Vědci zjistili, že určité houbové proteiny jsou schopny vyvolat tvorbu ledu při teplejších teplotách pod nulou, což nabízí potenciálně bezpečnější a účinnější alternativu k současným metodám, jako je nasazování mraků na bázi jodidu stříbrného. Zjištění publikovaná v časopise Science Advances by mohla způsobit revoluci v oblastech, jako je úprava počasí, konzervace potravin a dokonce i modelování klimatu.
Problém se současnou tvorbou jaderného ledu
Tradiční osévání mraků se spoléhá na částice, jako je jodid stříbrný, aby způsobily zamrznutí vody v mracích a vytvoření ledových krystalů, které rostou, když prší. Nicméně jodid stříbrný je vysoce toxický, což vyvolává obavy z dopadů na životní prostředí a zdraví. Tento nový objev nabízí netoxickou náhradu: houbové proteiny, které mohou plnit stejnou funkci.
Jak houby způsobují mrazení
Tým vedený profesorem Borisem Winatzerem z Virginia Tech identifikoval specifické proteiny v určitých houbách (čeleď Mortierellacae), které fungují jako účinné nukleátory ledu. Tyto proteiny způsobují zamrzání molekul vody i při mírně vyšších teplotách, než se dříve považovalo za možné. Tento proces napodobuje přirozenou “sněhovou kouli”, kde ledové krystaly rostou, když na nich zamrzá více vody, a nakonec se stanou dostatečně těžkými, aby spadly jako srážky.
Neočekávaný bakteriální původ
Je zajímavé, že houbový gen zodpovědný za tuto schopnost nukleovat led se podle všeho vyvinul z bakterií horizontálním přenosem genů, což je proces, při kterém se genetický materiál přenáší mezi nepříbuznými druhy. Profesor Winatzer řekl: “Pro houby je neobvyklé získávat geny z bakterií, takže objev tohoto bakteriálního původu byl neočekávaný.” Od té doby se houby přizpůsobily a vylepšily protein, takže je ještě účinnější.
Aplikace nad rámec cloudového nasazování
Potenciální aplikace sahají daleko za rámec modifikace počasí:
- Konzervace potravin: Plísňové proteiny nabízejí bezpečnější doplněk ke zmrazování potravin než bakteriální nukleátory ledu, protože neobsahují buňky a jsou rozpustné ve vodě.
- Kryokonzervace: Tyto proteiny mohou zlepšit uchování buněk (tkáň, spermie, vajíčka, embrya) zahájením zmrazení dříve, než dojde k poškození. Malá velikost molekul poskytuje lepší ochranu než injekce celých bakteriálních buněk.
- Klimatické modelování: Pochopení prevalence těchto molekul hub v oblacích může zpřesnit klimatické modely a zlepšit předpovědi toho, kolik záření se odráží zpět do vesmíru a kolik je absorbováno Zemí.
„Pokud dokážeme vyrobit dostatek tohoto plísňového proteinu levně, můžeme ho injektovat do mraků a učinit množení mraků mnohem bezpečnější,“ řekl profesor Winatzer.
Proč je to důležité
Tento objev zdůrazňuje potenciál bioinspirovaných technologií. Pomocí přírodních procesů mohou výzkumníci vyvinout řešení, která jsou účinná a zároveň šetrná k životnímu prostředí. Dlouhodobé dopady zahrnují přesnější předpovědi klimatu, bezpečnější metody průmyslového chlazení a udržitelnou alternativu k toxickým mrakům seedícím činidlům.
Tento výzkum zdůrazňuje důležitost nepřetržitého genomového sekvenování a pokroků v počítačové vědě při odemykání skrytých schopností přirozeného světa.
Rosemary J. Eufemio a kol. 2026. Dříve nerozpoznaná třída plísňových led-nukleujících proteinů s bakteriálním původem. Science Advances 12 (11); doi: 10.1126/sciadv.aed9652.
