Ученые научились отделять зерна от плевел

Двусторонние микроорганизмы позволят специалистам развить новый метод отделения вредных классов химических веществ.

Ученые из Массачусетского технологического института и университета Браун, которые изучают движения бактерий, выяснили, что резкое изменение направления тока воды отделяет левшей от правшей, расталкивая микроорганизмы в противоположных направлениях.

Это открытие, а также возможность быстро и дешево разделять двурукие объекты в лабораторных условиях могут оказать сильнейшее влияние на такие отрасли промышленности, как например фармацевтическую, для которой разделение праворуких и леворуких молекул означает безопасность препаратов.

В то время как у одноклеточных бактерий нет рук, их жгутики также закручиваются либо по часовой стрелке, либо против, подобно человеческим рукам, создающим зеркальные отображения друг друга.

Это двунаправленное качество называют хиральностью, и у биомолекул подобные свойства отвечают за заживление либо нанесение вреда человеческому организму.

«Это открытие изменит наше понимание того, как водные потоки влияют на океанские микроорганизмы, в особенности на их способности добывать пищу, ведь хиральный эффект заставляет их дрейфовать без определенного курса», сообщил доцент Роман Стокер.

Один из самых известных случаев хиральности молекулы произошел в 1950-ых, когда препарат талидомид дали беременным женщинам, чтобы нейтрализовать утреннее недомогание. Один изомер талидомида действительно избавляет от тошноты, другой же ответственен за врожденные дефекты. Также существует хиральный препарат напроксен, один изомер которого является болеутоляющим средством, а второй повреждает печень.

Доцент Стокер и аспирант Маркос вместе с соавторами Генри Фу и профессором Томасом Пауэрсом из университета Браун, опубликовали результаты исследования в издании физического обозрения. Они описали процесс проектирования микрофлюидного устройства, размером с iPod nano, в котором сформированы каналы, содержащие воду и бактерии. Устройство создавалось для возможности моделирования стригущего потока смежных слоев воды, перемещающихся на разных скоростях. В ходе экспериментов Стокер и Маркос использовали неподвижную бактерию-мутанта Leptospira biflexa, чье тело имеет форму правозакрученной спирали. Ученые ввели эту бактерию в устройство и продемонстрировали, как те дрейфуют вне курса, по направлению согласно хиральности.

Однако ученые сделали больше, чем просто понаблюдали за микробами в микроскоп. Они составили подробную математическую модель процесса и теперь осуществляют новый подход для разделения объектов молекулярных размеров.

«Методы, которые применяются сегодня для разделения хиральных молекул, гораздо дороже нашего. Наша разработка является многообещающей для отрасли сельского хозяйства, пищевой и фармацевтической промышленности», заключил Маркос.

15.04.2009