Le barbe delle cozze (che i cuochi tolgono prima di prepararle) sono costituite da fili di bisso e servono per aiutare a tenere in posizione le cozze. Alla fine di ogni filo c'è una placca a forma di disco che funge da colla subacquea. Le qualità insolite della colla e dei fili bissali hanno interessato le persone fin dall'antichità, quando i fili di certe specie venivano intrecciati in berretti lussuosi, borse, guanti, e calze. Più recentemente, gli scienziati hanno sviluppato adesivi subacquei e colle chirurgiche ispirati alla chimica del filo di bisso. L'identificazione dei meccanismi coinvolti nella creazione della colla dovrebbe favorire il lavoro in questo campo. Credito:Tobias Priemel
cozze blu ( Mytilus edulis ) trascorrono le loro giornate travolte dalle onde che si infrangono. Riescono a rimanere legati alle rocce o ai loro compagni cozze grazie a una colla subacquea altamente efficace che producono. Perché ottenere l'adesione in presenza di acqua è così impegnativo, scienziati interessati a produrre adesivi efficaci per l'uso in ambienti umidi (ad es. per trattamenti chirurgici o odontoiatrici) si sono rivolti alle cozze per l'ispirazione. In un articolo pubblicato oggi in Scienza, un gruppo di ricerca internazionale guidato da McGill riporta che, dopo un decennio di lavoro nella zona, è riuscita a scoprire i meccanismi cellulari con cui le cozze fabbricano adesivi subacquei.
"Il meccanismo specifico con cui le cozze producono il loro adesivo è stato finora avvolto nel mistero perché tutto avviene nascosto alla vista all'interno del piede di cozza, "dice Tobias Priemel, il primo autore sulla carta, un dottorato di ricerca studente dell'Harrington Lab, che ha lavorato a questa ricerca negli ultimi sette anni, originariamente come studente di Master in Germania. "Per comprendere i meccanismi coinvolti abbiamo applicato tecniche spettroscopiche e microscopiche avanzate e sviluppato un approccio sperimentale che combinava diverse metodologie avanzate e di base provenienti da tutta la biochimica, chimica, e scienza dei materiali".
Le cozze fanno la colla in 2-3 minuti
Raccogliendo informazioni a livello subcellulare, i ricercatori hanno scoperto che all'interno del piede di cozza, ci sono canali di dimensioni micron (che variano in diametro da 1/10 a tutta la larghezza di un capello umano) che incanalano le sostanze che si uniscono per formare la colla. Le proteine fluide condensate in minuscole sacche (vescicole) vengono secrete nei canali dove si mescolano con ioni metallici (ferro e vanadio, prelevato dall'acqua di mare). Gli ioni metallici, che sono anche immagazzinati in piccole vescicole, vengono rilasciati lentamente in un processo attentamente programmato, eventualmente polimerizzando (o indurendo) la proteina fluida in una colla solida.
L'accumulo e l'uso del vanadio è particolarmente interessante, poiché solo pochi altri organismi sono noti per iperaccumulare il vanadio. I ricercatori ritengono che svolga un ruolo importante nell'indurimento della colla e continuano a lavorare in questo settore.
"Le cozze possono creare il loro adesivo subacqueo in 2-3 minuti mescolando gli ioni metallici con le proteine fluide, " spiega Matthew Harrington, un professore associato nel dipartimento di chimica di McGill e l'autore senior del documento. "Si tratta di mettere insieme gli ingredienti giusti, nelle giuste condizioni usando il giusto tempismo. Più comprendiamo il processo, i migliori ingegneri saranno in seguito in grado di adattare questi concetti per la produzione di materiali di ispirazione biologica".
Lo studio "Microfluidic-like fabrication of metal ion-cured bioadhesives by missels" è pubblicato in Scienza .
