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照亮珍珠和其他生物矿物质的形成方式

2020-09-07 20:07:09

生物体产生无机矿物质的过程称为生物矿化,生物体产生的矿物质称为生物矿物质。典型的例子包括珍珠,贝壳,珊瑚(珊瑚骨骼)以及虾和蟹的外骨骼。在人类中,我们在泌尿道中形成的骨头,牙齿和石头是类似的例子。

尽管这些生物矿物质具有极其复杂的结构和最高级的材料特性,但尚不清楚它们是如何形成的。铃木道雄(Michio Suzuki)副教授以珍珠养殖中使用的Akoya珍珠牡蛎(Pinctada fucata)为例阐明了这种机制的一个方面。

“ Akoya珍珠牡蛎壳可以分为珠光层或珍珠母层,该层投射出与珍珠相同的虹彩光泽,在其外部形成棱柱形层,然后在其外部形成外壳,再加上铰链处的韧带。化学分析珍珠层的复杂结构表明,关键的作用是一种新型的基质蛋白,称为Pif。也就是说,Pif与碳酸钙晶体相互作用以控制珍珠母的形成。”

如果不了解有机和无机物质,将无法进行这种分析。虽然这两个在化学领域往往是分别概念化的,但对于铃木来说,他是农业与生命科学研究生院的生物化学专业,并在理学研究生院和海外实验室掌握了分析无机矿物质的方法,两者都自然考虑。

“我在魏茨曼科学研究所度过的那一年令人振奋。韦茨曼科学研究所是以色列全球顶尖生物矿物研究人员的枢纽。回到日本后,我是一名博士后,在那里我嫁给了一位年轻的实验室同事。当时,我的工作是一年的约会,所以我觉得如果我等待自己的职业稳定下来,我将永远无法结婚。”

铃木说,随着对生物矿物质生产机制的阐明,“参与者终于准备好了。” 许多尚不清楚的分子机制仍然存在,他现在处于可以开始进行全面研究的阶段。如果可以理解整个机制,将有可能提高珍珠养殖的效率,珍珠养殖目前需要大量的浪费。我们不能忽视牡蛎壳对土壤的改良作用和抗菌性能。此外,其中包含大量碳酸钙的贝壳在固定大气中的CO 2中发挥了作用,这可能有助于防止全球变暖。

“当然,我不一定会在帮助任何事情上进行研究。对我来说,理想情况下,我对基础研究的奉献精神将导致创造出将在社会上广泛使用的事物。”

一次,铃木将大部分醒来的时间都花在实验上,但是如今,他喜欢和三个孩子在公园玩耍。就像人们可能期望的那样,七年前,他选择了一颗Mikimoto珍珠作为妻子的订婚戒指。