Простой морской червь использует для производства своих щетинок «ультрасовременную» технологию – он создает их с помощью 3D—печати.
Полихета Platynereis dumerilii, размером всего в несколько сантиметров, является обычным обитателем прибрежных морей. Этот покрытый щетинками червь имеет несколько особенностей:
— организует свое размножение в соответствии с фазами Луны;
— использует удивительно современный мозг;
— обладает набором металлических зубов.
Полихета
«Производство» щетинок
Команда Киоджиро Икеды (Венский университет) выяснила, что полихеты производят хитиновые щетинки особыми клетками – хаэтобластами, находящимися в их основании. При этом образуются разные геометрические формы – от напоминающих перья и крючки, до составных структур с крошечными суставами.
Однако было неизвестно, как растет и формируется щетинка. Икеда и его коллеги впервые проанализировали этот процесс с помощью микротомографии и особой формы сканирующей электронной микроскопии и проследили отдельные этапы их формирования.
Щетинка развивается по частям
Оказалось, что хаэтобласты работают удивительно похоже на технический 3D—принтер. Процесс начинается с кончика щетинки, затем идет центральная область и, наконец, основание щетинки. Готовые части постепенно все дальше выдвигаются из тела.
Важные функциональные узлы создаются один за другим, деталь за деталью, что напоминает 3D—печать. В среднем на создание щетинки морского червя с помощью этого процесса уходит около двух дней. В зависимости от стадии развития червя форма отдельных щетинок бывает короткой или длинной, более заостренной или плоской.
Микроворсинки работают как экструдеры
Хаэтобласты используют различные комбинации своих волосоподобных «насадок» для создания тонких структур щетины – маленьких зубчиков, крючков и перьевых отростков. Эти микроворсинки содержат фермент, образующий хитиновый материал щетины, и выделяют его по мере необходимости. Различные структуры образуются благодаря тому, что только определенные микроворсинки активны вместе.
Команда выяснила, что хаэтобласты, расположенные у основания щетинок, не просто шаблоны. Они действуют как своего рода биологический 3D—принтер. Принцип работы этих «клеток—принтеров» может быть использован для биогенного производства хитиновых структур, например, в медицине.
Комментариев (0)