Τεχνολογία: Παραγωγή ισχυρής κόλλας από… μύδια! Τι είναι το βανάδιο

Τα μπλε μύδια (Mytilus edulis) αντέχουν τα ορμητικά κύματα που τα χτυπούν καθημερινά. Καταφέρνουν να παραμείνουν προσκολλημένα στα βράχια ή σε άλλα μύδια, χάρη σε μια εξαιρετικά αποτελεσματική υποβρύχια κόλλα που παράγουν. Επειδή η επίτευξη της προσκόλλησης παρουσία νερού είναι πολύ δύσκολη, οι επιστήμονες που ενδιαφέρονται να παράγουν αποτελεσματικές κόλλες για χρήση σε υγρά περιβάλλοντα (π.χ. για χειρουργικές ή οδοντιατρικές θεραπείες) έχουν στραφεί στην έρευνα σε μύδια.

Σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε στις 07 Οκτωβρίου 2021 στο Science, μια διεθνής ερευνητική ομάδα αναφέρει ότι, μετά από δέκα χρόνια ερευνών, έχει καταφέρει να αποκαλύψει τους κυτταρικούς μηχανισμούς με τους οποίους τα μύδια κατασκευάζουν υποβρύχιες κόλλες.

«Ο συγκεκριμένος μηχανισμός με τον οποίο τα μύδια παράγουν την κόλλα τους, καλυπτόταν από μυστήριο μέχρι τώρα, επειδή όλα συμβαίνουν στο πόδι του μυδιού, και είναι καλά κρυμμένα», λέει στο ScienceDaily ο Tobias Priemel, ο πρώτος συγγραφέας στην εργασία.

“Για να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς που εμπλέκονται, εφαρμόσαμε προηγμένες φασματοσκοπικές και μικροσκοπικές τεχνικές και αναπτύξαμε μια πειραματική προσέγγιση που συνδύασε αρκετές προηγμένες και βασικές μεθοδολογίες από όλη τη βιοχημεία, τη χημεία και την επιστήμη των υλικών.”

Τα μύδια φτιάχνουν κόλλα μέσα σε 2-3 λεπτά. Συλλέγοντας πληροφορίες σε υποκυτταρικό επίπεδο, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μέσα στο πόδι του μυδιών, υπάρχουν κανάλια μικρού μεγέθους (που κυμαίνονται σε διάμετρο από το 1/10 έως το πλήρες πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας), τα οποία διοχετεύουν τις ουσίες που ενώνονται για να φτιάξουν την κόλλα. Εκκρίνονται στα κανάλια συμπυκνωμένες ρευστές πρωτεΐνες σε μικροσκοπικούς σάκους (κυστίδια) όπου αναμειγνύονται με μεταλλικά ιόντα (σίδηρο και βανάδιο, που λαμβάνονται από το θαλασσινό νερό). Τα μεταλλικά ιόντα, τα οποία αποθηκεύονται επίσης σε μικρά κυστίδια, απελευθερώνονται αργά σε μια προσεκτικά χρονομετρημένη διαδικασία, μετατρέποντας τελικά την υγρή πρωτεΐνη σε μια στερεή κόλλα.

Η συσσώρευση και η χρήση βαναδίου είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες, καθώς μόνο λίγοι άλλοι οργανισμοί έχουν βρεθεί να συσσωρεύουν βανάδιο. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη σκλήρυνση της κόλλας και συνεχίζουν να εργάζονται σε αυτόν τον τομέα.

«Τα μύδια μπορούν να κάνουν την υποβρύχια κόλλα τους μέσα σε 2-3 λεπτά αναμειγνύοντας τα μεταλλικά ιόντα με τις ρευστές πρωτεΐνες», εξηγεί ο Matthew Harrington, ανώτερος συγγραφέας στην εργασία. “Το θέμα είναι να συγκεντρώσουμε τα σωστά συστατικά, υπό τις κατάλληλες συνθήκες, χρησιμοποιώντας το σωστό χρονοδιάγραμμα. Όσο περισσότερο κατανοούμε τη διαδικασία, τόσο καλύτερα θα είναι αργότερα σε θέση οι μηχανικοί να προσαρμόσουν αυτές τις έννοιες για την κατασκευή υλικών βιολογικής έμπνευσης.”

Η ανακάλυψη θα μπορούσε να προωθήσει την παραγωγή συγκολλητικών ουσιών και πλαστικών επόμενης γενιάς υψηλής απόδοσης.