ケーススタディ: 初生羽毛の力学的特性 - University of Southampton の博士論文

Laurent 氏は、羽毛の軸にある皮質層の向きと厚みを調べ、鳥の飛行を可能にする羽毛の力学的性質との関係を考察しました。風切り羽に含まれるタンパク質の二次構造を高精度で分析できることから、ラマン分光が使用されました。4 種の鳥類 (カモメ、チョウゲンボウ、マガモ、ハクチョウ) の羽毛について、特にアミド I バンドの振動数に着目して分析を行いました。分析に際し、正確性と信頼性に優れ、多様なサンプルを傷めずに扱えることから、レニショーのラマン inVia コンフォーカルラマンマイクロスコープが選ばれました。

Laurent 博士は、次のようにコメントしました。「inVia は S/N 比が高いため、1 回の試行で良質なデータを取得できました。また、必要な波長のレーザーがすでにシステムに備わっていましたので、時間の節約になり、速やかに研究に没頭できました...ラマン分光を使用したのは初めてでしたが、レニショーのソフトウェアは使いやすく、1 回のトレーニングで十分に習熟できました」

羽軸の内外の皮質層にあるタンパク質を比較するために、博士はアミド I バンドに 6 本のカーブをあてはめ、1668cm^-1 におけるβシートのタンパク質ピークと 1613cm^-1 におけるポリペプチド側鎖ピークとの比率を比較しました。その結果、調査した 4 種すべての鳥類について、βシート構造を持つタンパク質の濃度が、外層に比べて内層で高いことが明らかになりました。この発見は、Laurent 博士の追加研究を裏付けるものであり、曲げ剛性の指標であるヤング率値 E が外層よりも内層で高いということが、初めて明らかになりました。ここから、内層は曲げに強く、外層はねじりに強いという示唆が得られました。