Kanadyjscy naukowcy postanowili odpowiedzieć na pytanie, jak to możliwe, że skorupka zapłodnionego kurzego jaja jest na tyle odporna, że zapewnia mu podstawową ochronę przed zgnieceniem i na tyle słaba, że umożliwia pisklęciu wydobycie się w odpowiednim czasie na zewnątrz. Okazało się, że kluczem są zmiany jego nanostruktury, zachodzące podczas procesu inkubacji. Skorupka w tym czasie raczej traci składniki, niż zyskuje. Badacze z McGill University piszą o tym w najnowszym numerze czasopisma "Science Advances". Odkrycie może mieć praktyczne skutki dla bezpieczeństwa żywności.

Miliony lat ewolucji sprawiły, że ptaki wypracowały doskonałą postać i strukturę skorupek jajek, które zapewniają ochronę rozwijającego się pisklęcia. Skorupka nie jest ani za mocna, ani za słaba, chroni jajo podczas znoszenia i wysiadywania, a gdy przyjdzie na to czas daje się łatwo rozbić od środka. Badacze z McGill postanowili sprawdzić, na czym ten efekt polega. 

Skorupki jajek klasycznymi metodami bardzo trudno się bada, łatwo pękają, gdy próbujemy przygotować próbki na przykład dla mikroskopii elektronowej - przyznaje prof. Marc McKee. Dopiero dzięki nowemu systemowi przygotowywania i obserwacji preparatów z pomocą skupionej wiązki jonowej byliśmy w stanie odpowiednio przeciąć próbki i zbadać wnętrze skorupki - dodaje. To pomogło zbadać jej nanostrukturę i własności mechaniczne. 

Skorupki zbudowane są z materii nieorganicznej i organicznej, z bogatych w wapń minerałów i białek. Autorzy pracy przekonali się, że odporność skorupki wiąże się z obecnością minerału powiązanego z białkiem, osteopontyną, istotnym w budowie także innych biologicznych struktur, na przykład kości. Badania prowadzone przy użyciu mikroskopii sił atomowych, mikroskopii elektronowej i metod obrazowania z pomocą promieni rentgenowskich pokazały minimalne zmiany strukturalne, dzięki którym takie podwójne przeznaczenie wnętrza skorupki jest możliwe. 

Autorom pracy udało się też odtworzyć nanostrukturę przypominającą skorupkę jajka, dodając osteopontynę do kryształów mineralnych wytworzonych w warunkach laboratoryjnych. Zdaniem profesora McKee to pomoże lepiej rozumieć rolę białek w procesie odkładania się wapnia, który prowadzi do utwardzenia skorupki. To może mieć istotne znaczenie dla zwiększenia bezpieczeństwa żywności. Od 10 do 20 proc. jajek pęka w transporcie, co zwiększa ryzyko zakażenia bakteriami Salmonelli - mówi McKee. Dokładne zrozumienie czynników wzmacniających skorupki może pomóc w selekcji takich cech genetycznych kur niosek, które będą sprzyjały trwałości i bezpieczeństwu jaj - dodaje.