Seidenraupen produzieren Spinnenseide

Fabian Peters

Forscher nutzen Raupen zur Produktion von Spinnenseide

03.01.2012

Ein Team chinesischer und amerikanischer Wissenschaftler hat genetisch veränderte Raupen dazu gebracht eine Art Spinnenseide zu produzieren. Dies könnte der Durchbruch bei der Herstellung künstlicher Spinnenseide sein, berichtet der Professor für Molekularbiologie an der University of Wyoming (USA), Donald Jarvis, in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS).

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Die Wissenschaftler injizierten dem Erbgut der Seidenraupen eine Gen-Sequenzen mit der Bauanleitung für ein Seidenprotein der Goldenen Seidenspinne (Nephila clavipes). Anschließend produzierten die Raupen Fasern, die tatsächlich Proteine der Spinnenseide enthielten. Die von den Raupen produzierte Seide war in ihrer Elastizität und Zugfestigkeit vergleichbar mit Spinnenseide, so die Aussage der Forscher im Fachmagazin „PNAS“.

Spinnenseide mit Hilfe von Raupen produzieren?
Spinnenfäden sind aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften auch in der Medizin für eine Vielzahl von Verwendungen wie beispielsweise als Material für Wundnähte oder Bandagen besonders gut geeignet. Die Spinnenseide lässt sich bisher jedoch lediglich in äußerst geringen Mengen von Hand gewinnen und die Haltung der Tiere wird dabei durch die natürlichen Angewohnheiten der Spinnen wie beispielsweise das territorial Verhalten oder Kannibalismus massiv erschwert. Eine Produktion großer Mengen Spinnenseide schien daher bislang nahezu ausgeschlossen. Auch die Bemühungen Spinnenseide mit Hilfe von Bakterien, Insekten oder Pflanzen zu erstellen, scheiterten, da bei dieser Produktionsweise nicht die benötigten Fäden entstanden. Raupen indes produzieren ihre Seide ohnehin in Fäden und die Gewinnung der Seide ist seit Jahrhunderten bekannt.

So haben sich die chinesischen und amerikanischen Wissenschaftler die Raupen zu Nutze gemacht, um mit ihrer Hilfe künstliche Spinnenseide zu produzieren. Durch eine Veränderung des Erbguts, wurde die Bauanleitung für ein Seidenprotein der Goldenen Seidenspinne in die Seidendrüsen der Seidenraupen (Bombyx mori) implementiert. Die Raupen produzierten daraufhin eine Hybrid-Seide, die zwar lediglich fünf Prozent Spinnenproteine enthielt, doch in ihrer Elastizität und Zugfestigkeit durchaus mit Spinnenseide vergleichbar war, so die Aussage von Prof. Dr. Donald Jarvis und Kollegen. Demnach könnten die Seidenraupen in Zukunft möglicherweise für die Herstellung von harten Seidenfasern mit Spinnenseide-Proteine ​​verwendet werden, erklärten die Forscher. „Spinnenseide hat ein enormes Potenzial als Biomaterial für die unterschiedlichsten Anwendungen“ und entsprechend hoch sei der Bedarf nach einem „wirksamen biotechnologischen Ansatz“ für Faserproduktion von Spinnenseide, betonte Prof. Dr. Jarvis.

Medizinische Anwendungsmöglichkeiten der Spinnenseide
Die US-Wissenschaftler nennen in ihrem Beitrag ein Vielzahl möglicher Anwendungsfelder der Spinnenseide in der Medizin. So habe die Spinnenseide-Fasern laut Florence Teulé von der University of Wyoming ein großes Potenzial als Biomaterialien zum Beispiel für Wundauflagen, künstliche Bänder, Sehnen, Gewebegerüste oder Mikrokapseln. Ein umfassenderer Einsatz werde bisher lediglich durch die stark begrenzte Verfügbarkeit verhindert. Hier könnte die aktuelle Entdeckung nach Hoffnung der Forscher jedoch Abhilfe schaffen. Denn mit Hilfe von Seidenraupen ließen sich die bestehenden Schwierigkeiten bei der Produktion von Spinnenseide vermeiden und es könnten in Zukunft deutlich größere Mengen hergestellt werden, erklärten die US-Wissenschaftler. (fp)

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Bild: Erika Hartmann / pixelio.de