Ett internationellt team av forskare, ledd av University of Manchester, har använt Storbritanniens Diamond Light Source -anläggning (bilden ovan) för att föreställa den exakta platsen och kemin bakom tillväxten av ben för första gången. Deras forskning har gett ny inblick i hur ben växer och utvecklas, och hur spåren av metall som finns i ben spelar en viktig roll i denna process.

Teamet analyserade hur däggdjursben växer genom att studera skeletttillväxten hos gnagare - och hur denna process kopplar den vanliga människan och den fiktiva superhjälten Logan.

Till skillnad från Wolverine från X-Men, däggdjur har uppenbarligen inte metallklor. Dock, alla ryggradsdjur, inklusive däggdjur förlitar sig på små koncentrationer av spårmetall i våra ben för att kontrollera deras bildning, tillväxt och reparation.

Wolverines skelett är gjord av den fiktiva legeringen adamantium, Spårmetallerna som finns i mänskliga ben inkluderar koppar, kalcium, zink och strontium.

"Anledningen till att ben måste kunna lagra dessa metaller är att många biologiska processer är beroende av de minsta spåren av kemiska element som zink och strontium, "sade doktor Jennifer Anné." Ett bra exempel på det är vad vi ser i musens utvecklingsskelett. "

Processen som är ansvarig för utvecklingen av de flesta ben i kroppen (endokondral benbildning) är skiktad i olika aktivitetsområden från mitten av det utvecklande benet till dess extremiteter. Dessa områden kan förenklat delas in i tre kategorier:brosk, ersättning och mineraliserat (förbenat) ben.

En till synes enkel trestegsprocess, från mjukt brosk till mineraliserat ben, är faktiskt en komplex cocktail av tillväxthormoner och proteiner som få helt förstår. Lyckligtvis, dessa processer får lite hjälp av det periodiska systemet som lämnar elementära fingeravtryck som nu har identifierats och lästs av teamet.

Huvudförfattaren Dr Jennifer Anné förklarar hur man studerar dessa fingeravtryck kommer att berätta mer om hur ben bildas:"Vi fann att de olika stegen som sker när skelettet går från brosk till ben markerades i motsvarande element som behövs för att dessa processer ska kunna inträffa. Du får se en ögonblicksbild av dessa processer som sker i hela lemmen; något som inte har avbildats tidigare. "

Även om det är välkänt att vissa metaller kan hjälpa till med benhälsan, detta är första gången som dessa metallhjälpare har avbildats rumsligt när de väver sin beniga ställning. Intensivt ljusa röntgenstrålar genererade av Diamond tillät laget att ta fram detaljerade bilder av var dessa små metaller befann sig i de små benen i muslimmen.

Medförfattare Dr Nicholas Edwards från University of Manchester sa:"Vi fokuserar på spårelementen snarare än proteinerna själva på grund av metallernas bevarandepotential, vilket innebär att vi kan avbilda biologiska processer från det senaste till det gamla. "

Detta är inte den enda gången teamet har använt detta röntgenljus, som är 10 miljarder gånger ljusare än solens, att visualisera kemin i ben. Deras tidigare arbete har tittat på den vackra bevarandet av biokemi i fossila organismer, hos fåglar, dinosaurier, manater och växter upp till 150 miljoner år gamla. Resultaten från detta arbete belyser inte bara vikten av synkrotronbaserad avbildning utan antyder möjligheterna som kommer.

Professor Fred Mosselmans, Vetenskapsledare på I18 -strålen vid Diamond, sade:"Vi är stolta över att stödja en bred portfölj av benforskning över ett antal av våra strållinjer, och detta är ett annat bra exempel på hur vi stöder tvärvetenskaplig forskning på Diamond. I18 tillåter forskare att upptäcka och kvantifiera element med hjälp av en liten stråle av röntgenstrålar. Tekniken är otroligt känslig, så där element finns i små koncentrationer, vår strållinje kan fortfarande upptäcka dem. Detta är användbart inom materialvetenskap, kemi, miljövetenskap, liksom biologi. "

Forskargruppen kommer att skanna lite nytt fossilt material vid Stanford Synchrotron Radiation Lightsource i Kalifornien i vår. Forskningen om musen kommer att användas för att hjälpa laget att identifiera ossifiering och andra benprocesser som ombyggnad och broskbyte i fossilregistret, från fossila möss till dinosaurier.