研究により、カタツムリがさまざまな機能のために粘液をどのように調節するかが明らかになりました
最近の研究により、カタツムリの粘液生成の背後にある複雑さが明らかになり、その自然の秘密が科学者によってよく理解されるようになりました。ジャーナル「サイエンス」に掲載されたこの調査では、マックス・プランク・コロイド・界面研究所のメンバーを含むドイツのチームによる調査で、これらの軟体動物が分泌物の性質をどのように調整しているかが明らかになった。この粘液の「操作」能力の鍵は、コラーゲンとカルシウムの共同作用にあります。
カタツムリの粘液は主に水で構成されており、ムチンと複合炭水化物のおかげで粘稠で滑りやすい質感が得られます。化粧品での使用に加えて、この物質は薬物送達にも大きな可能性を秘めています。 2020年、研究者らは、庭のカタツムリの分泌物と金のナノ粒子を組み合わせると、マウスの創傷治癒が促進され、抗炎症効果が実証されたことを観察しました。 2023年の以前の研究では、庭のカタツムリが生成する3種類の粘液、つまり皮膚を保護する保湿剤、接着剤、移動のための潤滑剤であることがすでに特定されていた。
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研究チームは、それぞれ特定の目的を持つ 5 つの異なる種類の粘液を分泌する能力があるため、理想的であると考えられているヤマカタツムリ (*Cepaea nemoralis*) に研究を集中させました。庭のカタツムリと同じように、このグループは、動きを容易にする潤滑剤として機能する粘液と、動物がさまざまな表面に付着することを可能にする別の接着剤として機能する粘液を生成します。また、冬眠中に放出される外隔膜として知られる特別な粘液の層もあり、方解石が豊富に含まれており、殻を密閉して外敵や厳しい環境条件からカタツムリを保護します。
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脅迫されると、*C. nemoralis* はさらに 2 種類の保護粘液を生成します。そのうちの 1 つは、他の軟体動物に匹敵する黄色の粘着性の物質で、破裂に対して非常に耐性があります。 2番目のタイプは発泡性の物質で、小さな捕食者を窒息させたり、殻から追い出すのに役立つと科学者は考えています。
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研究者らは、プロテオミクス、蛍光 X 線、X 線回折、極低温走査型電子顕微鏡、液体クロマトグラフィーなどの高度な技術を使用して、5 種類の粘液すべての詳細な分析を実行しました。分析の結果、すべての粘液は同様のタンパク質組成を持っているが、IV 型コラーゲンがその主要な構造成分を構成していることが明らかになりました。各種類の粘液の機械的特性の変化は、タンパク質の量の違いと非晶質炭酸カルシウム (ACC) の存在によって決まります。たとえば、2 種類の防御粘液には最も多くのタンパク質が含まれていました。
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得られた結果は、「これらのタンパク質が架橋の程度を調整するために使用され、その結果、機械的特性に直接影響を与えるネットワークの密度を調整することを示している」と研究著者らは結論付けている。研究者らは、「粘液のそれぞれの種類は、粘液物質の処理の影響を受けて、独特で複雑な階層構造を示している」と付け加えた。粘液の「工学」の背後にあるメカニズムを深く理解することで、カスタマイズ可能な特性を備えた新しい生体模倣材料の開発への扉が開かれ、医学や化粧品産業などの分野で進歩をもたらします。
さらに、カルシウムは「粘液とともに活発に分泌され、架橋のためのイオン源として、または構造強化のためのミネラル前駆体として作用する」ことが観察されました。
