Разгадана загадка самых твёрдых в мире зубов

Биологи изучили процесс роста самых твёрдых в мире зубов. Это "украшение" принадлежит моллюскам из класса хитонов. Его минеральная часть состоит из магнетита (Fe₃O₄). Столь необычное "оружие" помогает животным соскребать с камней водоросли, которыми они и питаются.

Зуб хитона состоит из минерализованного твёрдого острия и более мягкого основания.
Фото Kisailus Biomimetics, Nanostructured Materials Lab.

Как в организме моллюска образуется этот минерал? Об этом мало что известно. А между тем этот вопрос интересен не только биологам. Генно-модифицированные организмы, способные производить такой материал, могли бы пригодиться для создания магнетитовых наноструктур. Последние могут стать ключом к новым износостойким покрытиям и экологичной энергетике.

Команда учёных из Японии и США выяснила, какие белки участвуют в процессе синтеза магнетита. Результаты их исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Исследователи анализировали РНК в зубах моллюска вида Cryptochiton stelleri. Их интересовали образцы, находящиеся на разных этапах минерализации.

Поясним, что у этого животного зубы расположены в несколько десятков рядов. По мере износа место одних рядов занимают другие, так что в организме моллюска всегда есть множество зубов на разных стадиях развития.

Зубы хитона расположены на лентообразной структуре.
Фото Kisailus Biomimetics, Nanostructured Materials Lab.

Как выяснили исследователи, 20 наиболее распространённых в молодых зубах C. stelleri молекул РНК кодируют белок ферритин. Он отвечает за накопление железа.

На этапе формирования магнетита из железа в зубах много белков митохондрий, обеспечивающих этот процесс энергией.

Наконец, на полностью минерализованном острие зуба биологи обнаружили 22 белка, один из которых не был ранее известен. "Новоприбывшего" авторы назвали Rtmp1. Это аббревиатура от словосочетания radular teeth matrix protein 1, то есть "белок матрикса зубов радулы 1". Этот белок вступает во взаимодействие с некоторыми окружающими веществами, в результате чего образуется оксид железа.