蓝贻贝 ( Mytilus edulis ) 每天都在被汹涌的海浪冲击。由于它们生产的高效水下胶水，它们设法拴在岩石或其他贻贝上。由于在有水的情况下实现粘合非常具有挑战性，因此对生产用于潮湿环境(例如，用于外科手术或牙科治疗)的有效粘合剂感兴趣的科学家已转向贻贝作为灵感来源。在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中，由麦吉尔领导的国际研究小组报告说，经过在该领域的十年工作，它已成功揭示了贻贝制造水下粘合剂的细胞机制。
“直到现在，贻贝产生粘合剂的具体机制一直笼罩在神秘之中，因为一切都隐藏在贻贝足部内部，”该论文的第一作者、哈灵顿实验室的博士生 Tobias Priemel 说。在过去的七年里一直致力于这项研究，最初是在德国攻读硕士学位。“为了了解所涉及的机制，我们应用了先进的光谱和显微技术，并开发了一种实验方法，该方法结合了来自生物化学、化学和材料科学的几种先进和基本方法。”
贻贝2-3分钟做胶水
通过在亚细胞水平上收集信息，研究人员发现在贻贝足内有微米级的通道(直径从 1/10 到人类头发的全宽)将聚集在一起的物质汇集在一起，形成胶水。微小囊泡(囊泡)中的浓缩流体蛋白质被分泌到通道中，在那里它们与金属离子(铁和钒，从海水中吸收)混合。金属离子也储存在小囊泡中，在精心定时的过程中缓慢释放，最终将流体蛋白质固化(或硬化)成固体胶水。
钒的积累和使用特别有趣，因为只有少数其他生物已知会超积累钒。研究人员认为，它在硬化胶水方面发挥着重要作用，并正在继续在这一领域开展工作。
“通过将金属离子与流体蛋白质混合，贻贝可以在 2-3 分钟内形成它们的水下粘合剂，”麦吉尔大学化学系副教授、该论文的资深作者 Matthew Harrington 解释说。“这是在正确的条件下，使用正确的时间将正确的成分组合在一起的问题。我们对这个过程了解得越多，更好的工程师以后就能适应这些概念来制造仿生材料。”