Наношипы в курином яйце пригодятся в птицеводстве и медицине

У исследователей есть новая информация о мембране яичной скорлупы куриных яиц, которая может помочь для улучшения тканевой инженерии и трансплантации биоматериалов в медицине человека, а также снизить потери коммерческих производителей яиц и птицы.
Спортсмены часто получают травмы связок коленей, особенно передней крестообразной связки. Хотя операция по замене разорванных связок становится все более распространенной во всем мире, ее часто приходится повторять. Это связано с тем, что закрепить волокнистый, мягкий и влажный связочный материал в твердой кости оказывается непросто.
Теперь исследователи из Университета Макгилла получили новую информацию о мембране яичной скорлупы куриных яиц, которая может помочь изменить эту картину благодаря потенциалу, который она предлагает для улучшения тканевой инженерии и трансплантации биоматериалов.
Исследователи обнаружили, как именно твердая скорлупа птичьего яйца прикрепляется к подлежащей влажной волокнистой оболочке яйца (тонкий мембранный слой внутри скорлупы, видимый при очистке сваренного вкрутую яйца). Используя передовые рентгеновские и электронные микроскопы для трехмерной визуализации вместе с методами криоконсервации, исследовательская группа смогла заглянуть в этот интерфейс в трех измерениях, чтобы визуализировать и количественно оценить явление блокировки.
«До сих пор никто не задумывался о том, как этот интерфейс между этими двумя очень разными веществами, одним из которых является твердая биокамень, а другой — мягкая волокнистая мембрана, может быть закреплен на наноуровне, — говорит Марк Макки, профессор стоматологического факультета медицины и гигиены полости рта, а кафедры анатомии и клеточной биологии, ведущий автор работы. – То, что мы обнаружили в этом мягко-жестком интерфейсе, весьма примечательно».
Команда обнаружила, что на определенной стадии развития яйца перед откладкой скорлупа посылает минеральные наношипы в мягкие и податливые поверхностные волокна подлежащей мембраны яичной скорлупы. Эта мембрана окружает мягкое содержимое внутренней части яйца: яичный белок и желток столовых яиц или развивающийся куриный эмбрион в оплодотворенном и инкубированном яйце.
Этот процесс соединения наношипов между двумя очень разными материалами существенно увеличивает площадь поверхности раздела между мягкими и влажными органическими волокнами и твердым и в основном сухим неорганическим минералом. Такое крепление важно фиксирует и закрепляет границу мягкого и твердого материала, предотвращая скольжение и скольжение волокон внутри оболочки.
В противном случае отделение оболочки от скорлупы может оказаться смертельным для эмбриона цыпленка, ослабить скорлупу и/или привести к проникновению патогенов (таких как сальмонелла) во внутреннее содержимое яйца. Пищевая безопасность столового яйца зависит от неповрежденной скорлупы, которая хорошо интегрирована с подлежащей оболочкой.
Благодаря этому новому пониманию интерфейса скорлупа-мембрана как характерной особенности сильных, безопасных и здоровых яиц, потери производителей столовых яиц и птицеводов могут быть уменьшены за счет создания коммерческих программ генетической селекции, которые сохраняют или максимизируют эту структуру интерфейса.
Результаты могут также потенциально привести к разработке новых гибридных композитных материалов и к новым процедурам для улучшения результатов различных медицинских и стоматологических реконструктивных операций, которые могут потребовать прикрепления мягких влажных волокон к твердым материалам.
Источник: McGill University.