Вы когда-нибудь задумывались, как глубоководные рыбы и другие животные могут выжить в среде, где давление воды убьет нас, людей? Согласно недавнему исследованию, секрет кроется в химическом веществе, которое естественным образом встречается в их клетках.
Во-первых, вы можете подумать, что сильное давление воды, достигающее 7,25 тонн на квадратный дюйм на дне Марианской впадины, просто раздавит человека, как жука. Однако это еще не все.
Обычно при нормальном атмосферном давлении молекулы воды внутри живой клетки образуют сеть, подобную тетраэдру. Если эта сеть меняет форму — например, из-за внешнего давления — жизненно важные биохимические процессы не могут происходить внутри клетки. Когда это происходит в масштабе всего тела, это приводит к гибели организма.
Во главе с доктором Харрисоном Лораном и профессором Лорной Дуган ученые из британского Университета Лидса обнаружили, что у глубоководных существ молекула, известная как Триметиламиноксид (ТМАО, также известен как триметиламин N-оксид), предотвращает искажение сетей молекул воды внутри клеток. Чем глубже среда обитания животного, тем больше ТМАО в его клетках.
В ходе лабораторных испытаний, пучки нейтронов обстреливали пробы воды с добавлением и без добавления ТМАО, которые хранились либо при высоком, либо при низком давлении. При анализе образцов было обнаружено, что водородные связи в молекулах воды, не содержащих ТМАО, деформировались под давлением, а молекулярные сети в целом уплотняются. Однако в образцах, усиленных ТМАО, водородные связи были прочными и стабильными, а структура сети сохранялась в исправности.
«ТМАО обеспечивает структурный спасающий якорь, в результате чего вода способна противостоять экстремальному давлению, под которым она находится», — говорит Лоран. «Результаты важны, потому что они помогают ученым понять процессы, с помощью которых организмы адаптировались, чтобы выжить в экстремальных условиях океана».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Communications Chemistry.
Источник: University of Leeds.
