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24. Januar 2002
Spinnfäden aus der Retorte
(he) Die Natur ist für
die Wissenschaft eine der interessantesten Fundgruben für neue Techniken
und Materialien. Schon seit mehr als 100 Jahren versuchen Forscher die
erstaunlichen Eigenschaften von Spinnenfäden zu kopieren. Nun ist ihnen
offenbar ein Durchbruch gelungen.
Wie das US-Wissenschaftsmagazin "Science"
berichtet, haben Materialforscher des kanadischen Unternehmens Nexia
Biotechnologies erstmals künstlich einen Stoff hergestellt, der den
natürlichen Spinnenfäden sehr nahe kommt. Geholfen hat dabei die
Gentechnik: Um zu ihren Ausgangsstoffen für die Produktion von
Spinnenseide zu kommen, haben die Forscher die Seidengene zweier
verschiedener Arten von Radnetzspinnen isoliert. Im Labor pflanzten die
Nexia-Forscher diese Gene in fremde Zellen ein. Dabei handelt es sich um
Euterzellen von Kühen und Nierenzellen von Hamstern, beide den
hochspezialisierten Zellen der Spinnendrüsen recht ähnlich.
Damit nicht genug, denn Spinnen verfügen am hinteren Ende
ihres Körpers über Drüsen, die zwei unterschiedliche eiweißartige
Substanzen produzieren. Nachdem diese Proteine die Drüse verlassen,
vereinigen sie sich sofort zu den äußerst dünnen, harten und reißfesten
Fäden. Welche chemischen Prozesse dabei genau ablaufen, weiß die
Forschung noch nicht.
Die kanadischen Wissenschaftler versuchen nun, diese Aushärtung
der Proteine so gut wie möglich zu imitieren. Die von den Kuh-Zelllinien
produzierten Seidenproteine wurden in Wasser gelöst und mit einer winzige
Spritze in eine Methanollösung übertragen. Von den plötzlich
wechselnden Umweltbedingungen geschockt, ordneten sich die Proteinmoleküle
in langen Ketten an.
Das Ergebnis kann sich sehen lassen. Bei der Härte und
Elastizität kam man dem Naturmaterial sehr nahe, lediglich die Reißfestigkeit
ließ etwas zu wünschen übrig. Und so will man möglichst bald
industrielle Anwendungen finden. So könnte die künstliche Spinnenseide
bei chirurgischen Nähten eingesetzt werden. Aber auch biologisch
abbaubare Angelschnüre oder Schutzwesten für den militärischen Bereich
rücken in den Bereich des Möglichen.
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