Vajon mitől ugrik akkorát a bolha?

Dátum: 2018. augusztus 5.
Forrás: Origo
 
Közismert, hogy a bolha parányi méretéhez képest hatalmasakat képes ugrani. Hogy minek köszönheti ezt a kivételes képességét, azt már kevesen tudják. A megfejtés egy különleges fehérjemolekula, a rezilin, ami egyébként a legtöbb rovarban megtalálható az állat testét borító képződmény, a kutikula bizonyos részeiben.



A kutikula legnagyobb része igen kemény és rugalmatlan. Azokon a testtájakon, ahol nagyfokú rugalmasságra van szükség - például a lábak és a végtagok kapcsolódásánál -, a rezilin az, ami ezt és az igen hatékony energiaraktározást biztosítja. A rezilin nagyon hasonlít más rugalmas fehérjékhez, például a pókfonalhoz és az elasztinhoz.

Ausztrál kutatóknak a közelmúltban sikerült mesterségesen is előállítani ezt a kivételesen rugalmas anyagot. A muslicánál (Drosophila melanogaster) találtak egy olyan gént (CG15920), amiről a szekvencia alapján feltételezték, hogy egy rezilinszerű fehérjét kódol. Az ausztrál CSIRO cég kutatói egy baktériumot, az Escherichia colit használták föl arra, hogy a fehérjét mesterségesen előállítsák. A baktériumba bejuttatták az említett gént, így az E.coli termelni kezdte és az őt körülvevő közegbe engedte ki (szekretálta) a fehérjét. Ezzel a módszerrel több gramm ún. pro-rezilint tudtak előállítani. A pro-rezilin molekulák között fény hatására keresztkötések jönnek létre, és egy gumiszerű anyag keletkezik. Ennek az anyagnak a rugalmassága meghaladja a polibutadiénét, amit legnagyobb mennyiségben autógumik gyártásához használnak föl (érdekességként érdemes megemlíteni, hogy jelentős mennyiség fogy golflabdák magjának készítésekor is, ahol szintén nagyon fontos szempont a rugalmasság).



A rezilin az összes eddig ismert gumiféleségnél rugalmasabb. A bolháknál az ugráshoz szükséges elasztikus energia tárolásában játszik fontos szerepet, de tudjuk, hogy a rovaroknál a szárnyat és a rovar testét összekötő szöveteket is óvja a sérüléstől a szárnyak mozgatásakor. A rezilin esetében a rugalmasság azt jelenti, hogy szinte korlátlanul lehet deformálni anélkül, hogy hajlékonyságából veszítene. Rendkívül alkalmas gyors lenyomatkészítésre, amit a jövőben mind ipari, mind pedig orvosi célokra fel lehet használni. Egy napon talán a csigolyákat összekötő elkopott porckorongok helyettesítésére - implantátumként - fogják majd alkalmazni. Az ausztrál csoport jelenleg ezen a fejlesztésen dolgozik. Úgy vélik, hogy a rezilin alkalmas lehet erre a célra, hiszen egy muslica élete során nagyságrendileg körülbelül ugyanannyiszor csap a szárnyával, mint ahányszor a gerincnek meg kell hajolnia egy ember élete során. Arra számítanak, hogy egy rezilinből készült porckorong-implantátum képes lesz kiállni ezt a terhelést. Napjainkban fémből és polietilénből készült pótlásokat használnak. Az ausztrál csoport jelenleg állatokon vizsgálja a rezilinből készült implantátum alkalmazhatóságát.

A jövőben olyan módosított baktériumot szeretnének előállítani, amely a rezilin mellett pókselymet is termel. A kutatók azt várják, hogy ezzel a módszerrel a rezilin rugalmasságát és a pókselyem nyúlékonyságát tudják egy anyagban ötvözni.

Vissza a főoldalra