Een team van scheikundigen van de McGill Universiteit heeft in samenwerking met een collega van de Charité-Universitätsmedizin in Duitsland een deel van het proces blootgelegd dat mosselen gebruiken om zich aan rotsen te binden en zich daaruit snel los te maken wanneer de omstandigheden dit rechtvaardigen.

In hun project, gerapporteerd in het tijdschrift Science bestudeerde de groep het grensvlak tussen mosselweefsel en de bundel filamenten waarmee mosselen zich aan rotsen en andere voorwerpen verankeren. Guoqing Pan en Bin Li, van Jiangsu University en Soochow University, beide in China, hebben in hetzelfde tijdschriftnummer een Perspective-artikel gepubliceerd waarin het werk wordt geschetst dat het team aan deze nieuwe inspanning heeft verricht.

Mosselen zijn tweekleppige weekdieren die in zowel zoet- als zoutwateromgevingen leven. Ze hebben scharnierende schelpen die met elkaar zijn verbonden door een ligament. Spieren zorgen voor een goede afdichting wanneer de schaal gesloten is. Mosselen gebruiken byssusdraden (algemeen bekend als baard) om zich aan vaste voorwerpen zoals rotsen te hechten.

De mosselbyssus is uitgebreid bestudeerd vanwege hun unieke vermogen om niet-levend materiaal (de filamenten waaruit de draden bestaan) met levend weefsel te verbinden en op verzoek los te koppelen. Maar zoals Pan en Li opmerken, heeft het grootste deel van dit onderzoek zich geconcentreerd op mogelijke chemische bindingsmechanismen. Bij deze nieuwe poging concentreerde het onderzoeksteam zich in plaats daarvan op de dynamiek van de bio-interface.

Om beter te begrijpen hoe de byssusdraden zich verbinden met levend weefsel en hoe ze indien nodig overboord kunnen worden gegooid, heeft het onderzoeksteam verschillende technologieën gebruikt om de draden en het weefsel waarmee ze verbonden zijn te bestuderen. Door verschillende soorten beeldvorming in combinatie met spectroscopie te gebruiken, constateerde het team dat de uiteinden van de draden in elkaar grijpen met lagen levend weefsel, die zelf bedekt waren met ongeveer 6 miljard beweeglijke cilia.

Ze ontdekten verder dat het hebben van zoveel cilia zich vertaalde in een hoge mate van oppervlaktecontact, waardoor twee ongelijksoortige materialen mechanisch in elkaar konden grijpen. De onderzoekers merkten ook op dat cilia-oscillaties hielpen om zowel de grip tussen de twee materialen te versterken als om een ​​snelle vrijlating mogelijk te maken wanneer dat nodig was. Ze ontdekten dat de beweging van de cilia werd aangestuurd door neurotransmitters, wat er volgens de onderzoekers op wijst dat ze uiteindelijk worden gecontroleerd door serotonine en dopamine.

Meer informatie: Jenaes Sivasundarampillai et al., Een sterke bio-interface met snelle afgifte in mosselen, gemedieerd door op serotonerge cilia gebaseerde adhesie, Wetenschap (2023). DOI:10.1126/science.adi7401

Guoqing Pan et al., Een dynamische bio-interface controleert de adhesie van mosselen, Wetenschap (2023). DOI:10.1126/science.adl2002

Journaalinformatie: Wetenschap

© 2023 Science X Netwerk