Правили ли сте опит да откачите мида или рапан, залепени за морските скали? Значи знаете колко здраво се залавят тези морски мекотели, при това само с помощта на снопчета от съвсем тънички нишки! Освен това те не подбират дали става въпрос за повърхност с органичен или неорганичен произход, успяват да противостоят на приливите и отливите, и не се притесняват от факта, че „лепилото” им трябва да действа в морска вода.
Тази способност на нишките, използувани от мекотелите за прилепване към различни повърхности, отдавна привлича интереса на учените заради потенциалните възможности за разработка на нови материали – покрития за кораби и съоръжения, разположени под морската повърхност и осигуряващи защита срещу досадните морски обитатели; нови лепила, които биха помогнали на лекарите да лекуват по-успешно рани и счупени кости; по-устойчиви материали за сърдечни клапи и др. Обект на най-много изследвания в това отношение е черната мида Mitilus edulis. Филип Месерсмит, биомедицински инженер от Северозападния Университет в Еванстън, Илинойс и колегите му от Чикагския Университет публикуваха в последния брой на списание PNAS интересни данни за състава и свойствата на нишките, използувани от черната мида за прикрепване. От предшестващи изследвания, специалистите по материалознание били наясно, че мидите използуват различни видове белтъци, за да изградят своите лепила. Вниманието им в случая било привлечено от факта, че в повечето случаи тези протеини съдържат една по-специална аминокиселина, наречена ДОПА
(3,4-ди-хидроокси-L-фенилаланин). Месерсмит и членовете на групата му се съсредоточили върху изследване на характеристиките на ДОПА. Използувайки атомно-силов микроскоп, те анализирали силата на взаимодействие между аминокиселината и различни видове повърхности – титаниев оксид, използуван често в хирургията, и два вида органични съединения. Резултатите от анализа показали, че взаимодействието между ДОПА и титановия оксид е изключително силно (от порядъка на 800 пиконютона, 4 пъти по-силно от най-силното взаимодействие, известно до досега в живия свят – това между молекулите биотин и авидин). Освен това връзката била обратима. С цел да приближат експеримента максимално до действителните условия, изследователите проучили и оксидираната форма на ДОПА тъй като нормално, в морска среда, аминокиселината в лепилните нишки би присъствала в две разновидности – оксидирана и неоксидирана. Оказало се, че докато неоксидираната форма осигурява здрава, обратима връзка с неорганични повърхности, оксидирания вариант участвувал в изграждането на перманентна връзка с органични материали. Едновременното съществуване на оксидирана и неоксидирана ДОПА дава възможност на черните миди да се залавят еднакво добре на различни повърхности във водна среда, като им осигурява необходимата стабилност благодарение на разнообразието от взаимодействия. Точно тази особеност на аминокиселината би представлявала особено голям интерес за разработката на лепила за счупени кости – човешкият скелет е изграден от неорганичен калций, вода и органични съединения и ДОПА безпроблемно би се свързала с тях.
Понастоящем групата на Месерсмит и новосъздадената му фимра, Неритес Корпорейшън, активно работят върху създаването на нови материали за медицината и индустрията, на базата на познанията, натрупани от работата им с лепилата, използувани от мидите.