Mikroskobik canlı ultra hızlı yapay kaslara ilham olabilir

Suda yaşayan mikroskobik bir canlı olan Spirostomum ambiguum, insanın göz kırpma süresinden çok daha hızlı bir şekilde, 5 milisaniyeden kısa sürede boyunu dörtte birine indirebiliyor. Bilim insanları, bu becerinin arkasındaki biyolojik mekanizmayı gün yüzüne çıkardı.

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayımlanan araştırmaya göre canlı, kas lifleri yerine kalsiyum iyonları ve balık ağı şeklinde örülmüş özel bir protein ağından yararlanıyor.

ATP tüketmiyor

North Carolina Eyalet Üniversitesi, Chicago Üniversitesi ve Colorado Üniversitesinden araştırmacıların yürüttüğü çalışmada, canlı bünyesindeki mionem (myoneme) adı verilen ipliksi yapıların kalsiyuma duyarlı sentrin ve Sfi1 proteinlerinden oluştuğu saptandı.

Balık ağı geometrisinde hücrenin etrafını saran bu yapı, büzülme esnasında iç organellerin zarar görmesini engelliyor. Kalsiyum iyonları devreye girdiğinde Sfi1 proteini sertliğini kaybederek "ıslak spagetti" gibi yumak haline geliyor ve ağı hızla çekerek canlının boyutunu küçültüyor.

İnsan kasları enerji için ATP (adenozin trifosfat) tüketirken, bu mikroskobik canlı kalsiyum iyonlarını adeta bir elektrik akımı gibi kullanarak kimyasal yakıt harcamadan hareket ediyor.

Hedef ultra hızlı yapay kaslar

Gelişmiş elektron ve immünofloresan mikroskopi teknikleriyle elde edilen bu veriler, mühendislik alanında yeni bir dönemin kapısını aralıyor.

Araştırmacılar, Spirostomum ambiguum'un kalsiyum tetiklemeli mekanizmasını kopyalayarak mevcut tasarımlardan katbekat hızlı çalışan, ATP gereksinimi duymayan sentetik hücresel mekanizmalar ve yapay kaslar üretmeyi amaçlıyor.