Los mejillones azules ( Mytilus edulis ) pasan sus días siendo azotados por las olas. Se las arreglan para permanecer atados a las rocas oa sus compañeros mejillones gracias a un pegamento submarino altamente eficaz que producen.
por la Universidad McGill
Debido a que lograr la adhesión en presencia de agua es tan difícil, los científicos interesados en producir adhesivos efectivos para usar en ambientes húmedos (por ejemplo, para tratamientos quirúrgicos o dentales) han recurrido a los mejillones en busca de inspiración. En un artículo publicado hoy en Science, un equipo de investigación internacional dirigido por McGill informa que, después de una década de trabajo en el área, ha logrado descubrir los mecanismos celulares mediante los cuales los mejillones fabrican adhesivos bajo el agua.
«El mecanismo específico por el cual los mejillones producen su adhesivo ha estado envuelto en un misterio hasta ahora porque todo ocurre oculto a la vista dentro del pie del mejillón», dice Tobias Priemel, el primer autor del artículo, un Ph.D. estudiante en el Laboratorio de Harrington, que ha estado trabajando en esta investigación durante los últimos siete años, originalmente como estudiante de maestría en Alemania. «Para comprender los mecanismos involucrados, aplicamos técnicas espectroscópicas y microscópicas avanzadas y desarrollamos un enfoque experimental que combinaba varias metodologías avanzadas y básicas de la bioquímica, la química y la ciencia de los materiales «.
Los mejillones hacen pegamento en 2-3 minutos.
Al recopilar información a un nivel subcelular, los investigadores descubrieron que dentro del pie de mejillón, hay canales del tamaño de una micra (que varían en diámetro desde 1/10 hasta el ancho total de un cabello humano) que canalizan las sustancias que se unen para hacer el pegamento. Las proteínas líquidas condensadas en pequeños sacos (vesículas) se secretan en los canales donde se mezclan con iones metálicos (hierro y vanadio, extraídos del agua de mar). Los iones metálicos, que también se almacenan en pequeñas vesículas, se liberan lentamente en un proceso cuidadosamente programado, y finalmente curan (o endurecen) la proteína fluida en un pegamento sólido.
La acumulación y el uso de vanadio es especialmente interesante, ya que se sabe que sólo unos pocos otros organismos hiperacumulan el vanadio. Los investigadores creen que juega un papel importante en el endurecimiento del pegamento y continúan trabajando en esta área.
«Los mejillones pueden hacer su adhesivo bajo el agua en 2-3 minutos mezclando iones metálicos con las proteínas del fluido», explica Matthew Harrington, profesor asociado en el Departamento de Química de McGill y autor principal del artículo. «Se trata de reunir los ingredientes correctos, en las condiciones adecuadas y en el momento adecuado. Cuanto más comprendamos sobre el proceso, mejores ingenieros podrán adaptar estos conceptos para la fabricación de materiales bioinspirados».
El estudio «Fabricación similar a microfluidos de bioadhesivos curados con iones metálicos por mejillones» se publica en Science .
Más información: Tobias Priemel et al, Fabricación similar a microfluidos de bioadhesivos curados con iones metálicos por mejillones, Science (2021). DOI: 10.1126 / science.abi9702 . www.science.org/doi/10.1126/science.abi9702
Información de la revista: Science
