Structura de reflectine a cefalopodelor, care ajută la deghizare, a fost dezvăluită

Structura de reflectine a cefalopodelor, care ajută la deghizare, a fost dezvăluită

Dacă ți-ai dorit vreodată propria ta mantie de invizibilitate, la fel ca a lui Harry Potter, în curând ar putea fi (cumva) posibil.

Vrăjitoria de a schimba culoarea, sau cel puțin de a purta ceva care își schimbă culoarea, ar putea fi mai mult decât doar fantezie. Reflectinele sunt proteinele care reflectă lumina care fac din cefalopode precum calmarul, caracatița și sepia astfel de maeștri ai deghizării. Aceste proteine ​​reflectă lumina pentru a ajuta un cefalopod să dispară în împrejurimile sale, astfel încât să pară invizibil pentru prădători. Acum, oamenii de știință de la UC Irvine și-au dat seama în sfârșit de structura reflectinelor la nivel molecular și sunt capabili să le manipuleze – aproape ca prin magie.

„Am văzut că o variantă de reflectină suferă o transformare la nivel molecular de la o structură parțial dezordonată la o structură mai ordonată atunci când este agitată într-o soluție”, Alon Gorodetsky, coautor al unui studiu publicat recent în PNAS, a spus SYFY WIRE. „Această transformare a structurii este însoțită de o evoluție a ansamblului variantei și de modificări ale proprietății de manipulare a luminii a proteinei. În esență, am demonstrat capacitatea de a controla modul în care structurile bazate pe reflectină interacționează cu lumina”.

Deoarece reflectinele nu au o structură 3D ordonată, au fost deosebit de greu de înțeles, dar sunt capabile de lucruri care par aproape fictive. Ei se pot asambla și reasambla în moduri diferite, în funcție de locul în care rătăcește un cefalopod și de ce camuflaj are nevoie, răspunzând la stimulii din jurul lor pentru a face un act de dispariție. Funcțiile lor pot fi, de asemenea, personalizate și sunt chiar compatibile cu alte sisteme biologice. Ele ar putea fi fuzionate într-o zi cu celulele umane sau ar putea ajuta la crearea tehnologiei stealth de nouă generație, dacă cineva își poate da seama cum să o facă.

Gorodetsky și echipa sa au trebuit să înțeleagă structurile ciudate ale reflectinelor înainte să se întâmple vreo magie. Studiile anterioare despre reflectine au dezvăluit o structură incredibil de complexă compusă atât din elemente primare, cât și din elemente secundare, care a fost complicată și mai mult de secvențele ciudate de molecule din care sunt formate. Folosirea lor în biomateriale va însemna găsirea unor modalități de a depăși sensibilitățile lor extreme la schimbările din mediu. Deblocarea structurii moleculare a reflectinelor este necesară pentru a crea materiale și dispozitive care funcționează ca o mantie de invizibilitate, dar nimeni nu a demistificat-o complet.

După ce au ales o variantă de reflectin mai simplă, care s-ar comporta ca versiunea mai complexă a ei însăși, Gordodetsky și echipa sa au folosit aproape toate metodele imaginabile pentru a vedea în structura sa.

„Am folosit o varietate de instrumente de calcul și experimentale, cum ar fi simulări de dinamică moleculară, împrăștiere cu unghi mic de raze X și spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară pentru a obține o perspectivă asupra geometriei și structurii la nivel molecular a proteinei”, a spus el. „Am format apoi arhitecturi mai mari din proteină folosind agitarea mecanică și le-am studiat cu microscopie cu forță atomică și microscopie holotomografică”.

Echipa a văzut că structura proteinei a fost direct corelată cu proprietățile sale optice. Adică, structura moleculară a reflectinei este ceea ce îi face posibil să schimbe culorile și să confunde rechinii flămânzi. Dacă un prădător înoată sub un calmar expus la lumina soarelui, acel calmar va părea să se amestece în apă din unghiuri diferite, în funcție de modul în care structurile din piele reflectă și împrăștie lumina. Ar putea la fel de bine să nu fie acolo.

„Având în vedere asemănarea dintre varianta noastră de reflectină selectată și cele mai cunoscute reflectine, descoperirile noastre oferă noi perspective la nivel molecular asupra relațiilor structură-funcție pentru aceste proteine”, a spus Gorodedtsky. „Microscopia holotomografică ne-a permis să măsurăm direct indicii de refracție ai arhitecturilor și a fost deosebit de importantă pentru realizarea conexiunilor între structură și proprietățile optice”.

Ceea ce reflectina a dezvăluit prin studiu a fost că structura sa 3D nu rămâne întotdeauna într-o stare de haos total, deoarece se poate transforma în ceva parțial ordonat. De asemenea, este foarte flexibil și se poate rearanja în mai multe moduri fără nicio intervenție umană. Acest lucru nu va face decât să ușureze dezvoltarea substanțelor pe bază de reflectină. Lăsând la o parte superputeri, oferă, de asemenea, o înțelegere mai profundă a structurilor din pielea cefalopodelor, cum ar fi iridoforii care își schimbă culorile folosind plăci cristaline de celule stivuite. Deși nu sunt încă pe deplin înțelese, proprietățile reflectinelor oferă mai multe informații.

Va mai trece ceva timp până când mantiile de invizibilitate vor fi de fapt un lucru. Dar când sunt, poți mulțumi unei sepie în loc de Harry Potter.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.