Біологія майбутнього. Хіміки виявили бактерію, яка вміє використовувати квантові ефекти

12 березня 2021, 14:34

Фотосинтезуюча бактерія Chlorobium tepidum розробила незвичайний спосіб захистити свої клітинні структури від отруйного для неї впливу кисню.

Американські вчені показали, що ця бактерія використовує квантовий ефект, щоб призупинити виробництво енергії.

Дослідження, проведене вченими з університету Чикаго і Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, показало, як бактерія налаштовує свою систему таким чином, щоб вона втрачала енергію в присутності кисню, запобігаючи руйнуванню клітини.

Відео дня

«Раніше вчені помітили квантові сигнатури, що виникають в біологічних системах, тому задалися питанням: чи є це наслідком того, що будь-яка біологія базується на фізичних принципах, або це результат цілеспрямованого використання квантових ефектів живими організмами», — сказав Грег Енгель, професор хімії Чиказького університету .

Попереднє дослідження показало, як зміни в магнітному полі впливають на спін електрона в світлочутливих білках, званих кріптохромами. Цей феномен може пояснити, як деякі тварини можуть виявляти магнітосферу нашої планети.

У новій роботі, використовуючи метод надшвидкої лазерної спектроскопії для отримання детальної інформації про діяльність комплексу, команда показала, як присутність кисню може змінити те, як енергія «направляється» від світлозбиральних компонентів в реакційний центр.

Вони виявили, що пара молекул цистеїну лежить в основі операції, діючи як спусковий механізм, вивільняючи протон щоразу, коли вони вступають в реакцію з будь-яким киснем, який випадково присутній.

Цей втрачений протон безпосередньо вплинув на квантові механізми, ефективно відводячи енергію від областей, які в іншому випадку були б відкриті для окислення.

Хоча це означає, що бактерія тимчасово позбавлена енергії, квантове переривання змушує клітину «затримувати дихання» до тих пір, поки вона не звільниться від токсичного впливу кисню.

«Простота механізму передбачає, що він може бути знайдений в інших фотосинтезуючих організмах», — говорить провідний автор Джейк Хіггінс, аспірант в Університеті Чикаго.

Можливо, цілий світ квантової біології чекає свого відкриття.

Раніше НВ писав, що нові експерименти показали, що ціанобактерії, також відомі як синьо-зелені водорості, можуть успішно рости в марсіанських атмосферних умовах.

Звичайно, буде потрібно ще кілька інгредієнтів, але коли люди доберуться на Марс, вони зможуть створити системи життєзабезпечення на основі ціанобактерій для середовища проживання людини.

«Тут ми показуємо, що ціанобактерії можуть використовувати гази, доступні в марсіанській атмосфері, при низькому загальному тиску, як джерело вуглецю і азоту», — сказав астробіолог Сипрієн Версо з Бременського університету в Німеччині.

«У цих умовах ціанобактерії зберегли свою здатність рости в воді, що містить тільки марсіанський пил, і їх можна було використовувати для годування інших мікробів. Це може допомогти зробити довгострокові місії на Марс стійкими», — впевнені автори дослідження.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X