科学家首次发现海参具备“身体变形”能力
时间:2016-10-11 17:49 来源:美国国家科学院院刊 作者:伦敦大学玛丽女王学院 点击:次
近日,伦敦大学玛丽女王学院(QMUL)的科学家首次发现海参能够快速改变其身体硬度,实现“变形”。这一发现为研制新型生物材料提供了重要依据,有望应用于医学和软体机器人等领域。 人体内最丰富的分子之一是胶原质,它是构成骨骼、韧带和皮肤的结构蛋白质。通常,这些组织的机械性质在几天或数周内缓慢变化,例如孕妇子宫的胶原组织会逐渐变软以准备分娩。然而,棘皮动物(如海参和海星)的胶原组织具有独特性质,能够快速改变身体硬度。这种被称为“易变胶原组织”(MCT)的胶原由神经系统控制,在遇到掠食者时尤为有用。但此前,科学家并不清楚其具体机制。 研究负责人、QMUL生物工程研究所的希马德里·古普塔(Himadri Gupta)博士表示:“海参的易变胶原组织可作为仿生材料的模板,用于设计组织工程学的灵活脚手架、皮肤抗衰老的美容除皱、可植入生物传感器以及软体机器人材料。” 该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。研究小组使用X射线技术分析了海参体壁,发现其变形能力源于富含蛋白的原纤维间基质硬度的改变,该基质与胶原纤维结合在一起。合著作者莫里斯·埃尔菲克(Maurice Elphick)教授指出:“海参的柔韧性令人惊叹,变形并非胶原纤维自身变化,而是与胶原纤维交叉的原纤维间基质密切相关。” 研究小组强调,许多胶原或类似胶原的生物材料被设计用于匹配人体细胞和组织表面化学属性,但很少能快速改变机械性质。未来,研究人员希望缩小范围并隔离这些分子,通过分析海参的独特变形能力,更好地应用于医学和美容化妆品制造领域。 (责任编辑:泉水) |
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