Muscheln sind beliebte Mitbringsel und für manche auch Delikatesse, und nun sind sie noch durch die Forschungstätigkeit der Universität Bayreuth zu Vorbildern der modernen Biotechnologie geworden. Den Wissenschaftlern ist es…

Muscheln sind beliebte Mitbringsel und für manche auch Delikatesse, und nun sind sie noch durch die Forschungstätigkeit der Universität Bayreuth zu Vorbildern der modernen Biotechnologie geworden. Den Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, Struktur und Funktion eines Proteins zu entschlüsseln, das dem Faden der Miesmuschel unterschiedliche Elastizitäts-Grade verleiht, um in der Brandung optimal geschützt zu sein. So stehen die Muscheln Modell für zukünftige Biomaterialien, deren Elastizität exakt steuerbar sein soll.

Muschelseide – faszinierendes Material

Muschelbyssus, auch Muschelseide genannt, bezeichnet die dünnen, klebrigen Fäden aus dem Fuß der Muschel, mit denen sie sich an Untergründe festsetzt. Die Fäden der Edlen Steckmuschel wurden in der Antike sogar zu besonders haltbaren, feinen Textilien gesponnen, die golden schimmerten. Die Byssusfäden weisen je nach Abschnitt eine unterschiedliche Elastizität auf: Der Abschnitt im Muschelinneren ist flexibel und verletzt so nicht das weiche Muschelfleisch, der äußere Abschnitt ist sehr fest und bietet somit ausreichend Halt.

Wissenschaftler der Uni Bayreuth haben nun die Ursache für den unterschiedlichen Härtegrad der Abschnitte entdeckt: Jeder Byssusfaden hat mehrere in Längsrichtung verlaufende Stränge (Fibrillen). Diese bestehen aus Kollagenmolekülen (best. Proteine). Die Stränge sind wiederum in andere Proteine eingebettet. Wie moderne Verbundstoffe sind die Byssusfäden somit sogenannte Kompositmaterialien, bei denen die jeweiligen Eigenschaften der Funktion angepasst werden. Wie die Forscher herausgefunden haben, geschieht dieses Anpassen bei den Muschelfäden durch eine Veränderung der die Fäden umgebenden Proteine.  Der äußere Abschnitt wird demnach von anderen Proteinen umgeben als der Fadenabschnitt im Muschelinneren. Eines der Proteine kommt sogar nur im Inneren vor und sorgt somit für die höhere Flexibilität.

Natur als Vorbild der Biotechnologie

Erstmals wurde auch die molekulare Struktur dieses Proteins bestimmt. So wird die biotechnologische Herstellung dieses Proteins erst möglich. Diese lässt auf spannende, neuartige Biomaterialien hoffen. Diese könnten beispielsweise in der Chirurgie eine Rolle spielen. Dort werden heute bereits Implantate aus Kollagen eingesetzt, etwa künstliche Gelenke oder künstliches Hautgewebe. Graduelle Übergänge in der Elastizität könnten den Patienten erhebliche Vorteile bringen. Die Ergebnisse zeigen in jedem Fall, dass die Natur die besten Vorbilder hervorbringt.

Siehe auch: http://www.uni-bayreuth.de/pressemitteilungen-html/037-Muschelfaeden-Biomaterialien/index.html

Bild: pixabay.com/http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de

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