Вчені виявили, що певні грибкові білки здатні викликати утворення льоду при більш теплих негативних температурах, пропонуючи потенційно безпечнішу та ефективнішу альтернативу поточним методам, таким як засів хмар на основі йодиду срібла. Результати, опубліковані в журналі Science Advances, можуть революціонізувати такі області, як зміна погоди, збереження продуктів харчування і навіть кліматичне моделювання.
Проблема з Поточною Ядерною Формацією Льоду
Традиційний засів хмар покладається на частинки, такі як іодід срібла, щоб змусити воду в хмарах замерзати, створюючи кристали льоду, які ростуть у дощ. Проте іодид срібла високотоксичний, викликаючи побоювання щодо впливу на довкілля та здоров’я. Це нове відкриття пропонує нетоксичну заміну: грибкові білки, здатні виконувати ту саму функцію.
Як Гриби Викликають Замерзання
Команда під керівництвом професора Бориса Вінатцера з Virginia Tech визначила конкретні білки всередині певних грибів (родина Mortierellacae), які діють як ефективні льодові нуклеатори. Ці білки змушують молекули води замерзати навіть за трохи тепліших температур, ніж вважалося раніше можливим. Процес імітує природну «снігову кулю», де кристали льоду ростуть у міру замерзання більшої кількості води на них, зрештою стаючи досить важкими, щоб випадати у вигляді опадів.
Несподіване Бактеріальне Походження
Цікаво, що грибковий ген, відповідальний за цю здатність до нуклеації льоду, мабуть, походить від бактерій за допомогою горизонтального перенесення генів – процесу, при якому генетичний матеріал передається між незв’язаними видами. Професор Вінатцер зазначив: «Для грибів нетипово набувати генів від бактерій, тому відкриття цього бактеріального походження було несподіваним». З того часу гриби адаптувалися і вдосконалили білок, зробивши його ще ефективнішим.
Застосування Крім Засіву Хмар
Потенційні сфери застосування сягають далеко за межі зміни погоди:
- Збереження Продуктів: Грибкові білки пропонують більш безпечне додавання для заморожування продуктів харчування порівняно з бактеріальними нуклеаторами льоду, оскільки вони не містять клітин та розчиняються у воді.
- Кріоконсервація: Ці білки можуть покращити збереження клітин (тканин, сперми, яйцеклітин, ембріонів), ініціюючи заморожування до того, як відбудеться пошкодження. Маленький молекулярний розмір забезпечує кращий захист, ніж запровадження цілих бактеріальних клітин.
- Кліматичне Моделювання: Розуміння поширеності цих грибкових молекул у хмарах може уточнити кліматичні моделі, покращуючи прогнози того, скільки випромінювання відбивається назад у космос, а скільки поглинається Землею.
«Якщо ми навчимося дешево виробляти достатню кількість цього грибкового білка, то зможемо ввести його в хмари та зробити засів хмар набагато безпечнішим», — сказав професор Вінатцер.
Чому це важливо
Це відкриття підкреслює потенціал біонатхненних технологій. Використовуючи природні процеси, дослідники можуть розробляти рішення, які є одночасно ефективними та екологічно безпечними. Довгострокові наслідки включають точніші кліматичні прогнози, більш безпечні промислові методи заморожування та стійку альтернативу токсичним агентам для засіву хмар.
Це дослідження наголошує на важливості безперервного геномного секвенування та досягнень у галузі комп’ютерних наук у розкритті прихованих можливостей природного світу.
Rosemary J. Eufemio та ін. 2026. A previously unrecognized class of fungal ice-nucleating proteins with bacterial ancestry. Science Advances 12 (11); doi: 10.1126/sciadv.aed9652.
