Исследователь изучает магнетосомы — одну из самых загадочных тайн природы

Исследования Эми Монингтон в докторантуре Университета Хаддерсфилда вносят ключевой вклад в работу по разгадке одного из самых интригующих процессов в природе.

Магнитотактические бактерии — это организмы, которые формируют инкапсулированные в мембрану наночастицы, известные как магнетосомы. Магнетосомы позволяют бактериям ориентироваться вдоль линий магнитного поля Земли для миграции в более благоприятные условия.

Магнетосомы содержат оксид железа — магнетит (Fe₃O₄), который также обнаружен у более сложных организмов, таких как медоносные пчелы, лосось и голуби, и, предположительно, играет ключевую роль в навигации.

Хотя магнитотактические бактерии были открыты в 1975 году, процесс образования их кристаллов магнетита до сих пор полностью не изучен.

Кафедра химических и биологических наук Университета Хаддерсфилда работает над проектом, цель которого — лучше понять формирование магнетита. Это основа докторской диссертации Эми Монингтон и проекта под руководством доктора Дэвида Кука.

Несмотря на химическое образование, Эми проводит исследования не в лаборатории, а за компьютером. Коллеги из Университета Лидса выполняют экспериментальную работу, но, по словам Эми, вычислительное моделирование стало высокодополняющим и столь же важным инструментом для такого рода исследований.

Недавно она представила доклад «Понимание биоминерализации магнетита в магнитотактических бактериях» на конференции CCP5 в Университете Хаддерсфилда, которая собрала мировых экспертов по вычислительному моделированию жидкостей и твёрдых тел.

Эми начала работу над PhD сразу после получения степени бакалавра в области судебной и аналитической науки в Университете Хаддерсфилда. Доктор Кук, соруководитель конференции CCP5, был её научным руководителем по проекту, связанному с траекторией полёта пули, который впервые познакомил её с вычислительной наукой. После выпуска её пригласили присоединиться к проекту по биоминерализации.

Его первоначальная цель — выяснить, как кристаллы магнетита формируются внутри магнитотактических бактерий, с конечной целью понять процессы биоминерализации в целом, чтобы сделать возможным коммерческое производство магнетита и других биоминералов.

Ранее рассматривались многочисленные коммерческие применения наночастиц магнетита, включая их использование в качестве контрастных агентов для МРТ и специфичных к опухоли носителей лекарств.

Однако, как отмечает Эми, такие применения в настоящее время не являются коммерчески жизнеспособными.

«Это связано с тем, что механизмы биоминерализации до конца не известны, поэтому производство магнетита в промышленных масштабах является трудоёмким и дорогостоящим», — объясняет она. — «Мы пытаемся понять эти процессы, чтобы иметь возможность производить частицы более экономично».