El molusco, llamado gitabotas, quita las algas de las rocas del océano utilizando un conjunto especializado de dientes hechos de la magnetita mineral magnética. Los dientes tienen la máxima dureza y rigidez de cualquier biomineral conocido. Aunque la magnetita es un mineral geológico que se encuentra comúnmente en la corteza terrestre, se sabe que solo unos pocos animales lo producen, y se sabe poco sobre cómo lo hacen.

Una mejor comprensión del proceso de biomineralización, combinada con una comprensión profunda de la arquitectura y la mecánica de los dientes de Chiton, podría ayudar a los científicos no solo a mejorar los revestimientos y herramientas resistentes al desgaste, sino también a crecer materiales a nanoescala para aplicaciones basadas en agua y energía.

Ahora, por primera vez, un equipo dirigido por Michiko Nemoto, profesora asistente de agricultura en la Universidad de Okayama y David Kisailus, profesor de ciencia de materiales e ingeniería química en la Facultad de Ingeniería Bourns de la Universidad de California en Riverside, ha descubierto una pieza del rompecabezas genético. Eso permite al chiton producir nanomateriales de magnetita.

Los quitones tienen varias docenas de filas de dientes unidos a una estructura similar a una cinta. Cada diente está compuesto de una cúspide mineralizada, o área puntiaguda, y una base que soporta la cúspide mineralizada. La magnetita se deposita solo en la región de la cúspide. A medida que los dientes se desgastan, son reemplazados por dientes nuevos, por lo que los dientes en diferentes etapas de formación están siempre presentes.

En lugar de buscar genes específicos, los investigadores examinaron el transcriptoma, el conjunto de todas las moléculas de ARN en los dientes, para ver qué sustancias expresaban realmente los genes. El ADN contiene los planos, pero el ARN es lo que "transcribe" los planos y ayuda a llevarlos a cabo.

Encontraron que las 20 transcripciones de ARN más abundantes en la región de los dientes en desarrollo contienen ferritina, una proteína que almacena el hierro y la libera de forma controlada, mientras que las de la región de los dientes mineralizados incluyen proteínas de la mitocondria que pueden proporcionar la energía necesaria para transformar la Materias primas en magnetita. En la cúspide totalmente mineralizada, los investigadores también identificaron 22 proteínas que incluían una nueva proteína a la que llamaron "proteína 1 de la matriz de los dientes radulares". La nueva proteína podría interactuar con otras sustancias presentes en los dientes para producir óxido de hierro.

Los hallazgos podrían ayudar a los científicos a resolver un problema urgente para la electrónica de próxima generación: las fuentes de energía a nanoescala para alimentarlos. Saber cómo controlar el crecimiento de la magnetita biológica, cuyos campos magnéticos tienen aplicaciones eléctricas, podría ayudar a los científicos a crear materiales de energía a nanoescala.

El documento de acceso abierto, "Análisis transcriptómicos y proteómicos integrados de un mecanismo molecular de biomineralización de dientes radulares en Cryptochiton stelleri, fue publicado el 29 de enero en Informes cientificos. Además de Nemoto y Kisailus, los autores incluyen Dongni Ren, Steven Herrera, Songqin Pan, Takashi Tamura, Kenji Inagaki.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de California – Riverside. Original escrito por Holly Ober. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y duración.