Защита для Соляриса

Ультрафиолет в составе солнечного света буквально атакует ДНК живых клеток.
Фото Григория Тамбулова (НГ-фото)

Римляне называли соляриумом не только солнечные часы (от Sol – солнце), но также балконы и террасы, обращенные на солнечную сторону. Станислав Лем, известный польский фантаст, представил миру свой «Солярис», по которому Андрей Тарковский поставил фильм, рассказывавший об опасности контактов с внеземным разумом. Думается, что эта пугающая перспектива еще далеко.

Гораздо опаснее для биосферы те ультрафиолетовые лучи, которые в составе солнечного света буквально атакуют ДНК живых клеток, несущую генетическую информацию. Ультрафиолет буквально рвет цепи вещества генов, что ведет к нарушению их работы. Ультрафиолет опасен и для солнечных батарей. Все знают, что на ярком солнечном свете в результате разрушающего действия ультрафиолетовых лучей все выгорает, а кожа в результате солнечного ожога не только «сгорает», но и дает опухоли.

Что же делать с ультрафиолетовой опасностью? Мы только сейчас обратили свои взоры в сторону дневного светила, предоставляющего нам неисчерпаемый и возобновляемый источник энергии высочайшей интенсивности. Несомненно, что именно эта энергия дала толчок зарождению миллиарды лет тому назад жизни на Земле, в результате чего первые клетки тех же сине-зеленых водорослей – цианобактерий – столкнулись с проблемой надежной защиты их ДНК от деструктивного воздействия ультрафиолетовых квантов (фотонов). Напомним, цианобактерии океанов – основной источник кислорода на нашей планете.

Специалисты отдела биохимии и молекулярной фармакологии Гарвардского университета решили более детально изучить защитные системы этих примитивных – не имеющих даже ядра – клеток. То есть ДНК цианобактерий не прикрыта защитным экраном ядерной оболочки. Ученые, занимающиеся изучением фотосинтеза, давно знают, что нежные и хрупкие молекулы хлорофиллов (их несколько в клетках зеленых растений) надежно прикрыты молекулами ксантофилла и флавинов, которые «гасят» ультрафиолетовые кванты высокой энергии. Низшие растения до таких сложных молекул еще не доросли, поэтому и их «солнечные экраны» намного более примитивны, однако не менее эффективны. Одним из них является микоспорин, выделенный из грибковых спор. Близки к нему и микоспоринподобные аминокислоты. Ученые подчеркивают, что «солнечные экраны» широко распространены в самых разных группах организмов и характеризуются уникальной химической структурой. Их известнейшим «родственником» является циклоспорин – кольцо-цикл из 11 аминокислот, активно подавляющий иммунную реакцию отторжения.

Во всем вышеупомянутом нет ничего нового, но гарвардцам удалось выделить кластер генов, управляющих синтезом микоспорина. Подобные генетические «гроздья» выявлены и у других организмов, что говорит о большой важности «экранов» для живых клеток. Древность и эволюционная консервативность четырех важнейших ферментов позволила им работать в клетках других бактерий, в которые были перенесены их гены.

Новое открытие сулит немалые перспективы. Можно предположить использование «солнечных щитов» у людей, кожа которых излишне реагирует на солнечные лучи. Известно, что это происходит, в частности, у людей с так называемой ксеродермой пигментоза (Хеroderma pigmentosa – XP). Это состояние высокой предрасположенности к раку. Но не менее важно использование «солнечных щитов» и в промышленных солнечных батареях, разрушающихся под действием ультрафиолета. Остается только разработать метод введения их молекул в «стеклопакеты» батарей, но за этим, думается, дело не станет.