Hagfish on kaugel kaisust. Roosakad angerjasarnased olendid spordistavad suu ümber hammaste naelu, võimaldades neil mädanevate ussidena urguda lagunevateks loomadeks. Kuid need veidrikuulid on hämmastavalt edukad, võimelised elama mitmesuguseid keskkondi ja on seda teinud enam kui 300 miljoni aasta jooksul suhteliselt muutumatuna. Nende edu üheks võtmeks on leidlik kaitsemehhanism: lima.
Kiskjate rünnaku korral aktiveerivad need vinged kriitikud lima näärmed, ummistades vaenlase lõpused želatiinse rapuga - sellist sorti gooey pipragaasiga, mis laseb neil märkamatult pääseda. Vähesed mereelukad on varustatud selle limase kaitsesüsteemi väljakutseks. Nüüd loodab USA merevägi kasutada lima võimu, sünteesides kunstlikku versiooni, et hoida oma sukeldujaid sügaval ohus.
Kui suudate hagfishi lima “ick” tegurist üle saada, on meregelatiinis palju soovitavaid omadusi. Goo on valmistatud mikroskoopilistest filamentidest ja kuigi kõhnad niidid on õhemad kui verelible on lai, on nad üllatavalt tugevad. Nad on ka äärmiselt pikad, ulatudes peaaegu kuue tolli. Kuid palju uurijaid - ja mereväe teadlaste tähelepanu köitnud - omadus on lima laienemisvõime. Kui lima veega seguneb, võib see Panama City mereväe pinnasõjakeskuse materjalide inseneri Ryan Kinceri sõnul kasvada esialgsest mahust ligi 10 000-kordselt.
Josh Kogot, Michelle Kincer ja Ryan Kincer demonstreerivad laboris Vaikse ookeani hagfishist eritunud lima elastsust. (USA mereväe foto autor Ron Newsome) Mereväe teadlased väidavad, et nad on isoleerinud lima moodustavate ekspansiivsete filamentide kodeerivad geenid, mis koosnevad tegelikult kahest eraldi valgust, selgitas projekti kallal töötav teadusuuringute biokeemik Josh Kogot. Nad sisestasid need geenid kahte E. coli bakterite partiisse, võimaldades mikroobidel teha valkude tootmist. Seejärel leidsid nad välja viisi, kuidas neid valke kombineerida limafilamentide moodustamiseks. Teadlased suutsid kinnitada, et võltslõimed olid tegelikult sarnased tegeliku tehinguga, uurides neid skaneeriva elektronmikroskoobi all.
Oluline on siiski märkida, et merevägi pole ühtegi nende tulemust avaldanud. Ja nad võisid oma uurimistöö kohta avaldada vaid piiratud arvu üksikasju, kuna „potentsiaalne intellektuaalomand ja võimalik litsentsileping sõlmiti tööstuspartneriga“, kirjutas Mereväe sõjaväe keskuse avalike suhete ametnik Katherine R. Mapp meilisõnumis . Nad usuvad siiski, et kui nad suudavad toota vees lima-miimikat, võiks seda kasutada mereväe sukeldujate kaitsekilbina.
Idee oleks kasutada lima nagu hagfishi puhul, juurutades seda lähenevate kiskjate silmis. Kincer väidab, et võtmeks on selles sisalduva lima komponentide hoidmine veest eemal, kuni sukelduja peab selle kasutusele võtma. Võib-olla võiks seda kaasas kanda pipragaasipudelites või võib selle kuidagi sukeldumisülikonda lisada. Kuid meeskond näeb lima jaoks palju muid võimalusi, näiteks Kevlari bioalternatiiv, ütles Kogot.
Biokeemik Kogot kuvab Vaikse ookeani hagfishi alfa- ja gammavalkudest taasloodud sünteetilise hagfishi lima proovi. (USA mereväe foto autor Ron Newsome) Kuidas siis lima tegelikult moodustub? Teadlased töötavad üksikasjad veel välja. Kuid nad on avastanud, et lima on valmistatud kahe peamise komponendi - valgufilamentide (mida merevägi jäljendab) duo - ja limaskestade (želatiinne aine, mis annab tatule ja süljele selle libeda tekstuuri) kombinatsioonist. Hagfishis sisalduvad hõõgniidid õhukestes rakumembraanides, mis on keritud “nagu villakuul”, ”ütles ETH Zürichi teadur Lukas Böni, kes uurib lima selle võimalike rakenduste kohta toiduainetööstuses kaubandusliku želatiini alternatiivina, mis ei ei vaja kütet. Pisikesed kiulised kimbud asuvad limapakkide kõrval umbes 150 limapooris, mis kulgevad hagfishi keha mõlemalt poolt.
Kui hagfish tunneb end ohustatuna, tõmbab ta need poorid kokku, vabastades limakiudude ja lima mullide pallid. Vette jõudes lõhkevad membraanid ja tihedalt haavatud kiud laienevad.
"Ja sellega meie arusaam lõpeb, " ütleb Californias Chapmani ülikooli teadur Douglas Fudge, kes avastas oma doktorikraadi uurides biokiudude üllatavad omadused. Kuidagi põimuvad kiud limaga, moodustades limase veealuse võrgu, mis koosneb enamasti veest. Tundub, et kiud moodustavad veealuse ämblikuvõrgu, ”ütleb Böni, kes pole mereväe tööga seotud.
Kincer ulatub Vaikse ookeani rästikust võrku. (USA mereväe foto autor Ron Newsome) Fudge, kes pole samuti mereväe tööga seotud, ja tema meeskond ei tea endiselt, kuidas laienemine tegelikult aset leiab. Selle lõpliku segamisprotsessi välja nuputamine oleks suureks takistuseks lima kaitsmisel kasutamisel. Teine võimalik probleem oleks säilitamine. Böni ja tema meeskond stabiliseerivad hagfishi ookeani enne, kui see segatakse veega, kasutades õli või tsitraatpuhvrit, kuid isegi siis on komponendid head vaid päevadeks või võib-olla nädalateks.
Mereväe teadlased pole kaugeltki esimesed, kes selle ebatavalise aine omadusi uurivad. 2015. aastal sünteesis rühm Singapuris valgufilamente, kasutades sarnast meetodit, sisestades valgu geenid E. coli bakteritesse. Fudge'i uurimisrühm on huvitatud ka lima jäljendamisest, kuid mitte ainult hõõgniitide loomise asemel soovib ta goo tervikuna uuesti luua, et paremini mõista, kuidas see moodustub.
"Oleme tõesti keskendunud sellele kasutuselevõtu küsimusele - kuidas see algab näärmete kontsentreeritud kraamidest merevees laienemiseni, " räägib Fudge.
Ehkki lima sünteetiliseks tootmiseks suurtes kogustes on endiselt palju takistusi, näevad paljud seda viskoosset ainet tuleviku ökomaterjalina, mida on võimalik kasutada rõivastes, haikõrjevahendites ja toidus.
Nii et kontrollige seda nõtke refleksi.
“Ma sõin seda korra, ” ütleb Böni. "See maitseb nagu merevesi."
