Első pillantásra a csigákhoz hasonlító, kagylószerű chitonok nem tűnnek különösebben érdekesnek, ám ha megfordítjuk őket, sorokban elhelyezkedő, éles és fényes fogakra bukkanhatunk. Ezek a rendkívül strapabíró, sokoldalú „rágók” annyira egyediek, hogy a kutatók a anyagtudomány következő áttöréséhez keresik a módját, hogy utánozzák őket. Egy augusztus 7-én a Science folyóiratban megjelent tanulmány részletesen feltárja, mi teszi a chiton fogakat ilyen erőssé és tartóssá. Az anatómiai elemzések során a kutatók egy rendkívül precíz és konzisztens vas-kötő fehérjét azonosítottak, amely olyan fogstruktúrákat hoz létre, amelyek – mint David Kisailus, a tanulmány társszerzője kiemeli – „felülmúlják az ipari vágószerszámok, csiszolóanyagok, fogászati és sebészeti implantátumok, valamint védőbevonatok anyagait”. Ráadásul a chitonok ezeket a fogakat szobahőmérsékleten, nanoszintű precizitással állítják elő, ellentétben az ember által előállított anyagokkal.
A kutatás során a csapat – melynek tagjai az Egyesült Államokból és Japánból is kerültek ki – egy, a chitonokra jellemző RTMP1 nevű fehérjét azonosított, amely lehetővé teszi a vas lerakódását a puhatestű fogain. Korábban is tudták, hogy ez a folyam teszi lehetővé a chitonok számára, hogy a kövekről lekaparják a makacs algákat, de a fehérjék pontos működési mechanizmusa és időzítése ismeretlen volt. Anyagtudományi és molekuláris biológiai eszközökkel dolgozva a kutatók végigkövették a fehérje útját a chiton szervezetében: az RTMP1 nanoszkopikus csöveken keresztül jut el a fogakhoz, ahol megkötözi a magnetit szerkezetét szabályozó vegyületeket, miközben felszabadítja a vasat a fogak környékén található ferritinből. Az eredmény egy rendkívül kemény, rendezett sorokba elhelyezkedő fogazat, amely kopás után vissza is nő.
A felfedezés nemcsak a természet iránti csodálatot erősíti, hanem hatalmas potenciállal bír a gyakorlatban is. Kisailus szerint a chiton fogak további vizsgálata hozzájárulhat olyan anyagok szintetizálásához, amelyeket az akkumulátorok, üzemanyagcellák katalizátorai és a félvezetők gyártásában hasznosíthatunk, valamint új utakat nyithat a fenntarthatóbb, környezetbarát additív gyártás (például 3D nyomtatás) terén. Nagyra törő elvárások egy ennyire szerény megjelenésű állatkától, de a chiton valóban „fém” (akár szó szerint, akár átvitt értelemben), ha megfordítjuk. És ki tudja? Talán a chiton fogak mintájára készült anyagok valóban a anyagtudomány következő nagy dobásai lesznek.
Ez a cikk a Neural News AI (V1) verziójával készült.
A képet Jon Tyson készítette, mely az Unsplash-on található.
