軟体動物は、軟組織を外敵から守るために殻を作ります。真珠母、つまり海です
ズロトニコフのグループの研究者グルノーブルの欧州放射光研究所 (ESRF) と協力して、私たちは初期および成熟した真珠層の内部構造を詳細に調べました。シンクロトロンベースのホログラフィック X 線ナノトモグラフィーを使用して、時間の経過に伴う真珠層の成長を記録することができました。 「真珠層は、サイズが 50 nm 未満の有機要素を含む非常に微細な構造です。 ESRF の ID16A ビームラインは、真珠層を 3 次元で可視化する前例のない機会を私たちに提供してくれました、と B CUBE 研究グループ長のイーゴリ ズロトニコフ博士は説明します。 「電子密度が高く周期の長い無機小板と、薄くて薄い有機表面との組み合わせにより、真珠層は画像化が困難な構造となっています。極低温イメージングのおかげで、必要な解像度を得ることができました。」
ESRFのホログラフィックX線ナノトモグラフィー（ID16A）チャネルのエンドステーション。クレジット：©Igor Zlotnikov
データの分析は非常に困難でした。研究者たちは、ニューラルネットワークを使用してセグメンテーションアルゴリズムを開発し、マザーオブパールのさまざまな層を分離するようにトレーニングしました。したがって、彼らは真珠の母が成長するにつれて構造上の欠陥に何が起こるかを追跡することができました。
シェルのプリズム構造上に周期的に層状になっているマザーオブパールを示すシェルの断面図。クレジット：©Igor Zlotnikov
成長中の構造的欠陥の挙動マザーオブパールは意外でした。ねじの反対方向の欠陥は、遠くから互いに引き付けられました。右側と左側の欠陥は、互いに接触して中和するまで構造内を移動しました。これらのイベントにより、組織全体で同期が発生しました。時間が経つにつれて、これにより、構造は完全に正しく、欠陥のないものに発展することができました。
マザーオブパールのような周期的な構造多くの異なる種類の動物によって作成されます。研究者たちは、最近発見されたメカニズムがマザーオブパールの形成だけでなく、他の生物起源の構造も制御できると信じています。
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