У грибах Fusarium acuminatum біологам вдалося відшукати білки, які допомагають запускати формування криги при температурі більш як -5 градусів Цельсія. Досі було невідомо, як саме гриби сприяють кристалізації води, але відкриття вчених свідчить, що цей механізм спільний для багатьох живих організмів. У наступних дослідженнях науковці планують з'ясувати, навіщо грибам потрібні ці «заморожувальні» білки, пише Ars Technica. Стаття дослідників опублікована у Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
Кристал криги, який з'явився у воді з екстрактами білків грибів F. acuminatum. Ralph Schwidetzky et al. / PNASM, 2023
Як гриби заморожують воду?
Ще зі школи відомо, що вода починає замерзати за температури нижче нуля градусів Цельсія. Утім, це не зовсім коректно, адже надчиста дистильована вода буде замерзати за температури -46 градусів Цельсія, тоді як у природі температуру замерзання води підвищують домішки — у тому числі й живі мікроорганізми. Різноманітні бактерії і гриби генерують білки, так звані нуклеатори криги, які прискорюють кристалізацію води й перетворюють її на кригу вже за температури від -2 градусів Цельсія. Однак, якщо у бактерій ці білки вдалося виявити, то роль грибів у кригоутворенні лишалася невідомою. Нові відомості щодо цього вдалося знайти науковцям Інституту полімерних досліджень імені Макса Планка.
Які білки знайшли вчені?
Для свого дослідження науковці виростили гриби Fusarium acuminatum, які у природі знаходять, наприклад, на плодах ківі. Спори й міцелій грибів вчені розбавили водою та почали заморожувати, кожну хвилину знижуючи температуру на градус. Виявилося, вже за температури -4 градуси Цельсія, вода почала кристалізуватися. Аналіз показав, що цьому сприяли невеликі білкові одиниці з приблизно 50 амінокислот, що набагато менше, ніж в інших мікроорганізмів, які сприяють заморожуванню. Потрапляючи у середовище навколо ці білки об'єднуються у більші структури, допомагаючи воді кристалізуватися. Схожість механізмів кригоутворення у грибів та інших живих організмів свідчить, що цей механізм може бути універсальним у природі. Тепер науковці планують дослідити, навіщо грибам і бактеріям потрібна здатність заморожувати воду.
- А необхідність ще однієї властивості грибів — світіння — допомогли розкрити світлодіоди. Виявилося, зеленим світінням гриби приваблюють комах, які допомагають поширювати спори.