鳖牙齿为何拥有铁一般的硬度？

石鳖是一类海洋软体动物，它们能长出异常坚硬的牙齿以刮食岩石上的藻类。研究人员如今报告称，RTMP1 蛋白（或称：齿舌牙齿基质蛋白 1）似乎能精确引导石鳖超硬牙齿中铁基矿物四氧化三铁的形成。这一发现标志着首次在真核生物中发现氧化铁形成蛋白，它为生物矿化提供了新的线索，并可能为新型材料的设计提供灵感。在整个动物界中，许多生物体可通过一种名为生物矿化的过程而形成坚硬的身体部位，如牙齿、骨骼和外壳。其中，石鳖能长出异常坚硬的牙齿。石鳖牙齿形成于齿舌囊内一个类似传送带的结构之上，特化细胞会在此铺设有机模板，后者在经历分阶段矿化作用后而最终形成新的四氧化三铁硬齿。然而，控制石鳖牙齿中铁生物矿化过程的潜在机制在很大程度上仍然成谜。之前的研究已经发现了几种被认为与此过程相关的蛋白。其中，RTMP1被认为是石鳖牙齿中四氧化三铁矿化作用的有力角逐者。

通过分析不同石鳖物种的基因表达，Michiko Nemoto 和同事发现，RTMP1 在演化上是保守的，这意味着它赋予石鳖一种特有的功能。作者利用免疫标记技术发现，RTMP1不仅存在于牙齿内部，而且还可在正经历矿化作用的牙尖周围的上皮细胞中被检测到。值得注意的是，RTMP1 的定位会随着矿物沉积的阶段而变——RTMP1 最初会呈对称性分布，接着在氧化铁开始积累后集中在牙齿的非矿化侧。在牙尖内部，RTMP1 会形成狭窄的条带，后者会随着矿化过程的进展而从前缘迁移至后缘。据 Nemoto 等人披露，这些空间排布受控的动态模式明确提示，RTMP1 在指导石鳖齿中的氧化铁矿化过程中发挥着核心的调控作用。André Sheffel 在一项相关的研究中写道：“生物矿化过程的分子细节或能赋予我们模拟自然矿化策略从而合成新型材料的能力。”