Междисциплинарная команда физиков-химиков из Университета Вагенингена, Маастрихтского университета и компании EnzyTag BV в Нидерландах провела исследование, которое проливает свет на физико-химические механизмы, позволяющие клещам надежно прикрепляться к коже своих хозяев.
Клещи — это не только неприятные паразиты, но и настоящие мастера выживания. Они способны крепко держаться на теле своего хозяина, прокусывать кожу и питаться кровью. Однако механизм их прикрепления к живой ткани до сих пор был недостаточно изучен. В новой работе ученые сосредоточились на слюне клещей, содержащей белки, которые играют ключевую роль в процессе адгезии (прилипания).
Исследователи начали с анализа слюны клещей и обнаружили, что содержащиеся в ней белки богаты аминокислотой глицином. Эти белки выделяются в повышенных количествах непосредственно перед тем, как клещ прикрепляется к своей жертве. Известно, что глициновые белки могут препятствовать свертыванию других белков, что и объясняет образование твердого конического слоя, приклеивающего клеща к коже. Уникальность такого биоадгезива заключается в том, что это единственный известный науке клей, способный эффективно работать на живой поверхности.
Специалисты предположили, что слюна клещей демонстрирует фазовое разделение жидкостей, — физико-химический процесс, при котором жидкость разделяется на несколько фаз с разными свойствами. Чтобы подтвердить гипотезу, они синтезировали один из основных аминокислотных компонентов слюны клещей и наблюдали за испарением капли на плоской поверхности.
Эксперимент показал, что при высыхании капли на ее краях образуется кольцо — аналогично тому, что можно увидеть при высыхании кофе на поверхности. Ученые также заметили свечение вдоль границы кольца и образование своеобразного ободка с плавающими в нем мельчайшими каплями синтетического белка. Это подтвердило предположение о наличии фазового разделения в слюне клещей.
Добавление соли усилило связи в жидкости, что привело к образованию более твердых конусов. В дальнейшем исследователи повторили эксперимент уже с настоящей слюной, добытой из собранных клещей, и получили аналогичные результаты, окончательно подтвердив свою гипотезу.
Эти открытия не только проливают свет на удивительную биологию клещей, но и открывают новые возможности для разработки материалов с уникальными адгезивными свойствами. Например, синтетические аналоги клея клещей могут быть использованы в медицине или промышленности для создания биоразлагаемых или сверхустойчивых клеевых композиций.
Ранее ученые раскрыли новую опасность клещей.