微生物与生化技术杂志

抽象的

微生物如何帮助解决与鸟类飞行相关的复杂生物力学问题

Theagarten Lingham-Soliar

鸟类羽毛由最坚韧的天然弹性生物聚合物 β-角蛋白制成。β-角蛋白的纤维和基质结构之间几乎密不可分，因此几乎不可能确定羽毛主要支撑结构（羽轴和羽枝）中的纤维层次，除了直径为纳米的细丝之外。为了突破传统结构测定方法的局限性，微生物首次被用于帮助解决生物结构问题。在实验室条件下，让自然产生的羽毛寄生虫真菌在羽毛中生长，假设它们会优先降解基质并释放纤维成分。结果是，微生物首次揭示了真正的羽毛微纤维层次，其中包括已知 β-角蛋白中最粗的纤维，其粗度是其三倍。这些纤维被命名为合胞体羽枝，因为它们显示出与自由绒毛一样的间歇节点系统。研究人员对羽轴和羽枝的侧壁进行了类似的研究，并首次发现了羽毛中出现的交叉纤维系统。这两项发现都具有深远的生物力学意义，包括羽毛的高断裂功。