клетки животного и растительного мира планеты Земля.
Галофилы уникальные бактерии. Вероятно, они относятся к архибактериям, то есть к старейшим на планете, и возникли, быть может, десятки миллионов лет назад. Вероятно, тогда было мало кислорода и много солнечного света? Однозначного ответа нет.
Бактерии эти палочкообразной формы, длиной 5-10 микрон. Часть оболочки занимают фиолетовые пятна - участки оболочки, содержащие молекулы бактериородопсина. Под электронным микроскопом видно, что молекулы расположены строго периодично, напоминая плоский кристалл.
Если этот участок оболочки выделить из бактерии, то у нас в руках окажется биологический фотохромный элемент в виде пленки толщиной пять тысячных микрона и площадью около одного микрона. Под воздействием света она из фиолетового превращается в желтую и остается ею, пока не выключат свет. В темноте за одну сотую секунды возвращается в свое исходное состояние, становится фиолетовой. Переходы могут повторяться неограниченное количество раз, цикличность такого природного биохрома необычайно высока.
В 1978 году в одном из институтов Биологического центра Академии наук СССР, что расположен в подмосковном городе Пущино, из таких микропленок сделали фотохромную пленку нормального размера. Результаты испытаний удивили специалистов-фототехнологов, которые привыкли видеть в белке нечто неустойчивое, разваливающееся (денатурирующее) при малейшем повышении температуры, требующем специальных условий хранения. Считалось, что биологический фотохром - экзотика. Думали, что он работать в приборах и аппаратах не сможет.
Биохромные пленки оказались необычайно устойчивыми, выдерживают кипяток, жесткое излучение, действие кислот, мощное лазерное излучение и т. д. Кристаллическая упаковка белковых молекул бактериородопсина не позволяет им разрушаться при самых жестких внешних воздействиях. Это и отличает бактериородопсин от зрительного родопсина, который не кристаллизован и легко распадается на составные части даже под слабым светом.
Выращивают галофилы в специальных культиваторах-люмостатах.
Каждые четыре дня собирают “урожай” в виде биомассы из миллиардов бактерий. Их помещают в обычную воду, и каждая бактерия взрывается в прямом смысле этого слова, ее разрывает избыток соли. Это называется осмотическим шоком. Все органеялы бактерии и ее оболочка распадаются на мельчайшие фрагменты, а участки с бактериородопсином остаются невредимыми. Они тяжелее “мелочи”, на которую распалась бактерия, в центрифуге они оседают на дно. Так получают суспензию этих фрагментов биохромных микропленок. Их смешивают с раствором полимера или желатины (она применяется для изготовления обычных фотопленок) и наносят в виде тонкого слоя на стеклянные пластины или на прозрачную ленту. Сегодня это редкий, если не единственный случай, когда автором и производителем фотоматериала является природа.
Использование бактерий для производства необходимых нам белков - это биотехнология. Недавно возникло новое направление - биоэлектроника. И, конечно, появятся новые направления науки и техники, названия которых будут начинаться с приставки “био”: биочипы, биокомпьютеры, биосенсоры, биомикроустройства и биомакроустройства. Эта биотехника объединяет физику, химию, электронику с биологией.
Биотехнология - огромная отрасль науки с множеством направлении.
Поиск новых фоточувствительных белков продолжается. В той же галофильной бактерии обнаружено еще два белка. Один отвечает за фототаксис, управляет движением бактерии. Под воздействием солнца она опускается на глубину, при отсутствии света поднимается к поверхности.
Другой белок за счет света “перетаскивает” ионы хлора через оболочку бактерии и таким образом поддерживает одинаковые концентрации соли снаружи и изнутри бактерии. Если баланс концентраций нарушится, то бактерию разорвет, то есть произойдет осмотрительный шок.
В известной по школьным учебникам инфузории-туфельке обнаружен… зрительный родопсин! Удивительный этот факт показывает, как мало мы еще знаем. Зачем инфузории зрительный родопсин? Неизвестно.
Родопсинов в природе много. В глазах рыб, насекомых, птиц; родопсины отличаются типами белков, цветом, механизмом преобразования света.
Бактериородопсиновую молекулу можно “разобрать” на две части: белковую часть и ретиналь (витамин А). Вместо ретиналя можно синтезировать его аналог и снова “собрать” молекулярный комплекс. Мы получим аналог бактериородопсина, цвет которого будет зависеть от типа аналога.
Соответственно и пленки биохром будут разного цвета: желтые, оранжевые, синие, красные. Изменяется и время хранения записанного изображения. В некоторых пленках из аналогов оно в тысячи раз больше, чем в естественном бактериородопсине.
Для удлинения времени хранения записи можно добавлять различные химические и органические элементы в смесь бактериородопсина и полимера или изменять условия выращивания галофилов. Генная инженерия может заставить синтезировать молекулы бактериородопсина негалофильные бактерии, например, кишечную палочку. Микробиологи изменяют природные галофильные бактерии так, что те увеличивают “производительность труда”, нарабатывают бактериородопсина больше, чем природные (дикие) штаммы.
Ожидается, что на их основе можно делать оптические диски для так называемой динамической памяти, необходимые для устройств обработки информации.
Мы рассказали только о бактериородопсине, только об одном его свойстве - фотохромности. Но он способен превращать световую энергию в электрическую, изменять цвет под действием электрического поля. Он идеальный электрет. Обладает прямым и обратным пьезоэффектом. Он универсал.
ОКТЯБРИН БАЛАБАНОВ ТАЙНЫ ТИБЕТСКОЙ МЕДИЦИНЫ
Научно-популярный фильм Свердловской киностудии “Тайны тибетской медицины” вызвал большой интерес зрительской аудитории. Членкорреспондент АМН СССР, профессор Б. Петров так отозвался о работе свердловских кинематографистов: “Тема работы актуальна и заслуживает одобрения. Большой интерес к тибетской медицине как среди врачей и ученых, так я среди широких кругов населения наталкивается на полное отсутствие литературы по этой теме. Появление научно-популярного фильма о тибетской медицине отчасти заполнило этот пробел… Фильм правильно трактует сложную историко-медицинскую проблему, не преувеличивая и не преуменьшая значения тибетской медицины, верно расценивает как положительные, так и сомнительные ее стороны…”
НА ПУТИ К ИСТОЧНИКАМ ТАЙН
Из прекрасных камней прошлого сложите ступени грядущего.
Ю. Н. Рерих
Навстречу неслась разноголосая степь. Было такое чувство, будто мы летели над ней, похожей на огромный цветущий ковер. В этих местах даже солнце другое - огромное, оранжевое и, кажется, совсем близкое. Степной воздух, насыщенный настоем трав, кружил голову. В нем была острая пронзительность и в то же время какая-то особая мягкость, которая облегчала дыхание…
Встревоженные шумом суслики стояли на задних лапках и, вытянув шеи, провожали взглядом убегающие машины.
Мы ехали в буддийский монастырь- дацан. От Улан-Удэ он всего в нескольких десятках километров. Впереди показалось строение, напоминающее древний иероглиф. На фоне неба очертания монастыря были четкими, словно кто-то обвел их тушью. Даже издали были различимы и позолота, и ажурная резьба, и многослойность крыши. Притягательный “восточный” колорит…
Молчаливые бритоголовые монахи в темно-синих халатах сдержанно поприветствовали нас и жестом указали на приоткрытую калитку. С первых шагов удивил перезвон сотен развешанных всюду колокольчиков и шелест разноцветных, играющих на ветру ленточек. Какой-то маленький человечек стоял рядом с
