Разгадан секрет производства природного солнцезащитного крема

Ученые выяснили механизм синтеза природных солнцезащитных молекул синезеленых водорослей, что может привести к появлению на рынке широко доступных солнцезащитных кремов, изготовленных без применения небезопасных нанотехнологий, сообщает журнал Science.

Авторы публикации, группа ученых из Гарвардской медицинской школы выяснила механизм производства специальных солнцезащитных молекул, называемых микоспоринами, которые вот уже более 3,4 миллиарда лет защищают морские микроорганизмы от жесткого ультрафиолетового излучения.

Теперь, используя методы генной инженерии, производство этого вещества можно наладить в больших масштабах с использованием других микроорганизмов, например, безвредных для человека кишечных палочек E.сoli. Справедливости ради стоит отметить, что кремы от загара на основе таких биологических молекул уже доступны потребителю, однако в настоящее время выпускаются очень ограниченно, так как их ключевой компонент приходится добывать прямой экстракцией микоспоринов и микоспориноподобных аминокислот из цианобактерий.

Цианобактерии - это первые фотосинтетические организмы, заселившие поверхностные воды мирового океана миллиарды лет назад. В те времена атмосфера Земли была практически лишена свободного кислорода, а потому защитного слоя озона в ее верхних слоях не существовало. По этой причине морским микроорганизмам, использовавшим энергию Солнца для своей жизнедеятельности, пришлось разработать собственный механизм защиты от ультрафиолета, разрушающего ДНК клеток.

Для этого цианобактерии и научились синтезировать микоспорины, поглощающие вредоносные лучи. Несмотря на то, что изучением структуры и механизмов действия микроспоринов ученые занимаются уже не первый год, до сих пор никому не был известен механизм их биологического синтеза.

Для прояснения этого вопроса группа Эмили Балскус (Emily Balskus) изучила геном цианобактерии Anabaena variabilis, в результате чего сумела выделить кластер (небольшую группу) генов, предположительно отвечающих за синтез микоспоринов. Внедрив эти гены в E.coli, не способные к подобному производству, ученые обнаружили, что и кишечные палочки начали генерировать этот тип солнцезащитных молекул.

После этого авторы публикации выделили четыре фермента, отвечающие за синтез микоспориноподобных аминокислот. Как выяснилось, каждая из таких молекул состоит из двух индивидуальных аминокислот, сочлененных между собой через центральную органическую функциональную группу. Именно это сочленение и отвечает за поглощение той или иной части ультрафиолетового спектра солнечного света.

Авторы статьи отмечают, что получаемые таким образом биологические солнцезащитные молекулы могут прийти на смену современным массовым кремам от загара, содержащим в своем составе ультрадисперсные частицы неорганических веществ. Такие кремы, как уже показали ученые, могут быть небезопасны при случайном проглатывании из-за негативного воздействия на слизистые оболочки организма содержащихся в них наночастиц.

"Пока что мы не можем сказать, окажутся ли биологические солнцезащитные кремы лучше современных искусственных, так как это относительно новый продукт на рынке, однако они действительно обладают нужными солнцезащитными свойствами", - сказала Балскус, слова которой приводит интернет-издание New Scientist.