Kiderült, hogyan növekszik az igazgyöngy a kagylókban

Egy japán kutatócsoportnak sikerült azonosítania két fehérjét, amely kulcsfontosságú szerepet tölt be a kagylóhéj belső rétegét és az igazgyöngyöt alkotó gyöngyház felépítésében. Tanulmányuk az e heti ScienceExpressben jelent meg.

A kagylók héja három rétegből áll: a külső periostracum, a középső ostracum és belső hypostracum. A periostracumot a conchin nevű fehérje építi fel. A héj színét, rajzolatát legtöbbször ez határozza meg. Az ostracum (prizmás réteg) merőleges kalcium-karbonát oszlopocskákból tevődik össze, a hypostracum (gyöngyházréteg) kalcium-karbonát lemezekből és az ezeket összetartó fehérjékből áll.

A gyöngykagyló irizáló ragyogású gyöngyházrétegének felépítése megegyezik a köpeny és a héj között kialakuló igazgyöngy felépítésével. Mindkettőt azonos módon elrendeződő aragonitkristály-rétegek (az aragonit a kalcium-karbonát egyik kristályos megjelenési formája) alkotják. Ezeket a rétegeket fehérjékből és más szerves molekulákból álló köztes állomány (mátrix) választja el egymástól. A kutatók mindezidáig nagyon keveset tudtak arról, hogyan is alakulnak ki a gyöngyházrétegek.

A Tokiói Egyetem alkalmazott biológiai kémiai tanszékén dolgozó kutatócsoportnak most sikerült meghatároznia a gyöngykagyló héjában két olyan fehérjét, amely "közlekedési rendőrként" funkcionál a növekvő kagyló héjában. Ezek irányítják a kalcium-karbonát-kristályok beépülését, hogy oly módon sorakozzanak fel, ami létrehozza héj belső gyöngyházfényét.

Michio Suzuki és munkatársai savas kezeléssel eltávolították az aragonitásványokat a híres akoya-gyöngyöt képező japán gyöngykagyló (Pinctada fucata) szerves mátrixából. Ezután kivonták a különböző fehérjéket a mátrixból. A következő lépésben meghatározták, hogy csupán egyetlen fehérje - az úgynevezett Pif80 - kötődik inkább a szintetikus aragonithoz, mint a többi kalcium-karbonát-kristályhoz.

Amikor a kutatók elkezdték tanulmányozni a Pif80 fehérjét kódoló gént, kiderült, hogy ez valójában egy prekurzor fehérjét kódol, amely később hasad szét két fehérjére, a Pif80 és a Pif97 proteinre. Azok a kagylók, amelyekből hiányzik ez a két fehérje, teljesen elvesztik képességüket a bársonyos fényű gyöngyházréteg felépítésére.

A kutatók lehetséges magyarázatként felvetették, hogy a proteinek valószínűleg komplexet alkotnak, amelyben a Pif80 az aragonithoz, a Pif97 pedig a mátrix más molekuláihoz kötődik. Így szabályozzák a gyöngyháznak, ennek a rendkívül kemény és gyönyörű anyagnak a növekedését.

Forrás: ScienceExpress/AAAS