Seidenraupen mit Spinnengenen

DMZ –INTERNATIONAL ¦ Patricia Jungo ¦   

Das Züchten von Seidenraupen ist eine einfache Angelegenheit und für die Seidenproduktion von großem Nutzen. Bei Spinnen verhält es sich etwas anders, da diese sich gegenseitig fressen und daher für die Zucht getrennt gehalten werden müssen.

Dies macht die Sache natürlich viel aufwändiger. Demgegenüber ist aber die Seide diverser Spinnenarten im Vergleich zu Raupenseide viel fester und erstaunlich flexibel. Nun haben sich chinesische Forscher mit der Frage befasst, ob bessere Seide auch von den Raupen kommen könnte. Dazu wurden diesen Spinnengene implantiert. Die Wissenschaftler um Junpeng Mi am College of Biological Science and Medical Engineering der Donghua-Universität setzten sich zum Ziel, die berühmte Kunstfaser Kevlar, welche wohl den meisten Menschen ein Begriff ist, auf natürlichem Weg zu übertreffen, ohne dass weder Aufwand noch Preis ausufern durften.

Kevlar weist eine enorme Festigkeit kombiniert mit einem ungewöhnlich geringen Gewicht auf. Das ist auch der Grund, warum die Kunstfaser zur Herstellung schusssicherer Westen zum Einsatz kommt. Die Strategie der Forscher, um ihr Ziel zu erreichen, bestand darin, das MiSp-Protein der Kugelspinne Araneus ventricosus mit Hilfe der Genschere CRISPR-Cas9 in die DNA von Seidenraupen einzufügen.

Dieses Protein ist verantwortlich für die Seidenproduktion des Achtbeiners. Die Wissenschaftler schafften es dabei, andere Aspekte der natürlichen Seidenproduktion ihrer Versuchstiere unberührt zu lassen. Die Forscher waren mit dem Resultat mehr als zufrieden, denn die Zugfestigkeit der neuen Fasern lag bei 1.299 MPa, die Zähigkeit bei 319 MJ/m3. Auch die Flexibilität war sehr gut, obschon das MiSp-Protein eher widerstandsfähige, aber kaum dehnbare Seide produziert.

Junpeng Mi betonte, dass es sich bei der Spinnenseide um eine strategische Ressource handle, deren Erforschung dringend vorangetrieben werden sollte. Die mechanische Leistung der Fasern, welche in dieser Studie hergestellt wurden, sei äußerst hoch. Es sei denkbar, diese Art von Fasern als chirurgisches Nahtmaterial einzusetzen. Es würde einen weltweiten Bedarf von über 300 Millionen Eingriffen pro Jahr decken. Auch in anderen Bereichen wie der Kleidungsherstellung, der Luft- und Raumfahrt, beim Militär und in der Biomedizintechnik gibt es Einsatzmöglichkeiten. Alle Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Matter veröffentlicht.

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