Превышение уровня дейтерия обнаружено в костях морских млекопитающих
Используя новый метод анализа, разработанный в KI, команда ученых под руководством Романа Зубарева обнаружила в костях тюленей в два раза больше дейтерия, чем в морской воде; дополнительный дейтерий не может поступать из рациона тюленей.
Химическая масса элемента включает в себя все стабильные изотопы и их естественное количество. Поскольку водород является одним из самых важных элементов для жизни, знание его химической массы имеет особое значение. Химическая масса водорода складывается из массы и содержания двух его стабильных изотопов - самого водорода и его тяжелого изотопа дейтерия.
"До сих пор считалось, что обилие дейтерия на Земле меняется лишь на ±15% по сравнению с морской водой. И часто предполагалось, что когда это содержание в биологических образцах отклоняется, то это связано с рационом питания или питьевой водой", - сказалт Роман Зубарев, профессор кафедры медицинской биохимии и биофизики.
Однако, используя новую аналитическую методику, разработанную в KI, команда ученых под руководством Романа Зубарева обнаружила в некоторых образцах отклонения, в десять раз превышающие норму. В частности, оказалось, что белок коллагена, полученный из костей морских млекопитающих, таких как тюлени, дельфины и киты, содержит более чем в два раза больше дейтерия, чем морская вода.
Удивительно, но такое большое обогащение дейтерием обнаружено только в двух аминокислотах белка, а именно в пролине и его производном гидроксипролине, в то время как другие аминокислоты не показывают больших отклонений. Дополнительный дейтерий не мог быть получен из пищи, поскольку для этого источник питания должен был бы иметь еще более высокое содержание дейтерия.
С другой стороны, эти две аминокислоты являются наиболее важными для стабильности коллагеновых нитей, которые придают прочность и эластичность костям животных. Таким образом, была выдвинута гипотеза, что обогащение дейтерием пролина и гидроксипролина делает молекулы коллагена более прочными и устойчивыми к износу.
Такая особенность была бы особенно важна для глубоко ныряющих животных, особенно тюленей, кости которых испытывают огромные нагрузки, когда они охотятся на крупную добычу и иногда борются за жизнь в сотнях метров под водой. Действительно, кости тюленей показали наибольшее обогащение дейтерием среди всех исследованных морских животных.
Однако все попытки воспроизвести обогащение дейтерием коллагена в лабораторных условиях до сих пор не увенчались успехом. Таким образом, происхождение дополнительного дейтерия, а также механизм его обогащения в пролине и гидроксипролине остаются загадкой. Однако ясно, что старая поговорка о том, что ты есть то, что ты ешь, нуждается в пересмотре.
Команда, сделавшая это открытие, планирует теперь подать заявку на грант, чтобы расширить поиск ответов на эти загадки. Им необходимо проанализировать больше костей и провести больше экспериментов, проверяя различные гипотезы относительно механизма обогащения дейтерием.
"В конце концов, нам нужно знать - если мы не то, что мы едим, то кто мы?" - говорит Роман Зубарев.
