Биология будущего. Химики обнаружили бактерию, которая умеет использовать квантовые эффекты

12 марта 2021, 14:34

Фотосинтезирующая бактерия Chlorobium tepidum разработала необычный способ защитить свои клеточные структуры от ядовитого для нее воздействия кислорода.

Американские ученые показали, что эта бактерия используя квантовый эффект, чтобы приостановить производство энергии.

Исследование, проведенное учеными из Чикагского университета и Вашингтонского университета в Сент-Луисе, показало, как бактерия настраивает свою систему таким образом, чтобы она теряла энергию в присутствии кислорода, предотвращая разрушение клетки.

Видео дня

«Ранее ученые заметили квантовые сигнатуры, возникающие в биологических системах, поэтому задались вопросом: является ли это следствием того, что любая биология базируется на физических принципах, или это результат целенаправленного использования квантовых эффектов живыми организмами», — сказал Грег Энгель, профессор химии Чикагского университета.

Предыдущее исследование показало, как изменения в магнитном поле влияют на спин электрона в светочувствительных белках, называемых криптохромами. Этот феномен может объяснить, как некоторые животные могут обнаруживать магнитосферу нашей планеты.

В новой работе, используя метод сверхбыстрой лазерной спектроскопии для получения подробных сведений о деятельности комплекса, команда показала, как присутствие кислорода может изменить то, как энергия «направляется» от светособирающих компонентов в реакционный центр.

Они обнаружили, что пара молекул цистеина лежит в основе операции, действуя как спусковой механизм, высвобождая протон всякий раз, когда они вступают в реакцию с любым кислородом, который случайно присутствует.

Этот потерянный протон напрямую повлиял на квантовые механизмы, эффективно отводя энергию от областей, которые в противном случае были бы открыты для окисления.

Хотя это означает, что бактерия временно лишена энергии, квантовое прерывание заставляет клетку «задерживать дыхание» до тех пор, пока она не освободится от токсического воздействия кислорода.

«Простота механизма предполагает, что он может быть найден в других фотосинтезирующих организмах», — говорит ведущий автор Джейк Хиггинс, аспирант в Университете Чикаго.

Может быть, целый мир квантовой биологии ждет своего открытия.

Ранее НВ писал, что новые эксперименты показали, что цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли, могут успешно расти в марсианских атмосферных условиях.

Конечно, потребуется еще несколько ингредиентов, но когда люди доберутся на Марс, они смогут создать системы жизнеобеспечения на основе цианобактерий для среды обитания человека.

«Здесь мы показываем, что цианобактерии могут использовать газы, доступные в марсианской атмосфере, при низком общем давлении, в качестве источника углерода и азота», — сказал астробиолог Сиприен Версо из Бременского университета в Германии.

«В этих условиях цианобактерии сохранили свою способность расти в воде, содержащей только марсианскую пыль, и их можно было использовать для кормления других микробов. Это может помочь сделать долгосрочные миссии на Марс устойчивыми», — уверены авторы исследования.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X