Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Как микробы помогли решить сложную биомеханическую проблему, связанную с полетом птиц

Theagarten Lingham-Soliar

Перья птиц сделаны из самого прочного натурального эластомерного биополимера, β-кератина. Почти неразрывная связь между волокном и матричной текстурой β-кератина сделала практически невозможным установление иерархии волокон в основных опорных структурах пера, стержне и бородках, за исключением нитей толщиной в нанометры. Чтобы обойти ограничения обычных методов определения структуры, впервые были использованы микробы, чтобы помочь решить биологическую структурную проблему. Естественным паразитам перьев, грибкам, позволили расти в перьях в лабораторных условиях, гипотеза заключалась в том, что они будут преимущественно разрушать матрицу и высвобождать компоненты волокон. Результатом стало то, что микробы впервые выявили истинную иерархию микроволокон перьев, которая включала самые толстые волокна, известные в β-кератине, с величиной в три раза. Эти волокна были названы синцитиальными бородками, потому что они показали систему прерывистых узлов, как в свободных пуховых перьях. Боковые стенки стержня и бородок были исследованы аналогичным образом и выявили систему перекрестных волокон, впервые обнаруженную в перьях. Оба открытия имеют глубокое биомеханическое значение, включая высокую работу разрушения в пере.