記者從浙江大學(xué)獲悉，教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授、浙江大學(xué)化學(xué)系教授唐?？祹ьI(lǐng)團(tuán)隊成功破解了動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物——卷甲蟲（俗稱西瓜蟲）作為生物模型，發(fā)現(xiàn)換殼時期的卷甲蟲體內(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，這個過程在短短的數(shù)小時之內(nèi)完成。

　　 對此，唐教授這樣解釋：“鎂離子和酸性蛋白質(zhì)共同構(gòu)成了一個生物界中的‘開關(guān)’。動物的換殼過程可以理解為一個‘結(jié)晶’的過程，礦物質(zhì)在這個過程中經(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‘關(guān)’的信號，暫時關(guān)閉了結(jié)晶過程，延長了碳酸鈣非結(jié)晶狀態(tài)。而酸性蛋白是一個‘開’的信號，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驗室里成功地演示了這個結(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?？祱F(tuán)隊的這一發(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。