Длительная экспозиция живых тканей на температуры, близкие к точке замерзания воды может привести к необратимым повреждениям. Микроскопические кристаллы льда разрывают на куски клетки и поглощают влагу, делая, что органы от донора не подходят для трансплантации. Поэтому органы можно охлаждать только в течение нескольких часов перед процедурой. Тем не менее, группа новых, прочных отношений антифриза – подобные вещества, которые обнаруживаются у животных очень прочных на мороз – может продлить прочность органов.

Ученые из University of Warwick в Англии вдохновили белка некоторых видов, в частности, арктических рыб и лягушек, лесных, которые не позволяют замерзнуть крови, благодаря чему эти животные могут хорошо функционировать при крайне низких температурах. Предыдущие исследования показали, что эти природные частицы, предотвращающие замерзание позволяют сохранять сердца крыс при температуре от -1,3°C до 24 часов. Однако добыча этих белков является дорогостоящим. Они кроме того очень токсичными для некоторых видов. „Долгое время предполагалось, что для решения этой проблемы необходимо создание искусственных белков о строительстве такая же, как и белки, предотвращающие замерзание, – говорит Мэтью Гибсон, химик с Уорвик, который был одним из авторов нового исследования. – Однако мы решили, что можно создать новые молекулы, которые будут работать так же, как и белки, предотвращающие замерзание, несмотря на то, что не обязательно выглядят так, как они”.

Большинство природных молекул антифриза имеет patchworkową строительство, с участками привлекающей или odpychającymi воду. Ученые не знают, каким именно образом это затрудняет образование кристаллов льда. Гибсон считает, однако, что молекулы воды могут быть хаотично притягиваются и отталкиваются, что предотвращает их спутывание в лед. Желая воспроизвести этот механизм, провел вместе с коллегами синтез спиральных молекул, которые в большинстве отталкивали воду, но содержали в своей центральной части атомы железа, которые было, что там были гидрофильные. Возникающие таким образом отношения, описанные в июле в журнале Journal of the American Chemical Society, на удивление эффективно zapobiegały образование кристаллов льда. Некоторые из них были, кроме того, не токсичен для этого маленького червя Caenorhabditis elegans, что предполагает, что они могут быть безопасными для других животных.

„Это действительно необычные частицы, потому что это не белка – это молекулы другого типа, которые пока не могут воспроизвести, хотя бы частично, действие природных белков антифриза”, – говорит Клара до Амарал, биолог из Mount St. Джозеф Университета, которая не принимала участия в этом исследовании. Частицы, предотвращающие замерзание, созданные Гибсона, однако они должны быть проверены в экспериментах с участием людей и могут представлять собой только частичное решение. „Мы пока не знаем полной картины, – добавляет к Амарал. – То, что организмы устойчивы к морозу, они не в состоянии выжить, не вытекает из одного волшебного связи. Это целый набор механизмов адаптации”.