Meer dan twee eeuwen wisten wetenschappers dat tintinniden, microscopische planktonische organismen, kleine schelpen bouwden. Maar niemand kon achterhalen waar die schelpen van gemaakt waren. Onderzoekers van de Universiteit van Salzburg in Oostenrijk hebben de puzzel nu gekraakt. De schelpen bestaan uit zelfassemblerende structurele eiwitten die een opmerkelijk veerkrachtig materiaal vormen, dat ook ultraviolet licht absorbeert.
Een materiaal zoals nog nooit eerder gezien in eencellig leven
Tintinniden zijn eencellige eukaryoten, of protisten, die door oceanen wereldwijd drijven. Hun schelpen, loricae genoemd, worden sinds het begin van de 19e eeuw bestudeerd. Tot nu toe bleef de samenstelling onbekend. Het Oostenrijkse team ontdekte dat de loricae zijn opgebouwd uit eiwitten die spontaan assembleren tot een stevige, UV-absorberende structuur. Dit is de eerste keer dat een biomateriaal van dit soort is beschreven van een eukaryotisch eencellig organisme. De ontdekking vestigt tintinniden als een nieuw model voor het ontwikkelen van geavanceerde biomaterialen, een vakgebied dat lang naar dieren zoals spinnen keek voor inspiratie.
Waarom lokale onderzoekers en de wetenschappelijke gemeenschap het opmerkten
De ontdekking vond plaats in Salzburg, Oostenrijk, waar de onderzoeksgroep tintinnid monsters analyseerde die uit mariene omgevingen waren verzameld. Het team gebruikte geavanceerde beeldvorming en biochemische technieken om de eiwitten te identificeren en hun zelfassemblerende aard te bevestigen. Voor de lokale wetenschappelijke gemeenschap beëindigt de doorbraak een 200 jaar oud mysterie. Voor de bredere wereld opent het een deur naar biomaterialen die kunnen worden geproduceerd zonder dieren te oogsten. De eiwitten worden door de organismen zelf gemaakt, en het assemblageproces vereist geen externe energie of complexe machines.
Wat dit betekent voor de toekomst van de materiaalkunde
De betekenis van de ontdekking ligt in de nieuwigheid ervan. Spinnenzijde en andere dierlijke biomaterialen worden al tientallen jaren bestudeerd. Tintinnid schelpen bieden een compleet andere biologische bron: een protist die zijn huis vanaf nul bouwt met eiwitten die zelf assembleren. Het materiaal is zowel sterk als in staat UV-straling te blokkeren, twee eigenschappen die zeer gewenst zijn in alles van coatings tot medische apparaten. Omdat de organismen eencellig zijn en kunnen worden gekweekt, kunnen de eiwitten mogelijk in het lab worden geproduceerd zonder wilde populaties te oogsten. Het onderzoek, gepubliceerd door de Universiteit van Salzburg, biedt de eerste gedetailleerde beschrijving van dit biomateriaal en plaatst tintinniden als een nieuw modelsysteem voor toekomstige biomateriaalontwikkeling.
