Ученые раскрыли секреты состава улиточной слизи и ее свойств

Слизь улиток уже много лет занимает заметное место на косметических полках, входя в состав увлажняющих и восстанавливающих средств. Однако задолго до того, как стать популярным компонентом кремов и сывороток, слизь служила самим моллюскам. Улитки способны вырабатывать различные виды слизи для решения самых разных задач. Недавнее исследование, опубликованное в августовском номере журнала Science, раскрывает состав различных типов слизи и объясняет механизмы формирования их уникальных свойств.

Классификация типов слизи

Исследователи из Института Макса Планка в Германии изучили пять видов слизистых веществ, вырабатываемых улиткой Cepaea nemoralis — широко распространенным в Европе наземным моллюском. Ученые обнаружили, что каждый тип слизи адаптирован к определенной функции, причем некоторые из них противоречат друг другу. Выяснилось существование скользкой слизи для передвижения, более липкой для удержания на поверхностях, ярко-желтой защитной слизи, пеноподобной субстанции для отпугивания мелких вредителей, а также слизи, затвердевающей в прочный минеральный слой для герметизации раковины во время спячки.

Специалисты собрали образцы всех видов слизи и исследовали их белковый состав, содержание кальция и микроскопическую структуру с помощью передовых методов визуализации. Анализ показал, что различия обусловлены не принципиально разными материалами, а изменяющимся «рецептом» одних и тех же ключевых компонентов, присутствующих в разных пропорциях. Например, концентрация белка в защитной желтой слизи оказалась примерно в десять раз выше, чем в скользкой субстанции для передвижения.

Изменение пропорций для получения новых свойств

Ученые выделили два главных компонента слизи: коллаген VI, создающий поддерживающую белковую сеть, и аморфный карбонат кальция — минеральное вещество без жесткой кристаллической структуры. Улитка добавляет карбонат кальция в процессе выделения секреции. В относительно влажной среде кальций укрепляет белковую сеть, а в более сухой превращается в твердый минеральный щит.

«Результаты исследования имеют более широкое значение, чем биология самого моллюска. Природные материалы выполняют множество функций с помощью отдельных строительных блоков, и понимание этого принципа может послужить вдохновением для разработки новых и экологичных материалов», — отметил Питер Фратцль, один из авторов публикации.

Полученные данные представляют слизь улиток как гибкую и настраиваемую систему материалов. Моллюску не нужно изобретать новое вещество для каждой задачи — достаточно изменить соотношение имеющихся компонентов для получения нужных механических свойств. Понимание этого процесса может способствовать медицинским разработкам, включая ускорение заживления ран.