Наноструктуры и связующий белок создают оболочку, достаточно сильную, чтобы защитить цыпленка, но достаточно мягкую, чтобы он вылупился. Марк Макки из Университета Макгилла в Монреале, Канада, и его коллеги изучали остеопонтин — белок, который связывает карбонат кальция в оболочке. Исследование яиц объяснило учёным секреты их скорлупы, а выводы могут помочь безопасности пищевых продуктов в агропромышленном комплексе.
Не обошлось изучение наноструктуры яиц без инноваций. «Благодаря новой системе секционирования сфокусированного ионного пучка McGill, созданной для исследований в области электронной микроскопии, мы смогли точно и тонко разрезать образец и получить изображение внутренней части оболочки. Яичную скорлупу, как известно, трудно изучать традиционными способами, потому что она легко ломаются, когда мы пытаемся сделать тонкий срез для визуализации с помощью электронной микроскопии», — говорит Макки, профессор кафедры анатомии и клеточной биологии Макгилла.
Яичная скорлупа состоит как из неорганического, так и из органического вещества, содержащего необходимый цыпленку для костей кальций, и обильные белки. Команда обнаружила, что в яйцеклетках цыплят (gallus gallus) у самых внешних двух слоев было больше остеопонтина, чем у более мягкого, внутреннего слоя молочной железы. По сравнению с маммиллярным слоем, богатые остеопонтином слои имели меньшие нанометровые структуры карбоната кальция, что делало их более плотными и твердыми.
Во время инкубации яйца внутренняя часть скорлупы растворяется для обеспечения минерального ионного питания, тем самым ослабляя скорлупу настолько, чтобы её мог сломать вылупляющийся цыпленок. В последние дни инкубации наноструктуры в молочном и среднем слоях сжимаются благодаря незначительным изменениям наноструктуры оболочки.
Более того, исследователи смогли воссоздать наноструктуру, аналогичную той, которую они обнаружили в оболочке, добавив остеопонтин к минеральным кристаллам, выращенным в лаборатории. Это может сделать яйца более безопасными.
«Около 10-20% куриных яиц ломаются или трескаются, что увеличивает риск отравления сальмонеллой, — говорит Макки. — Понимание того, как минеральная наноструктура придаёт прочность скорлупе, позволит отбирать генетические признаки у кур-несушек, чтобы производить яйца с более сильной скорлупой для повышения безопасности пищевых продуктов».
