A tudomány egyik legérdekesebb területe a biológia és az éghajlattan határán helyezkedik el, ahol a legapróbb élőlények is képesek lehetnek globális folyamatokat befolyásolni. Egy nemrégiben közzétett, forradalmi kutatás szerint bizonyos gombák olyan fehérjéket termelnek, amelyek képesek a jeget viszonylag magas, nulla fok alatti hőmérsékleten kialakítani. Ez a felfedezés nem csupán elméleti jelentőségű, hanem számos gyakorlati alkalmazás ígéretét hordozza, a biztonságosabb felhővetéstől az élelmiszer-tartósításig.
Az amerikai és német kutatókból álló csapat a Mortierellaceae családba tartozó gombákon végzett részletes genetikai vizsgálatokat. A szekvenálási technikák rohamos fejlődésének köszönhetően sikerült azonosítaniuk azt a specifikus gént, amely egy különleges, jégképző fehérje kódolásáért felelős. Érdekesség, hogy a gén valószínűleg egy baktériumtól került a gomba őseibe, horizontális géntovábbítás útján, sokszáz ezer vagy akár több millió évvel ezelőtt.
A gombák által termelt fehérjék egyedülálló tulajdonsággal bírnak: vízoldékonyak és sejten kívül is aktívak. Ez lényeges különbség a korábban ismert baktériális jégképző anyagokkal szemben, amelyekhez gyakran az egész baktériumsejt jelenléte szükséges. Ez a jellemző nyitja meg az utat a biztonságosabb, környezetbarátabb alkalmazások felé, hiszen a fehérje tisztán, jól definiált formában használható fel különböző technológiákban.
A felhővetés új korszaka
A felhővetés, vagy mesterséges csapadékelőidézés hagyományos módszere az ezüst-jodid használata, amely azonban magas toxicitása miatt aggályokat vet fel. A gombák által termelt jégképző fehérje potenciálisan ideális alternatívát kínál. A Virginia Tech egyetem Boris Vinatzer professzora szerint, ha megtanuljuk olcsón és nagy mennyiségben előállítani ezt a fehérjét, akkor azt a felhőbe juttatva sokkal biztonságosabbá tehetjük a csapadékelőidézést.
A folyamat lényege, hogy a felhőbe kerülő apró részecskék, az úgynevezett jégmagok, köré a vízpára megfagy, jégkristályokat képezve. Ezek a kristályok egyre jobban növekednek, majd lehullanak a talaj felé, a légkörben olvadva esővé válnak. A gombás fehérje hatékonyabban működik magasabb hőmérsékleten is, mint sok más anyag, így hatékonyabbá teheti ezt a folyamatot.
A kutatás jelentősége túlmutat a csapadékelőidézéseken. A légkörben lévő jégképző részecskék mennyisége és típusa alapvetően befolyásolja, hogy a felhők mennyi napsugárzást vernek vissza az űrbe, és mennyi jut el a Föld felszínéig. Pontosabb ismeretük hozzájárulhat a klímamodellek finomításához, ami létfontosságú a pontosabb éghajlatváltozás-előrejelzések szempontjából.
Jéggel a mindennapokban
A felfedezés gyakorlati haszna széles körű lehet, beleértve az élelmiszeripart is. A fagyasztott élelmiszerek előállításánál a jégkristályok mérete és képződési sebessége kritikus a termék minősége és textúrája szempontjából. A gombás fehérje, mint tisztán előállítható, nem toxikus adalékanyag, segíthet a folyamat kontrollálásában, így például megőrizve a gyümölcsök vagy zöldségek sejtszerkezetét.
Egy másik ígéretes terület a krioprezerváció, vagyis a sejtek, szövetek, petesejtek és embriók hosszú távú tárolása extrém alacsony hőmérsékleten. A hozzáadott gombás jégmag korábban, magasabb hőmérsékleten indítja be a fagyást a sejtek környezetében, ami védi a sejt belsejét a lassú fagyás során képződő nagy, káros jégkristályoktól. Ez a módszer a teljes baktériumsejtek használatához képest jelentősen biztonságosabb és tisztább.
A kutatás tehát egy olyan természetes anyag felfedezéséhez vezetett, amely a mikroszkopikus világból kiindulva hatással lehet az időjárásra, az élelmiszer-előállításra, az orvostudományra és a Föld klímájának megértésére. A gombák ilyen meglepő képessége egy újabb példa arra, hogy a természet milyen rafinált megoldásokat rejt, amelyeket az emberiség okosan és felelősségteljesen kamatoztathat. A jövőben várhatóan még sok izgalmas fejleményt hozhatnak az ezen a téren folytatott vizsgálatok.
Forrás: Sci.news↗̱
© Goh et al., doi: 10.4489/kjm.20230018.
