Υπάρχει ένα δηλητηριώδες σκουλήκι του οποίου οι τέσσερις τρομακτικοί κυνόδοντες είναι κατασκευασμένοι από χαλκό. Οι χειρονόμοι - γνωστοί και ως bloodworms (αιμοσκώληκες) - και ειδικότερα το γένος Glycera, είναι μία ομάδα πολυχαιτών που συναντάμε συνήθως στον πυθμένα των ρηχών θαλάσσιων νερών και μπορούν να φτάσουν τα 35 εκατοστά σε μήκος. Και ενώ μπορεί να φαίνονται άκακα με την πρώτη ματιά, πρόκειται για σαρκοφάγα πλάσματα τα οποία αναδύονται από τη λάσπη και αρπάζουν την ανυποψίαστη λεία τους με τα μεταλλικά δόντια τους, τα οποία διαθέτουν και δηλητήριο που παραλύει το θήραμά τους.

Τα μεταλλικά δόντια των εν λόγω σκουληκιών χρησιμοποιούνται τόσο για το δάγκωμα του θηράματός τους όσο και για τη μάχη με αντιπάλους, αλλά χρειάστηκαν είκοσι χρόνια έρευνας για να αποκαλυφθεί η βιοχημεία που το καθιστά δυνατό.

«Είναι πολύ ευέξαπτα σκουλήκια και προκαλούνται εύκολα. Όταν συναντούν ένα άλλο σκουλήκι συνήθως επιτίθενται χρησιμοποιώντας τα χάλκινα δόντια τους ως όπλα», λέει ο Herbert Waite, βιοχημικός του University of California.

Τα μεταλλικά δόντια παρέμεναν μυστήριο για τους επιστήμονες, οι οποίοι επιτέλους κατάφεραν να καταλάβουν πώς αναπτύσσει η Glycera dibranchiate τον χαλκό στα σαγόνια της, ο οποίος μάλιστα αποτελεί το 10% της όλης δομής των σιαγόνων, με το υπόλοιπο να αποτελείται από πρωτεΐνη και μελανίνη. Ο συνδυασμός μάλιστα του χαλκού και της μελανίνης δίνει εξαιρετική αντοχή στα δόντια, τα οποία αντέχουν για όλη τη διάρκεια της ζωής του η οποία φτάνει τα πέντε χρόνια.

Οι ερευνητές εντόπισαν μία δομική πρωτεΐνη, η οποία βοηθάει στη σύνθεση των διαφορετικών χημικών συστατικών. Η multi-tasking protein (MTP) μάλιστα είναι τόσο αποτελεσματική, που μπορεί να μας αποκαλύψει νέες μεθόδους κατασκευής νέων υλικών.

«Ποτέ δεν περιμέναμε μία πρωτεΐνη με τόσο απλή σύνθεση – η οποία είναι πρακτικά γλυκίνη και ιστιδίνη – να πραγματοποιεί τόσες πολλές λειτουργίες μη σχετιζόμενων δραστηριοτήτων. Αυτά τα υλικά μπορεί να είναι ο δρόμος για να παράγουμε καλύτερα καταναλωτικά υλικά», αναφέρεται.

Η MTP δεσμεύει τον χαλκό, καταλύει τον σχηματισμό μελανίνης και δρα ως οργανωτής και κατασκευαστής, συνθέτοντας το τελικό μείγμα πρωτεΐνης, χαλκού και μελανίνης που δημιουργούν τα μεταλλικά δόντια του σκουληκιού.

Οι δραστηριότητες της MTP στην κατασκευή της αρχιτεκτονικής των σιαγόνων της Glycera, παρουσιάζουν μία ενδιαφέρουσα ευκαιρία για αναθεώρηση του σχεδιασμού των τεχνολογιών επεξεργασίας που χρειαζόμαστε για υψηλών επιδόσεων και βιώσιμων σύνθετων υλικών. Ο συνδυασμός της χημικής απλότητας και της λειτουργικότητας του MTP έχει τρομερή δυναμική για την επεξεργασία φυσικών υλικών εμπνευσμένων από τη βιολογία. Έχεις ένα μικρό σκουλήκι που κατασκευάζει ένα σαγόνι σκληρό και ανθεκτικό όσο ο μπρούντζος και μερικά κεραμικά. Και το κάνουν αυτό αυτόνομα.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Matter.

ΠΗΓΗ