これまでに聞いたことがないかもしれない鶏と卵についての質問です：卵が外側から破れにくく、弱いひよこが内側から突破しやすいのはどうしてですか？
クラックするのは難しい質問です。 卵の殻は、ヒナが内部で成長するにつれて変化すると考えられています。 クリーチャーが発達すると、内側の卵殻の一部が溶け、ぼやけた小鳥がそのカルシウムの一部を骨に取り込みます。 しかし、このプロセスが卵殻の微細構造にどのように影響するかは不明のままでした。 現在、 The Guardianの Nicola Davisが報告しているように、 Science Advancesの新しい研究は、卵のナノ構造と、成長する生き物とともに卵がどのように発達するかに関することを示唆しています。
プレスリリースによると、謎を解き明かし、卵の構造を研究するために、マギル大学の研究者は、シェルの非常に薄い部分を切断できる新しい集束イオンビームを使用しました。 その後、電子顕微鏡を使用してこれらの薄片を分析し、シェル構造を研究しました。
チームは、15日間培養した受精卵の殻を調べ、それを受精卵と比較しました。 ScienceNewsの Laurel Hamersが報告しているように、彼らは卵の靭性の鍵がタンパク質によって所定の場所に導かれる微細構造の形成にあるように見えることを発見しました。 彼らは、オステオポンチンと呼ばれる特定のタンパク質に分析の焦点を合わせました。オステオポンチンは、殻全体に見られ、ミネラル構造の組織化に不可欠であると考えられています。
デイビスが説明するように、オステオポンチンは、シェル内のミネラル、特にカルシウムの構造と密度を導く「足場」として機能するようです。 発達した卵では、殻の外層のミネラルは密に詰まっており、オステオポンチンが豊富です。 しかし、内側の卵の層は異なるナノ構造を持ち、オステオポンチンが少なく、ミネラルの充填密度が低くなっています。
in卵していない卵では、ナノ構造は変化しませんでした。 しかし、受精卵およびincubated卵卵では、内卵の構造が時間とともに変化するように見えました。 カルシウムはひよこに移され、殻の内側が弱くなり、生物が割れやすくなりました。 内殻もより凹凸になり、研究者は、ヒナにカルシウムを放出する化学反応のための表面積を増やすと考えています。
「誰もが卵殻は壊れやすいと考えています— [注意]、私たちは「卵殻の上を歩きます」—しかし、実際、その薄さのために、それらはいくつかの金属よりも非常に強く、硬いです」 「私たちは卵殻がどのように組み立てられ、どのように溶解するかをほぼ分子スケールで本当に理解しています。」
Hamersが報告しているように、オステオポンチンはおそらく、シェルでのカルシウム結晶の規則正しい形成を混乱させ、より強いシェルを作成します。 ナノスケールでは、タンパク質の導入により、滑らかで均一な結晶構造の形成が妨げられます。 代わりに、構造がより不安定になり、外殻が強化されます。 これが、卵の割れ目がきれいに開くのではなくジグザグパターンを形成する理由です。壊れ目は、スクランブルされた結晶構造を通る途中で弱いスポットを見つける必要があります。
彼らの発見をテストするために、Davisは、チームがオステオポンチンの有無にかかわらず、研究室で独自の卵殻代替物を作成したと報告しています。 「試験管にタンパク質を入れないと、博物館にあるような巨大な方解石[炭酸カルシウム]結晶が得られます」と、マッキーはデイビスに話します。 「タンパク質を投入すると、プロセスが遅くなり、その結晶内に埋め込まれ、合成結晶に非常に類似したナノ構造特性が生成され、硬度が向上します。」
卵のナノスケール構造を知ることは、新しいタイプの材料につながる可能性がある、と研究に関与していないコーネルのエンジニア、ララ・エストロフは言う、とハマーズは報告している。 研究者は、卵の食品安全性を改善することさえできると考えています。 プレスリリースによると、鶏卵の約10〜20％が輸送中に割れ、サルモネラ汚染につながる可能性があります。 一部の卵が他の卵よりも強い理由を理解することで、鶏をより丈夫な卵で飼育することができます。
