Ученые выяснили, как черви Glycera получают свои уникальные медные зубы

Черви Glycera известны своими необычными клыкоподобными челюстями, которые состоят из белка, меланина и концентрации меди, не встречающейся больше нигде в животном мире. 

Ученые наблюдали, как эти черви используют медь, добытую из морских отложений, для формирования своих челюстей, и этот процесс, описанный в исследовании, опубликованном 25 апреля в журнале Matter, может быть даже более необычным, чем сами зубы.

Поскольку кровяные черви (Glycera — род морских многощетинковых червей из отряда Phyllodocida. Около 45 современных и 3 ископаемых вида.) формируют свои челюсти только один раз, они должны быть достаточно сильными и прочными, чтобы прослужить в течение всей пятилетней жизни животного. С их помощью они кусают добычу, иногда пробивая экзоскелет насквозь, и впрыскивают яд, парализующий жертву.

"Это очень неприятные черви, поскольку они плохо переносят укусы и легко провоцируются", - говорит соавтор исследования Герберт Уэйт, биохимик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. "Когда они сталкиваются с другим червем, они обычно дерутся, используя свои медные челюсти в качестве оружия".

Лаборатория Уэйта изучает кровяных червей уже 20 лет, но только недавно им удалось пронаблюдать химический процесс, в результате которого образуется челюсть от начала до конца. Червь начинает с белкового предшественника, который набирает медь, чтобы сконцентрироваться в вязкую, богатую белком жидкость с высоким содержанием меди и фазовой сепарацией от воды. Затем белок использует медь для катализа преобразования производной аминокислоты DOPA в меланин, полимер, который в сочетании с белком придает челюстям механические свойства, напоминающие металлы.

Благодаря этому процессу червь может легко синтезировать материал, который, если бы он создавался в лаборатории, был бы сложным процессом, включающим множество различных аппаратов, растворителей и температур. "Мы никогда не ожидали, что белок с таким простым составом, то есть в основном глицин и гистидин, будет выполнять столько функций и не связанных между собой действий", - говорит Уэйт.

Команда надеется, что лучшее понимание того, как кровяной червь проводит свою автономную лабораторию по переработке, может помочь рационализировать части производства, что принесет пользу промышленности. "Эти материалы могут стать дорожными знаками для того, как создавать и разрабатывать лучшие потребительские материалы", - говорит Уэйт.