蜗牛如何设计其粘液
摘要
研究人员分析了五种蜗牛粘液,发现IV型胶原蛋白构成结构基础,而蛋白质含量和无定形碳酸钙调节每种粘液的力学性能,包括防御性的粘稠分泌物和泡沫状分泌物。
<p>蜗牛以它们的粘液而闻名。这种粘液在某些护肤产品中被视为具有抗炎和抗衰老功效的珍贵成分,而且蜗牛可以分泌多种具有特定功能的粘液。一个德国科学家团队已经弄清了蜗牛如何实现这种所谓的“可调性”:根据发表在《科学》杂志上的一篇<a href="http://www.science.org/doi/10.1126/science.adx7367">新论文</a>,胶原蛋白和钙协同作用,以实现不同的力学性能。</p>
<p>蜗牛粘液的主要成分是水;是黏蛋白(糖蛋白)和复合碳水化合物赋予了它黏滑的质地。除了化妆品领域,这种粘液在药物递送方面也具有巨大潜力。2020年,科学家<a href="https://pubs.rsc.org/sm/article-abstract/16/48/10876/708180/Biomolecules-from-snail-mucus-Helix-aspersa?redirectedFrom=fulltext">发现</a>,将普通花园蜗牛的粘液与金纳米颗粒结合,有助于加速伤口愈合,并在小鼠身上表现出抗炎特性。与该最新论文最相关的是2023年一项<a href="https://www.nature.com/articles/s41467-023-41094-z">研究</a>,该研究识别出三种不同类型的分泌粘液:一种用于保护皮肤的保湿型,一种充当粘合胶,第三种则充当润滑剂,使蜗牛能更轻松地在表面滑行。</p>
<p>该团队将研究重点放在森林蜗牛/柠檬蜗牛(<em><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Cepaea_nemoralis">Cepaea nemoralis</a>)</em>上,他们认为这些蜗牛非常适合作为研究对象,因为它们会分泌五种功能各异的粘液。与花园蜗牛一样,其中一种粘液充当润滑剂帮助运动,一种粘性粘液帮助蜗牛附着在各种表面上。此外还有一种被称为“epiphragm”(冬眠膜)的粘液层,蜗牛在冬季冬眠时会分泌它,其中含有方解石,能有效密封螺壳,保护蜗牛免受捕食者和恶劣环境条件的影响。</p>
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# 蜗牛如何制造它们的黏液
来源:https://arstechnica.com/science/2026/08/how-snails-engineer-their-slime/
*C\. nemoralis*在受到惊扰时还会分泌两种不同种类的保护性黏液。一种是粘稠的黄色黏液,与某些软体动物分泌的黏液相似,具有极强的抗断裂或抗撕裂能力。另一种是起泡物质,科学家认为其作用是闷死小型捕食者和/或将其从壳中冲刷出去。
研究人员使用多种技术分析了所有五种类型的黏液,包括蛋白质组学、X射线荧光光谱、X射线衍射、冷冻扫描电子显微镜和液相色谱法。他们发现,所有五种黏液都具有相似的蛋白质组成,其中IV型胶原蛋白是主要的结构成分。正是蛋白质数量的不同以及无定形碳酸钙(ACC)的添加,决定了某种黏液独特的机械性能。两种防御性黏液所含的蛋白质数量最多。
这些结果“表明这些蛋白质被用于调节交联程度,从而调节其网络密度,这对它们的机械性能有直接影响,”作者总结道。“每种黏液类型都表现出独特而复杂的层级结构,这种结构受到黏液材料加工过程的影响。”
此外,钙“与黏液一起被主动分泌,作为交联的离子来源或增强的矿物前体。”
Science, 2026. DOI:10.1126/science.adx7367 (http://dx.doi.org/10.1126/science.adx7367)(关于DOI (http://arstechnica.com/science/news/2010/03/dois-and-their-discontents-1.ars))。
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