Gleich drei Verfahren für künstliche Spinnenseide
	Biotechnologen aus München nutzen Schmetterlinge und Bakterien zur Produktion
	Sehen Sie diesen Beitrag in unserer Mediathek Die Mitglieder der Arbeitsgruppe um Dr. Thomas Scheibel am Lehrstuhl für Biotechnologie der Technischen Universität in Garching können Spinnenseide künstlich herstellen. Die Wissenschaftler konnten gleich zwei neue Methoden etablieren, die auf traditionellen, kostengünstigen Fermentationsprozessen basieren. So wurde eine Grundlage geschaffen, Spinnenseidenfäden gewissermaßen "im Reagenzglas" und für die industrielle Nutzung herzustellen.

Eine Methode basiert auf Zelllinien von Schmetterlingen. Mittels Viren schleusten die TUM-Biotechnologen die originalen Gene für Spinnenseiden in Schmetterlingszellen ein, die daraufhin strukturierte Spinnenseide bildeten. So gelang es, naturgetreue Spinnenseidenproteine in ausreichender Menge zu produzieren und erste Fäden zu erzeugen. Genveränderte Bakterien produzieren Spinnenseide Die Feinstruktur macht Spinnenseide so stabil Grundlage des zweiten Verfahrens sind Bakterien, in denen sich Gene sehr leicht manipulieren lassen. Dieses System erlaubt es, Gene und somit Proteine maßzuschneidern oder auch gezielt neu zu konstruieren, um so Fäden mit definierten Eigenschaften zu generieren. In einem Klonierungssystem werden Fragmente von Seidengenen beliebig zusammengesetzt. So entstehen Proteine, die sich von natürlichen Spinnenseiden ableiten, aber für veränderte Produktanforderungen modifiziert und "umgebaut" werden können. Mit diesem Verfahren lässt sich eine Grundlage für Fäden mit definierten Eigenschaften bilden. Bisher ist Forschern am Thüringer Institut für Textilforschung nur die Produktion geringer Mengen Spinnenseide gelungen. Sie nutzen gentechnisch veränderte Pflanzen und extrahieren das Spinneneiweiß. Danach spritzen sie es in einen künstlichen Spinnapparat. Unter starkem Druck wird das Protein durch eine kleine Düse in eine spezielle Flüssigkeit gepresst, das Eiweiß fällt aus und es entsteht ein dünner Faden. Spinnenseiden bestehen aus langen, über Jahrmillionen optimierten Eiweißketten, die die Spinne zu einem festen Faden verarbeitet. Durch die spezielle molekulare Anordnung wird das Material sehr dehnbar, extrem belastbar und enorm zugfest - und dennoch ist es viel elastischer als beispielsweise Kevlar. Einige Webspinnen stellen bis zu sieben verschiedene Seidenarten her. Ein Haltefaden besteht aus mehreren Einzelsträngen. Das erklärt die enorme Reißfestigkeit. Zuckermoleküle auf der Oberfläche halten die Feuchtigkeit. Feine Strukturen verleihen dem Faden seine Elastizität. Spinnenseide ist leicht und wasserfest, hat aber dennoch ein hohes Wasseraufnahmevermögen, vergleichbar dem von Wolle. Sie widersteht mikrobiologischen Angriffen und ist doch biologisch abbaubar. Spinnenseiden können stärker als Stahl und elastischer als Gummi sein. Nur so kann das Spinnennetz die Wucht abfangen, mit der etwa ein Käfer aus vollem Flug aufprallt. Naturseide wird seit Jahrtausenden in traditionellen, landwirtschaftlichen Produktionsverfahren von den Kokons des Schmetterlings gewonnen. Wegen des kannibalischen Verhaltens von Spinnen ist es jedoch nicht möglich, diese Tiere in großem Maßstab zu züchten und Seide zu produzieren. Spinnenseide ist daher ein äußerst wertvoller Naturstoff.

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13.02.2001, zuletzt aktualisiert am 17.04.2009 / idw / mp

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