Bu Dişleri Çelikten Daha Dayanıklı Yapan İnanılmaz Biyolojik Hile

İlk bakışta, chitons adı verilen kabuklular sıradan bir yumuşakça gibi görünebilir: yuvarlak, çekingen yaratıklar deniz kıyısında taşlar üzerinde sürünerek ilerlerler. Ancak birisini ters çevirirseniz, sıra sıra dizilmiş, şaşırtıcı derecede keskin ve parlak dişlerini fark edersiniz. Araştırmacılar, malzeme biliminde bir sonraki devrim niteliğindeki buluşu bu dişleri çoğaltarak yapmayı hedefliyorlar.

7 Ağustos’ta Science adlı dergide yayımlanan yeni bir çalışma, chitonların dişlerini bu kadar dayanıklı ve sağlam kılan özellikleri ayrıntılı bir şekilde inceliyor. Chiton anatomisini analiz eden ekip, endüstriyel kesme aletleri, öğütme malzemeleri, diş implantları, cerrahi implantlar ve koruyucu kaplamalarda kullanılan malzemelere göre üstün yapılar üreten demir bağlayıcı proteinlerin düzenli ve hassas bir akışını keşfetti, makale ortak yazarı David Kisalilus açıklamasında belirtti. Dahası etkileyici olan nokta ise şudur ki, insanlar tarafından üretilen malzemelerin aksine, chitons dişlerini oda sıcaklığında ve nanoscale hassasiyetle üretmektedir.

Yeni makale, bu sürecin temel mekanizmalarını ortaya koyuyor ve araştırmacılar, gelecekte ileri düzey malzeme üretiminde bu bilgilerin kullanılabileceğine inanıyor. “Bu biyolojik tasarımlardan ve süreçlerden çok şey öğrenebiliriz,” diyor Kaliforniya Üniversitesi’nden malzeme bilimcisi Kisalius.

Kisalius, Japonya’daki araştırma ortaklarıyla Amerika Birleşik Devletleri’nin kuzeybatı kıyılarında ve Japonya’nın Hokkaido sahillerinde bulunan daha büyük chitons türlerini inceledi. Chitons’a özgü olan RTMP1 adlı bir protein tespit ettiler, bu protein molluskların dişlerine demir birikmesini sağlıyor. Bilim insanları bunun chitons’un kayalardan zor alglere ulaşabilmesini sağladığını biliyordu, ancak bu proteinlerin chiton dişleriyle ne zaman ve nasıl etkileşimde bulunduğu bilinmiyordu.

Araştırmacılar, malzeme bilimi ve moleküler biyoloji araçları kullanarak, bu proteinin chiton anatomisindeki yolculuğunu ‘temelden’ inşa ettiğini açıkladı Kisalilus. İlk olarak, RTMP1 her bir dişten çıkan nanoskala tüplerden geçer, daha sonra manyetit adı verilen bir demir oksit türünün mimarisini kontrol eden bileşiklere bağlanır. Aynı anda, protein ferritin adlı, chiton dişlerine yakın dokularda bulunan başka bir protein içindeki demiri serbest bırakır. Sonuç olarak, yeni dişler, ultradayanıklı yapılara sahip düzenli sıralara dönüşür ve belli bir süre kullanımın ardından tekrar büyür.

Sonuçlar, insanların doğadan öğrenmesi için mükemmel bir fırsat sunduğunu gösteriyor. Chiton dişlerindeki bulgular, bataryalar, yakıt hücresi katalizörleri, yarı iletkenler gibi geniş bir uygulama yelpazesine yönelik “mekânsal ve zamansal kontrollü diğer malzemelerin sentezi” konusunda bilgi sağlayabilir, diyor Kisailus, ayrıca “3D baskı gibi yeni üretim yaklaşımları ve çevre dostu ve sürdürülebilir sentez yöntemlerine” işaret ediyor.

Bu beklentiler, dışarıdan bakıldığında oldukça sıradan görünen bir canlı olan chitonlar için belki de fazla iddialı. Ancak içlerinde barındırdıkları bu metalik (hem kelimenin tam anlamıyla hem de mecazi anlamda) görüntüyle kim bilir? Belki de chiton diş çeliği malzeme biliminde gerçekten de bir sonraki büyük yenilik olacak.