерную форму нового белка. Молекулярная нить свернулась в спираль шириной чуть больше трех нанометров. Ее центральная часть состояла из 42 одинаковых витков. Шесть атомов серы на концах молекулы сработали как прочные химические замки. Такая жесткость позволила молекуле работать прямо в воде без мембранной опоры на живую клетку. В растворе эти спирали слипались боками друг с другом и выстраивали широкую плоскую площадку для кристаллизации льда.
Промывка мицелия водой дала чистый экстракт без фрагментов стенок или мембранных пузырьков. Изолированный раствор запустил обледенение капель при температурах от -5 до -7 °С. Белки перенесли нагрев и многократные циклы размораживания без потери каталитической активности.
Свойства открытых соединений дали науке водорастворимый инструмент для конденсации влаги. Подобный биохимический аппарат может лечь в основу создания безопасных химических реагентов для контроля климата, конвейерной заморозки пищевых продуктов или криоконсервации.
Telegram 
Дзен 
VK Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.
По действующим рекомендациям, врачи обычно диагностируют анемию, когда концентрация гемоглобина падает ниже уровня, установленного рекомендациями Всемирной организации здравоохранения. Однако ученые из Университета Глазго обнаружили, что люди, у которых уровень гемоглобина был на нижней границы нормы, имели повышенный риск смерти.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.
Артем Оганов стал иностранным членом Национальной академии наук Республики Армении. В прошлом этой чести также удостоился физик Юрий Оганесян.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии