Forskere opdager biomekanisme bag dannelsen af ​​perlemor

Nacre, også kendt som perlemor, er en biomineral, der dannes inde i bløddyrskaller og også udgør den ydre belægning af perler. Det dannes gennem en blanding af mineraler, der udskilles af østers og andre bløddyr og aflejres inde i deres skaller. Den iriserende optiske egenskab af nacre har bidraget til, at det længe har været eftertragtet til dekorative formål, men dens brudresistente funktion gør den også til en stærk kandidat til fremstilling af biomimetiske materialer, der kan bruges til, blandt andre formål, syntetisk knogle og tænder. Forskere har længe undersøgt nacre på grund af denne fascinerende kombination af egenskaber og potentiale, men mekanismerne bag dens dannelse er forblevet undvigende.

Imidlertid, forskning udført af professor Hyung Joon Cha og Dr. So Yeong Bahn fra Institut for Kemiteknik ved Pohang University of Science and Technology (POSTECH), i samarbejde med professor Yoo Seong Choi ved Chungnam National University, har belyst nøglemekanismen bag dannelsen af ​​nacre. Teamet har opdaget rollen som matrixproteinet Pif80 fra perleøsters Pinctada fucata og dets involvering i udviklingen af ​​nacre. Denne præstation er blevet offentliggjort i den verdenskendte Videnskab fremskridt .

Nacre består af blodplader af aragonit (en form for calciumcarbonat) adskilt af lag af elastiske biopolymerer. Denne blanding af sprøde blodplader og elastiske biopolymerer - et slags teglværkarrangement - giver nacre dets modstandsdygtige egenskaber. Imidlertid, denne biomineraliseringsproces udføres ikke direkte på forkalkningsstedet på grund af den meget ustabile karakter af amorf calciumcarbonatforløber, hvilket tyder på, at den indledende fase dannes andre steder og transporteres til stedet i en stabil form. Undersøgelser har antydet, at Pif80 kan spille en afgørende rolle i denne biomineraliseringsproces.

Teamet syntetiserede rekombinant Pif80 for at undersøge dets rolle i dannelse af nacre. De opdagede, at Pif80 deltager i dannelsen og stabiliseringen af ​​amorft calciumcarbonatforstadium ved at danne coacervater. Teamet opdagede også, at en gang på forkalkningsstedet, Pif80 bidrager til dannelsen af ​​polygonal aragonit -trombocytstruktur i nacre.

Cha og Bahn understregede vigtigheden af ​​at opdage mekanismen bag nacre-dannelse og ser frem til denne præstation, der vil føre til nye anvendelser og fremskridt for skabelsen af ​​nacre-baserede syntetiske biomaterialer såsom knogler og tænder.