Znanstveniki z Univerze v Salzburgu so po več kot dveh stoletjih raziskav razkrili sestavo nenavadnih lupin tintinidov, mikroskopskih enoceličnih organizmov, ki živijo v morjih in sladkih vodah po vsem svetu. Ugotovili so, da so lupine zgrajene iz doslej neznane družine samosestavljajočih se beljakovin, ki tvorijo izjemno odporen biomaterial in lahko absorbirajo ultravijolično svetlobo.
Odkritje, objavljeno v reviji Nature Communications, predstavlja prvi opis takšnega biomateriala pri evkariontskih enoceličnih organizmih in bi lahko odprlo nove možnosti za razvoj naprednih trajnostnih materialov.
Lupine nastanejo v nekaj minutah in prenesejo izjemne razmere
Tintinidi so skupina planktonskih protistov, med katerimi je znanih približno tisoč vrst. Njihova najbolj prepoznavna značilnost je zapletena zaščitna lupina, ki jo celice izločijo v okoliško vodo in se samodejno oblikuje v le nekaj minutah.
Raziskovalce je dolgo begalo dejstvo, da ta material prenese visoke temperature, agresivne kemikalije in druge zahtevne okoljske razmere, čeprav njegova sestava ni bila znana. Nova raziskava je pokazala, da lupine gradi posebna skupina strukturnih beljakovin, ki so jo znanstveniki poimenovali “tintinidorin”.
Povsem nova družina beljakovin z izjemnimi lastnostmi
Beljakovine tintinidorin se pojavljajo izključno pri tintinidih in imajo več nenavadnih lastnosti. So izjemno stabilne, zelo odporne proti kemičnim vplivom ter ohranjajo lepljivost tudi v vlažnem in slanem okolju.
Za razliko od biomaterialov, kot sta pajkova svila ali svilena vlakna sviloprejk, lahko tvorijo raznovrstne oblike in strukture, zaradi česar so posebej zanimive za razvoj novih bioinspiriranih materialov.
“Vsi doslej znani beljakovinski biomateriali, ki služijo kot vzor za razvoj naprednih materialov, izvirajo iz živali. Naša raziskava prvič dokazuje, da lahko primerljive materiale proizvajajo tudi evkariontski enocelični organizmi,” je pojasnil prvi avtor raziskave Maximilian Ganser.
Enostavnejši model kot pajki ali sviloprejke
Vodja raziskovalne skupine Sabine Agatha poudarja, da predstavljajo tintinidi zaradi svojega načina tvorbe lupin zelo zanimiv raziskovalni model.
“Kot enocelični organizmi preprosto izločajo material svoje lupine neposredno v okoliško vodo. Zato predstavljajo bistveno enostavnejši in dostopnejši modelni sistem kot pajki ali sviloprejke, ki za proizvodnjo svojih vlaken uporabljajo zapletene organe za predenje,” je pojasnila.
Po njenih besedah lahko takšen sistem pomaga raziskovalcem bolje razumeti, kako se iz posameznih beljakovin spontano oblikujejo izredno stabilni biološki materiali.
Potencial za razvoj novih trajnostnih materialov
Ker poznamo približno tisoč različnih vrst tintinidov, raziskovalci domnevajo, da obstaja še veliko različic beljakovine tintinidorin z različnimi lastnostmi.
Prav zato načrtujejo nadaljnje raziskave, s katerimi želijo odkriti osnovna načela nastanka teh biomaterialov in preveriti njihov potencial za uporabo v prihodnjih trajnostnih tehnologijah.
Nova študija obenem opozarja, da tudi mikroskopski enocelični organizmi skrivajo izjemen inovacijski potencial. Odkritje po več kot 200 letih raziskovanja tako ne razkriva le dolgoletne biološke skrivnosti, temveč odpira povsem novo področje razvoja naprednih materialov po vzoru narave.
