Хіміки знайшли вбудовуючий кремній фермент

Хіміки з Каліфорнійського Технічного Інституту під керівництвом Франсіс Арнольд вивели штам бактерії, що синтезує фермент, який здатний вбудовувати кремній в органічні сполуки. За словами вчених, це може стати кроком на шляху до створення життя на основі кремнію. Про це Арнольд розповіла на піврічній зустрічі Американського Хімічного Товариства в Сан-Дієго, коротко доповідь переказує Текст оригінальної наукової публікації і тез не доступний.

У своєму дослідженні автори відштовхувалися від одного з видів термофільних бактерій. Хіміки виявили, що цитохром C - фермент, відповідальний за перенесення електронів у біохімічних реакціях, - запускає в організмі ще й побічний процес, результатом якого стає приєднання атомів кремнію до вуглеводнів. Швидкість цього процесу дуже мала, проте дослідникам вдалося прискорити її майже в 2000 разів за допомогою спрямованої еволюції.

Для цього бактерії поміщали в середу, що містить з'єднання кремнію і вуглецю, видання не уточнює, які саме, і відбирали з усієї маси лише ті організми, які виробляли найбільшу кількість кремнійорганічних сполук. Потім процес повторювали і вже з нового покоління бактерій відбирали «рекордсменів». Після трьох повторів, за словами авторів, швидкість побічної реакції істотно зросла.

Дослідники відзначають, що утворюються кремнійорганічні сполуки володіють невисокою молекулярною масою. Швидше за все, зараз вони не знайдуть прямого застосування в промисловості. Разом з тим, за словами незалежного експерта, Джозефа ДеСимона (Університет Північної Кароліни), результат Арнольд відкриває нові перспективи в хімії. Зокрема, подальша робота з бактеріями може відкрити новий шлях до біосинтезу різних кремнійвмісних речовин.

Раніше інша група вчених опублікувала в журналі роботу про те, як змінюється життєдіяльність мікроорганізмів під дією високих концентрацій миш'яку. Дослідники припустили, що бактерії вбудовували миш'як замість фосфору в свою ДНК, адаптувавшись до середовища. Однак інші групи вчених спростували цей висновок, показавши що фермент, відповідальний за вбудовування фосфору, має високу «розбірливість» і не допускає включення миш'яка в ДНК.

Дослідження про вбудовуючий кремній фермент пройшло процедуру рецензування і було опубліковано в журналі. За словами авторів, ефективність ферменту приблизно в 15 разів перевершує сучасні промислові каталізатори за швидкістю роботи, крім того він володіє стереоспецифічністю - при взаємодії силанів з карбенами утворюється строго один оптичний ізомер.