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pte20200713001 Umwelt/Energie, Produkte/Innovationen

Bakterien produzieren Spinnenseiden-Ersatz

Rhodovulum Sulfidophilum benötigt nur Licht, Kohlendioxid und Stickstoff


Spinne: Bakterien ersetzten Seidenfäden (Foto: pixabay.com, Peggychoucair)
Spinne: Bakterien ersetzten Seidenfäden (Foto: pixabay.com, Peggychoucair)

Saitama (pte001/13.07.2020/06:00) - Das Bakterium Rhodovulum Sulfidophilum, das Lichtenergie zum Wachsen benötigt, kann einen Ersatz für hochwertige Spinnenseide herstellen. Das hat Keiji Numata vom japanischen RIKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS) http://csrs.riken.jp nachgewiesen. Dank einer kleinen genetischen Veränderung ist es möglich, große Mengen an Seidenproteinen herzustellen, die gefragte Biomaterialien sind. Sie sind nämlich robuster als Stahl, dazu noch flexibel - doch Seidenspinnen können nur kleine Mengen des Materials produzieren.

Spinnenseide ist biokompatibel

"Spinnenseide kann zur Herstellung von langlebigen Materialien wie reißfester Kleidung, Autoteilen und Luft- und Raumfahrtkomponenten verwendet werden", sagt Choon Pin Foong, Mitglied von Numatas Team. Besonders interessant sind Produkte aus Spinnenseide in der Medizin, denn das Material ist biokompatibel, wird also vom menschlichen Körper nicht als Fremdgewebe angesehen und daher nicht abgestoßen. Außerdem ist es, wenn es nicht mehr gebraucht wird, biologisch abbaubar.

Die Forscher setzen nun auf das Bakterium Rhodovulum Sulfidophilum, das im Meer lebt. Außer Sonnenlicht benötigt es Kohlendioxid und Stickstoff aus der Atmosphäre, um zu wachsen, also Rohstoffe, die im Überfluss vorhanden sind. Außerdem lässt sich der Mikroorganismus leicht züchten, sodass er ideal ist für den Aufbau einer Biofabrik mit einem hohen Seidenausstoß.

Bakterium wurde gentechnisch verändert

Das Bakterium ist gentechnisch so verändert worden, dass es MaSp1-Protein produziert, den Hauptbestandteil des Seidenfadens, von dem angenommen wird, dass er ausschlaggebend für die hohe Qualität der Seide ist. Die Forscher veränderten die implantierte Gensequenz, sodass sie die Produktionsmenge optimieren konnten. Auf dem Speiseplan der Bakterien stehen Bicarbonatsalz, Stickstoffgas und Hefeextrakt. Bestrahlt werden sie mit Nahinfrarotlicht. Die produzierten Fäden sind denen des Originals verblüffend ähnlich.

"Unsere Produktionstechnik kann dabei helfen, einige der von den Vereinten Nationen genannten Ziele einer umweltverträglichen Entwicklung zu erreichen", sagt Namata. Er denkt dabei vor allem an verantwortungsvolle Produktion und Klimaschutz. "Unsere Ergebnisse werden dazu beitragen, praktikable Lösungen für die Energie-, Wasser- und Lebensmittelversorgung zu finden sowie Abfallprobleme zu lösen", so der RIKEN-Wissenschaftler.

(Ende)
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