Ученые объяснили способности морских огурцов менять жесткость

Голотурии способны за несколько секунд сделаться твердыми или полужидкими. Британским биологам удалось понять, как это происходит на молекулярном уровне.

1 631
Иглокожие голотурии, или просто морские огурцы, – древние и до сих пор широко распространенные жители морей. Одной из интересных особенностей этих животных является способность быстро становиться жесткими или размягчаться в полужидкое желе, в зависимости от обстоятельств. Это обеспечивается изменениями уникальной «изменчивой коллагеновой ткани» (Mutable Collagenous Tissue, MCT). В ее основе лежат тяжи того же прочного структурного белка, который имеется в соединительных тканях большинства других животных.


Коллаген – самый распространенный белок млекопитающих, составляющий более четверти массы белков нашего организма. Из него образованы волосы и шерсть, копыта и перья. Длинные нити коллагена скручиваются в фибриллы, скрепляясь ковалентными связями. Более крупные структурные единицы образуются с участием других белков и гликопротеинов. В зависимости от особенностей устройства ткань получается более эластичной, как в коже, или более твердой, как в суставах. Но только морские огурцы и их коллагеновая ткань может менять твердость «на лету».


Эти быстрые изменения запускаются по команде нервной системы животного, но их механизм оставался неизвестным. Лишь недавно в журнале PNAS была опубликована статья Химадри Гупты (Himadri Gupta) и его коллег из Лондонского университета королевы Марии, которые выяснили, как именно голотуриям удается регулировать свою жесткость, которая, по данным измерений, может меняться в 50 раз за несколько секунд.


С помощью рентгеноструктурного анализа ученые наблюдали молекулярную структуру ткани МСТ при переходе из одного состояния в другое. Это позволило показать, что структура самих коллагеновых фибрилл при этом остается постоянной. Все происходит за счет быстрого присоединения или, наоборот, отсоединения «сопутствующих» белков и гликопротеинов, которые связывают фибриллы в более крупные структуры.


©Jingyi Mo et al., 2016


Ученые надеются, что описанный ими механизм найдет применение в искусственных материалах новых поколений, композитах для медицинской техники и роботов, способных быстро менять форму, адаптируясь под текущую задачу.
1 631

Подпишись на нашу рассылку лучших статей за неделю.

Загрузка...
Загрузка...

Комментарии

Plain text

  • Разрешённые HTML-теги: <br/>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии