Техника - молодёжи 1976-06, страница 13
родке кюветы. Липид образовывал плоскую мембрану, однако бляшки не «прошивали» его, как это происходит в природных условиях Они расположились по обе стороны мембраны, образовав микроскопические сферические поверхности. При освещении они генерировали электрические заряды, однако примерно в равном количестве по левую и правую стороны мембраны. И стрелка вольтметра, естественно, оставалась на нуле. Тогда пошли на такую хитрость. На отверстие в перегородке намазали чистый липид, а в одно из отделений кюветы внесли — в миллиардном количестве — бляшки. Все они оказались по одну сторону мембраны. И при включении лампы, освещающей кювету, вольтметр показал: есть электрический ток! Теперь предстояло выяснить его природу. К примеру, хлорофилл переносит электроны. Однако он работает во взаимосвязи с другими ферментами, и в электрической цепи с его участием движутся как протоны, так и электроны. А родопсин — простейший переносчик зарядов в бактерии. И оказалось, что это первый ставший известным науке биоэнергетический генератор, в котором ток обусловливается одним лишь перемещением протонов. Мощность тока, вырабатываемого родопсином, пропорциональна — до определенного предела — интенсивности падающего света. А затем наступает момент, когда все генераторы крошечной живой электростанции начинают работать на полную мощность, а ток уже не увеличивается... Для объяснения феномена необходимо изучить «механику» процесса. На очереди один из важнейших вопросов: зачем, собственно, бактерии нужно трансформировать световую энергию именно в электрическую? Экспериментальной проверке подлежит ряд гипотез. Известно, что этот процесс прямо связан с синтезом жизненно необходимых для бактерии веществ. Но, может быть, электричество помогает ей двигаться? Способствует размножению? Рис. Юрия Смирнова Сотрудники Скулачева, кандидаты биологических наук Виталий Самуилов и Леонас Гринюс, были недавно удостоены премии Ленинского комсомола за цикл работ по системе образования электрического мембранного потенциала у бактерий. Двигаясь в том же генеральном направлении, что и учитель, ученики Скулачева идут своими путями. Так, Самуилов избрал объектом изучения живые фотосинтезирующие бактерии. А .Гринюс исследует жи-г вые аэробные, то есть дышащие, бактерии, которые получают энергию для своей жизнедеятельности благодаря окислению органических соединений. Молекулярный механизм образования электрического поля в бактериальных мембранах интересует Виталия Самуилова. Он использовал в своих опытах метод прямой регистрации разности потенциалов при помощи микроэлектродов. И ему удалось показать, что свет в электричество превращают белки — комплексы хлорофилльных центров, которые можно считать принципиально новым типом биологически активных соединений. Электрическое поле, образуемое в мембранах аэробных бактерий, активно стимулирует синтез высокоэнергетических соединений. Чтобы установить это, Леонас Гринюс погружал бактерии в щелочной раствор. Благодаря пропускающей способности мембраны щелочная среда создавалась и внутри клетки. Затем бактерии быстро переносили в кислую среду. Таким образом ионы с противоположным электрическим зарядом оказывались разделенными мембраной (одни — на воле, другие — внутри клетки). И тут фермент мембраны (АТФаза) начинал энергично синтезировать АТФ Родопсин — как зрительный, так ь бактериальный — интереснейший объект для изучения. Он может стать краеугольным камнем в молодой, но бурно развивающейся «синтетической» науке — биоэнергетике. Биоэнергетика исследует явления, связанные с молекулярными меха- «...УСИЛИТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ, ФИЗИОЛОГОБИОХИМИЧ Е -СКИХ И ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА...» Из «Основных направлений развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы», утвержденных XXV съездом КПСС низмами энергообеспечения живых систем за счет использования внешних энергетических ресурсов, в первую очередь солнечных. И нынешние исследования советских ученых позволяют смело, но не слишком отрываясь от реальной почвы, фантазировать. Представьте себе солнечный пляж, на котором под горячими лучами греются миллиардные скопища бактерий. Они живут своей жизнью, растут, размножаются. А сквозь пляжный песок уходят провода, по которым течет практически бесплатная электрическая энергия... Или не менее впечатляющая перспектива. Человек, распознав механизмы преобразования живыми бактериями солнечной энергии в электричество, научился строить по их образу и подобию искусственные системы. Коэффициент их полезного действия необычайно высок, а устройство, как и устройство всего живого, отличается высокой простотой, экономичностью, эффективностью, отличается близостью к совершенству... Таковы пусть пока фантастические, но не столь уж далекие перспективы. Перспективы вполне реальные. юоА(Коот) ГЕНЕР*Г0Р моле к /л БА«\ rfPMO-РОДОПСИНА ЕЛЯШКД ИСКУССТВЕННАЯ |
