記者從浙江大學(xué)獲悉，教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授、浙江大學(xué)化學(xué)系教授唐睿康帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功破解了動(dòng)物界中常見的換殼現(xiàn)象的生物機(jī)理，發(fā)現(xiàn)其中隱藏著“仿生開關(guān)” 。這一發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家進(jìn)一步研究仿生控制功能提供了新樣本，讓生物材料的制備變得更加可控。

　　 課題組選取常見的甲殼動(dòng)物——卷甲蟲（俗稱西瓜蟲）作為生物模型，發(fā)現(xiàn)換殼時(shí)期的卷甲蟲體內(nèi)富含酸性氨基酸，如天冬氨酸。在它的作用下，卷甲蟲立即啟動(dòng)換殼過程，促使處于準(zhǔn)備狀態(tài)的礦物質(zhì)前體迅速走向“穩(wěn)定狀態(tài)”從而形成新殼。在自然狀態(tài)下，這個(gè)過程在短短的數(shù)小時(shí)之內(nèi)完成。

　　 對(duì)此，唐教授這樣解釋：“鎂離子和酸性蛋白質(zhì)共同構(gòu)成了一個(gè)生物界中的‘開關(guān)’。動(dòng)物的換殼過程可以理解為一個(gè)‘結(jié)晶’的過程，礦物質(zhì)在這個(gè)過程中經(jīng)歷了非穩(wěn)定態(tài)、亞穩(wěn)定態(tài)和穩(wěn)定態(tài)。鎂離子是一個(gè)‘關(guān)’的信號(hào)，暫時(shí)關(guān)閉了結(jié)晶過程，延長(zhǎng)了碳酸鈣非結(jié)晶狀態(tài)。而酸性蛋白是一個(gè)‘開’的信號(hào)，它的出現(xiàn)結(jié)束了礦物的非結(jié)晶狀態(tài)，促發(fā)了礦物質(zhì)的迅速結(jié)晶。”課題組用鎂和酸性氨基酸在實(shí)驗(yàn)室里成功地演示了這個(gè)結(jié)晶開關(guān)，并證明了這一原理還存在于磷酸鈣體系，具有普適性。

　　唐睿康團(tuán)隊(duì)的這一發(fā)現(xiàn)為人類制備生物材料提供了新的啟示，人們可從中獲得靈感，制造出一種“仿生開關(guān)”，使生物材料的合成變得更加可控，制造出各種結(jié)構(gòu)、形態(tài)和功能的生物材料。