Мэтью Гибсон (Matthew Gibson), химик из Уорикского университета, Англия, и его коллеги вдохновились белками некоторых видов арктических рыб, лесной лягушки и других животных, не позволяющими их крови замерзать, что позволяет этим животным выдерживать сильные морозы. Прежние исследования показали, что эти природные антифризы позволяют сохранять сердца крыс при температуре –1,3 ºС до 24 часов. Однако извлечение этих белков обходится слишком дорого, а кроме того, они очень токсичны для некоторых организмов. Ученые выяснили, что можно создать новые молекулы, действующие подобно молекулам природных антифризов, но не обязательно похожие на них. Свои результаты исследователи описали в статье, опубликованной в журнале Journal of the American Chemical Society.
Длительное хранение живых тканей — одна из важнейших проблем трасплантологии. Дело в том, что при температурах ниже 0 ºС у них могут возникать неустранимые повреждения, потому что микроскопические кристаллы льда способны разрывать клетки и захватывать влагу, делая донорский орган непригодным для трансплантации. Поэтому замораживать их перед процедурой трансплантации можно всего на несколько часов. Однако ряд новых устойчивых антифризов, подобных обнаруженным у некоторых наиболее «зимостойких» животных, может помочь продлить сроки хранения.
Молекулы большинства природных антифризов представляют собой мозаику участков, притягивающих или отталкивающих воду. Ученым пока непонятно, как именно препятствует этот механизм образованию кристаллов льда, но Гибсон предполагает, что он может создавать хаос, в котором молекулы постоянно двигаются, что не позволяет им группироваться в лед.
Чтобы воспроизвести этот механизм, группа Гибсона синтезировала спиральные молекулы, являющиеся в основном водоотталкивающими, но имеющие в центре по атому железа, который делает их гидрофильными. Созданные группой соединения оказались также способны предотвращать образование кристаллов льда. Кроме того, их токсичность проверяли на аскаридах Caenorhabditis elegans, и некоторые оказались как раз не токсичными, а это значит, что они могут быть безопасными и для других животных.
