Крошечные бесформенные частицы, взвешенные в воде, под воздействием наночастиц кварца образуют упорядоченные функциональные структуры. Это открытие шведских исследователей под руководством Bengt-Harald Jonsson из Linköping University может стать настоящим прорывом в области медицины и биохимии, а также добавить новые сведения о происхождении жизни.
Обычно неорганические материалы, такие как кварц, не встречаются в биологических системах, так как они разрушают структуру белков и препятствуют их работе.
Исследователи попытались смоделировать такие белки, которые наоборот, способны функционировать только на поверхности неорганического материала.
Был разработан пептид (короткий белок) со специфичным распределением положительных зарядов, который был добавлен в коллоидный раствор кварцевых частиц размером около 9 нм. В отсутствие кварца пептид не образовывал никакой структуры в растворе, однако под воздействием отрицательно заряженных шариков SiO2 он упорядочивался по спирали. В результате формировался комплекс, состоящий из наночастиц кварца и протеина.
При добавлении аминокислот пептидный комплекс проявлял каталитические свойства и функционировал подобно энзимам в живых клетках.
Были предложены возможные применения обнаруженного явления:
1) распознавание органических молекул;
2) катализ химических реакций с точным контролем «самонаводящихся» молекул для медицинских целей.
Однако результаты исследований могут также пролить свет на вечный вопрос происхождения жизни. Получается, что частицы глины могли вызвать в состоящем из пептидов и аминокислот «первичном бульоне» образование первых функциональных протеинов.
Известно, что РНК может связываться с частицами глины, чьи поверхности заряжены отрицательно. Способность пептидов и аминокислот формировать упорядоченные структуры с кварцем еще значительнее, ибо они намного разнообразнее, чем РНК.