石鳖齿舌基质蛋白1(RTMP1)调控磁铁矿生物矿化的分子机制及其仿生应用潜力

来自国际团队的研究人员通过解析石鳖(Chiton)超硬磁性牙齿的生物矿化机制，发现齿舌基质蛋白1(RTMP1)能时空特异性调控氧化铁沉积，指导几丁质纤维上的矿化过程，为开发新型仿生耐磨材料提供了分子模板。该研究揭示了不同于趋磁细菌的独特生物矿化通路。

　　

自然界通过精妙的有机-无机组装构建出多尺度矿物结构。石鳖(Chiton)的超硬磁性牙齿便是典型范例，这些牙齿能持续研磨岩石获取藻类为食。最新研究发现，在牙齿发育早期阶段，一种石鳖特有的齿舌基质蛋白1(Radular Teeth Matrix Protein 1, RTMP1)通过微绒毛运输进入牙齿，精确调控氧化铁在几丁质纤维上的沉积过程。这种蛋白展现出独特的时空导向功能，能显著增强矿化效率，最终形成兼具硬度、韧性和强度的分级结构。值得注意的是，RTMP1的矿化机制与趋磁细菌(Magnetotactic bacteria)中已知的磁铁矿沉淀蛋白存在本质差异。该研究为理解生物材料的多尺度组装原理提供了新视角，也为开发仿生耐磨材料开辟了新途径。