Белки решают проблемы. А направляя эволюцию, ученые создали качественно новый белок, который может связывать воедино углерод с кремнием, чего в природе не бывает в принципе. Такая инновация может изменить очень многое, от лекарство до светодиодов, от полупроводников до компьютерных дисплеев.
Направленная эволюция: создание иной жизни

Кремний — это второй по количеству элемент в коре Земли, но в естественных условиях он не соединяется с углеродом. А значит, производителям приходится прибегать к искусственным методам, чтобы делать вещества, соединяющие их, вроде кремний-органических составов.

До недавних пор совместить два этих элемента в природе не могли, но теперь доктор Фрэнсис Арнольд из Калифорнийского технологического института с помощью искусственного метода селекции под названием направленная эволюция смогли соединить их, превысив любые технологические методы по всем показателям.

«Это прекрасная демонстрация того, как быстро природа может приспособиться к решению проблем, — говорит Арнольд. — Все природное разнообразие может выдержать совершенно новую химию, если предоставить для нее новые ниши».

Арнольд с командой начали с белка, найденного в генной последовательности Rhodothermus marinus, бактерии, которую изначально нашли в исландских горячих источниках. Обычно белок транспортирует электроны вокруг клетки. Но эксперименты показали, что он может создавать те типы связей, которые нужны исследователям.

Ученые синтезировали протеин в E. coli и модифицировали его с помощью случайных мутаций кода ДНК. Каждый раз они выбирали наиболее многообещающих кандидатов и снова запускали мутации. После трех раундов такого рода мутаций получившийся белок смог связать углерод с кремнием в 15 раз эффективнее синтетика. К тому же он оказался более надежным и без вредных побочных продуктов, а благодаря своему происхождению из геотермальных источников, он еще и крайне устойчив.

Новое открытие не только может помочь в разработке новых материалов и лекарств, но также ответить на вопросы, как могла бы выглядеть кремниевая жизнь на других планетах.