Ученые выяснили, как бактерии замораживают воду
Бактерии под названием Pseudomonas syringae, которые способны замораживать воду, используются для создания искусственного снега на горнолыжных курортах. Микробиологи из Института Макса Планка выяснили, что превращать воду в лед при температуре немного ниже точки плавления бактериям помогает специфичный белок, расположенный на их мембране.
Как сообщает Lenta.ru со ссылкой на журнал Science Advances, микробиологи из Института Макса Планка проследили молекулярный механизм образования кристаллов льда бактериями Pseudomonas syringae. Эти бактерии часто используются для создания искусственного снега на горнолыжных курортах. Кроме того, они способствуют повреждению сельскохозяйственных культур в холодное время года и участвуют в формировании облаков и осадков. Исследователи давно пытаются выяснить их роль в регулировании круговорота воды в природе и даже климата в целом.
В новом исследовании ученые смогли понять, что помогает Pseudomonas syringae замораживать воду. Они применили спектроскопию (изучение спектров различных видов излучения), основанную на сложении частот света. С помощью этого метода микробиологи смогли проследить принципы действия белка под названием inaZ, закрепленного на внешней стороне клеточной мембраны, который и провоцирует образование кристаллов льда. Активные участки этих белков способны изменять молекулы воды, применяя колебательную энергию. Гидрофильные и гидрофобные компоненты белков усиливают замерзание воды при понижении температуры. Также белковые компоненты оказались способны удалять тепло из окружающей среды.
Ученые отмечают, что результаты их исследования справедливы только для бактерий, похожих на P.syringae, поскольку другие микроорганизмы могут использовать совершенно другие методы замораживания воды. По словам микробиологов, для понимания точных механизмов замерзания воды под воздействием белков необходимы дальнейшие исследования.
Добавим, что специальные бактерии, которые заставляют воду замерзать быстрее и при более высоких температурах, производит американская компания Snowmax International. Искусственный снег, созданный с помощью этих бактерий, используют на таких курортах Швейцарии, как, например, Церматт, Давос и Ароза. Однако, по информации швейцарского издания Sonntags Blick, Snowmax делается с помощью бактерий, которые могут привести к проблемам со здоровьем.
Snowmax запрещено применять в Баварии и Австрии, Франция ввела мораторий на использование данного продукта, но в Швейцарии продолжают создавать искусственный снег с помощью специальных бактерий, что небезопасно для здоровья. Бактерии могут служить питательной средой для болезнетворных микроорганизмов. Производители Snowmax уверяют, что их оборудование абсолютно безопасно и не несет никакого вреда для здоровья человека. По их утверждению, продукт делается с помощью бактерий, которые в больших количествах содержатся в земле, воде и воздухе.