Международная группа ученых под руководством Даремского университета обнаружила ранее неизвестные белки, способные сохранять стабильность в экстремальных природных условиях. Генетический материал для исследования был собран в вулканических озерах Исландии и в районе глубоководных гидротермальных источников в северной части Атлантического океана на глубине более двух километров.
Для поиска новых соединений биологи использовали методы секвенирования нового поколения, проанализировав базы данных с миллионами белковых последовательностей. Выявленные молекулы связываются с одноцепочечной ДНК и сохраняют активность при сверхвысоких температурах, значительных колебаниях кислотности и высокой концентрации солей. Определение трехмерной структуры этих белков в высоком разрешении открывает путь к их направленной модификации методами белковой инженерии.
Практическое применение находки протестировано в системах быстрой диагностики на основе метода петлевой изотермической амплификации («LAMP»). Эта технология позволяет выявлять генетический материал патогенов без применения сложного лабораторного оборудования – такие тесты особенно востребованы в полевых условиях. Добавление новых белков повысило скорость и чувствительность систем при обнаружении РНК вируса SARS-CoV-2 и ДНК других возбудителей инфекций.
По словам руководителя проекта профессора Эмке Поля, биоразведка в экстремальных средах дает ценный материал для развития биоэкономики и обучения систем искусственного интеллекта моделированию белковых структур. Сейчас исследователи разрабатывают на этой основе новые методы диагностики тропических болезней, включая лейшманиоз и болезнь Шагаса. К коммерциализации открытых молекул привлечена норвежская биотехнологическая компания «ArcticZymes».
