¿Cómo se crea una fuerte biointerfaz pero de liberación rápida entre un tejido vivo blando y un material no vivo?
Un equipo de químicos de la Universidad McGill, en colaboración con un colega de la Charité-Universitätsmedizin, en Alemania, ha descubierto parte del proceso utilizado por los mejillones para unirse a las rocas y liberarse rápidamente de ellas cuando las condiciones lo justifican.
En su proyecto, publicado en la revista Science, el grupo estudió la interfaz entre el tejido de los mejillones y el haz de filamentos que los mejillones utilizan para anclarse a rocas y otros objetos. Guoqing Pan y Bin Li, de la Universidad de Jiangsu y la Universidad de Soochow, ambas en China, publicaron un artículo en Perspective en el mismo número de la revista que describe el trabajo realizado por el equipo en este nuevo trabajo.
Los mejillones son moluscos bivalvos que viven tanto en ambientes de agua dulce como salada. Tienen conchas articuladas que están unidas por un ligamento. Los músculos aseguran un sellado hermético cuando el caparazón está cerrado. Los mejillones utilizan hilos de biso (conocidos comúnmente como barbas) para adherirse a objetos sólidos como rocas.
Vídeo: Reconstrucción 3D de un conjunto de datos de tomografía microcomputarizada (μCT).
El biso del mejillón ha sido ampliamente estudiado debido a su capacidad única para conectar material no vivo (los filamentos que forman los hilos) al tejido vivo y desconectarlo según sea necesario. Pero, como señalan Pan y Li, la mayor parte de esta investigación ha girado en torno a posibles mecanismos de unión química. En este nuevo trabajo, el equipo de investigación se centró en la dinámica de la biointerfaz.
Para comprender mejor cómo los hilos de biso se conectan al tejido vivo y cómo pueden desecharse si es necesario, el equipo de investigación utilizó una variedad de tecnologías para estudiar los hilos y el tejido al que se conectan. Utilizando varios tipos de imágenes junto con espectroscopia, el equipo observó que los extremos de los hilos se entrelazaban con capas de tejido vivo, que a su vez estaban cubiertas con aproximadamente 6 mil millones de cilios móviles.
Imagen: Características reconstruidas en 3D a partir de una pila de imágenes FIB-SEM creada a partir de una pequeña región en la raíz del tallo. Tejido vivo en azul oscuro, lámina de raíz del tallo no vivo en azul claro, vesículas secretoras en verde azulado, cilios en rojo. Crédito: Jenaes Sivasundarampillai
Además, descubrieron que tener tantos cilios se traducía en un alto grado de contacto superficial, lo que permitía entrelazar mecánicamente dos materiales dispares. Los investigadores también observaron que las oscilaciones de los cilios ayudaron a fortalecer el agarre entre los dos materiales y a permitir una rápida liberación cuando era necesario.
Descubrieron que el movimiento de los cilios estaba impulsado por neurotransmisores, lo que, según la teoría de los investigadores, sugiere que, en última instancia, están controlados por la serotonina y la dopamina.
Referencias:
• A strong quick-release biointerface in mussels mediated by serotonergic cilia-based adhesion
• A dynamic biointerface controls mussel adhesion
