바이서스

Byssus
홍합(Mytilus 속)으로 바위에 붙어 있는 홍합
담수 얼룩말 홍합 Dreissena polymorpha의 비수스 일러스트

바이수스(/bbssss/)는 많은 이매패류 연체동물 종에서 분비되는 필라멘트의 다발로 연체동물을 단단한 표면에 부착시키는 기능을 한다.몇몇 조개과의 종들은 펜조개과, 참홍합과, 그리고 드레세니과를 포함한 바이수스를 가지고 있다.

필라멘트

바이서스 필라멘트는 암석, 기판 또는 해저에 부착하기 위해 바이서스를 사용하는 특정 종류의 해양 및 담수 이매패류 연체동물에 의해 만들어집니다.식용 홍합에서, 먹을 수 없는 비수스는 일반적으로 "수염"으로 알려져 있으며 요리하기 전에 제거된다.

홍합은 많은 종들이 표면에 고정하기 위해 비수스 실을 분비하며, 홍합과, 아노미과, 피니과, 펙티니과, 드레세니과,[1][2] 유니온과와 같은 과가 있다.

메카닉스

바이수스 또는 바이살 복합체는 중앙 줄기에서 홍합에 의해 방사상으로 배치된 여러 개의 세포외 콜라겐 실로 구성되어 있습니다.각 실은 홍합체에 가까운 물결 모양의 근위부 영역, 근위부 영역과 끝 플라크를 연결하는 길고 매끄러운 원위부 영역 및 홍합을 [3]표면에 고정하는 점착성 플라크 자체의 3가지 영역으로 구성된다.근위부 영역은 느슨하게 배열된 코일형 섬유를 감싸는 파형 피복으로 구성됩니다. 이러한 코일은 힘을 가하면 섬유를 확장하기 위해 풀릴 수 있습니다.원위부에는 섬유강성을 주는 콜라겐 섬유다발이 정렬되어 있습니다.플라크는 스폰지 모양의 매트릭스 위에 콜라겐과 같은 섬유로 구성되어 있으며, 이 섬유에서 접착성 단백질이 침착되어 [4]굳어집니다.

바이서스의 목적은 홍합이 원하는 표면에 부착되도록 하는 것이며, 이를 위해서는 홍합이 서식하는 해안선 부근의 조석 작용에 의한 강한 순환 운동을 견딜 수 있어야 한다.살아있는 홍합에 대한 기계적 테스트 결과, 바이솔 나사산은 항복 전 39%, 파괴 전 64%로 10mm/[3]min의 공칭 변형률로 연장될 수 있는 것으로 나타났습니다.인장 테스트 결과 나사산은 원위부 및 근위부 양쪽의 초기 강성, 원위부 항복으로 인한 연화, 인장 실패 [4]직전의 최종 강성 등 세 가지 뚜렷한 단계를 보입니다.원위부가 깨지기 전에 항복하는 능력은 강한 [4]조력에서도 홍합 특유의 견고함을 준다.종 변화,[5] 계절 변화,[3] 온도 효과,[6] 노화 [6]효과 등, 종별 나사산의 성능에 영향을 미치는 많은 변수가 연구되었다.특히 온도 영향을 통해 유리 전이 온도가 6°[6]C로 나타났습니다.

홍합이 붙이기 위해 사용하는 실의 수는 일반적으로 20-60개 사이입니다.이것은 홍합의 종, 계절, 연령에 따라 다릅니다.주기적인 조석 조건 하에서, 섬유 배치의 방사상 확산은 홍합이 대부분의 섬유들을 가해지는 힘의 방향으로 동적으로 정렬할 수 있게 합니다.이렇게 하면 나사산 하나에 가해지는 응력이 감소하여 고장 및 [4]이탈 가능성이 줄어듭니다.홍합은 또한 중앙 줄기를 포함한 전체 부생 복합체를 손상시키지 않고 배출할 수 있다.24시간 [7]이내에 파이버 배치를 재개하면 콤플렉스를 재생성할 수 있습니다.

홍합은 발에 틈이 생기면 공기를 빼내고 아치를 만들어 진공실을 만드는데, 배관공의 플런저가 배수구를 뚫는 것과 비슷합니다.케라틴, 퀴논탄단백질(폴리페놀단백질) 및 기타 단백질로 이루어진 바이수스는 폴리머 처리 시 사출 성형과 유사한 액체 형태로 이 챔버에 분출되어 거품이 생겨 끈적끈적한 거품이 된다.발을 튜브에 말아 거품을 펌핑함으로써 홍합은 사람 머리카락 크기의 끈적끈적한 실을 만든다.그리고 홍합은 실을 다른 단백질로 니스 처리하여 [2]접착제를 만든다.플라크의 부착 역학은 강력한 접착제를 모방하고 플라크가 부착할 수 없는 코팅을 만들기 위해 연구된다.불소중합체 페인트 및 윤활유 함유 코팅과 같은 오염 방출 전략은 얼룩말 및 콰가 [8]홍합과 같은 침습 홍합 종에 의한 해양 구조물의 오염을 방지하는 데 중요한 연구 영역입니다.

생체 모방

Byssus는 많은 합성 접착제처럼 [9]물에 의해 분해되거나 변형되지 않는 뛰어난 접착제입니다.이 접착제, 특히 홍합 발 단백질의 놀라운 특성은 홍합이 다른 유기체를 통해 Mfps를 생산하거나 유사한 성질을 가진 합성 폴리머를 만들어냄으로써, 홍합이 보여주는 뛰어난 접착 능력을 모방하려는 많은 시도를 촉발시켰다.예를 들어, 유전공학자들은 효모 세포에 홍합 DNA를 삽입하여 유전자를 적절한 [10]단백질로 변환시켰다.합성 방법은 일반적으로 카테콜을 가교제로 사용하여 내마모성 폴리머 네트워크를 생성합니다.Mfp-3를 모방하여 코아베이션을 유도하는 것도 중요한 특성으로 소금물에서의 [9]부분 용해로부터 재료를 보호한다.

생체모방 바이서스 접착제의 적용에는 생물의학 접착제,[11] 치료용 응용 [12]및 오염 방지 [13]코팅이 포함됩니다.

과거의 용도

바이서스는 종종 지중해산 펜 껍질인 Pinna nobilis에서 분비되는 길고 가늘고 비단 같은 실을 말한다.이 핀나 종의 바이수스 실은 길이가 최대 6cm(2.4인치)에 달하며, 역사적으로 [14]천으로 만들어졌습니다.

바이서스 천은 바다 실크로 알려진 희귀한 천으로, 펜 껍데기의 바이서스를 섬유원으로 [15][16]사용하여 만들어집니다.

레퍼런스

  1. ^ Turner, Ruth; Rosewater, Joseph (June 1958). "The Family Pinnidae in the Western Atlantic". Johnsonia. 3 (38): 285–326.
  2. ^ a b Starr, Cecie; Taggart, Ralph (2004). Biology: The Unity and Diversity of Life. Belmont, CA: Thomson Learning.
  3. ^ a b c Moeser, Gretchen M.; Carrington, Emily (15 May 2006). "Seasonal variation in mussel byssal thread mechanics". Journal of Experimental Biology. 209 (10): 1996–2003. doi:10.1242/jeb.02234. PMID 16651564. Retrieved 8 May 2021.
  4. ^ a b c d Bell, Emily; Gosline, John (1 April 1996). "Mechanical design of mussel byssus: material yield enhances attachment strength". Journal of Experimental Biology. 199 (4): 1005–1017. doi:10.1242/jeb.199.4.1005. PMID 9318809. Retrieved 9 May 2021.
  5. ^ Brazee, Shanna; Carrington, Emily (December 2006). "Interspecific Comparison of the Mechanical Properties of Mussel Byssus". The Biological Bulletin. 211 (3): 263–274. doi:10.2307/4134548. JSTOR 4134548. PMID 17179385. S2CID 24797335. Retrieved 9 May 2021.
  6. ^ a b c Aldred, Nick (22 December 2007). "Tensile and dynamic mechanical analysis of the distal portion of mussel (Mytilus edulis) byssal threads". Interface. 4 (17): 1159–1167. doi:10.1098/rsif.2007.1026. PMC 2396211. PMID 17439859.
  7. ^ Peyer, Suzanne (23 December 2008). "Zebra mussels anchor byssal threads faster and tighter than quagga mussels in flow" (PDF). Journal of Experimental Biology. 212 (13): 2027–2036. doi:10.1242/jeb.028688. PMID 19525429. Retrieved 9 May 2021.
  8. ^ Verma, Shatakshi (20 February 2019). "A review on protective polymeric coatings for marine applications". Journal of Coatings Technology and Research. 16 (2): 307–338. doi:10.1007/s11998-018-00174-2. S2CID 139442176. Retrieved 9 May 2021.
  9. ^ a b Forooshani, Pegah; Lee, Bruce (11 October 2016). "Recent approaches in designing bioadhesive materials inspired by mussel adhesive protein". Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 55: 9–33. doi:10.1002/pola.28368. PMID 27917020.
  10. ^ Robert L. Strausberg; et al. (31 December 1989). "Development of a Microbial System for Production of Mussel Adhesive Protein". Adhesives from Renewable Resources. ACS Symposium Series. Vol. 385. pp. 453–464. doi:10.1021/bk-1989-0385.ch032. ISBN 978-0-8412-1562-7.
  11. ^ Allen, Mark (May 2004). "Prospective randomized study evaluating a biodegradable polymeric sealant for sealing intraoperative air leaks that occur during pulmonary resection". The Annals of Thoracic Surgery. 77 (5): 1792–1801. doi:10.1016/j.athoracsur.2003.10.049. PMID 15111188. Retrieved 9 May 2021.
  12. ^ Black, Kvar (14 August 2012). "Polydopamine-enabled surface functionalization of gold nanorods for cancer cell-targeted imaging and photothermal therapy". Nanomedicine. 8 (1): 17–28. doi:10.2217/nnm.12.82. PMC 3544340. PMID 22891865.
  13. ^ Dalsin, Jeffrey (9 December 2004). "Protein Resistance of Titanium Oxide Surfaces Modified by Biologically Inspired mPEG−DOPA". Langmuir. 21 (2): 640–646. doi:10.1021/la048626g. PMID 15641834. Retrieved 9 May 2021.
  14. ^ McKinley, Daniel (June 1998). "Pinna and Her Silken Beard: A Foray Into Historical Misappropriations". Ars Textrina: A Journal of Textiles and Costumes. 29: 9–223.
  15. ^ Maeder, Felicitas (2002). "The project Sea-silk: Rediscovering an Ancient Textile Material". Archaeological Textiles Newsletter. 35: 8–11.
  16. ^ Hill, John (2009). Through the Jade Gate to Rome: A Study of the Silk Routes during the Later Han Dynasty, 1st to 2nd centuries CE (2nd ed.). Charleston, SC: Book Surge. ISBN 978-1439221341.

외부 링크

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