![\"Dosima_scilog\"](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/Dosima_scilog.jpg\")
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Ein Meereskrebs produziert einen Klebstoff mit enormem Haftverm\u00f6gen. In einem Projekt des Wissenschaftsfonds FWF haben Wiener Biologinnen und Biologen die Struktur dieses f\u00fcr Medizin und Technik vielversprechenden Materials durchleuchtet und dabei viel Neues entdeckt.<\/strong><\/p>\n Es war einer der typischen gl\u00fccklichen Zuf\u00e4lle, ein Serendipity-Erlebnis also, wie es heute gerne bezeichnet wird. Als ein deutscher Wissenschafter des Fraunhofer-Instituts w\u00e4hrend seines Urlaubs an der d\u00e4nischen Nordsee entlangspazierte, entdeckte er im Treibgut zu seinen F\u00fc\u00dfen Meereskrebse mit langen d\u00fcnnen vielgliedrigen Beinen. Die Tiere hatten sich so fest an Plastik, Metall und andere Gegenst\u00e4nde geheftet, dass es unm\u00f6glich war, sie davon zu entfernen. Das hat die Neugierde des Biologen und Experten f\u00fcr Klebstoff an dem Rankenfu\u00df-Krebs \u201eDosima fascicularis\u201c geweckt. Daraus erwuchs das Ziel sowohl die Struktur als auch die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften des Klebstoffes dieser bis dato wenig beachteten Krebsart zu untersuchen. Dies gelang in einer Kooperation von deutschen und \u00f6sterreichischen Wissenschaftern gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus Irland.<\/p>\n Die Morphologie, insbesondere die Strukturforschung, ist die Dom\u00e4ne der Biologin Waltraud Klepal. Mit ihrem Team hat sie mit Unterst\u00fctzung des Wissenschaftsfonds FWF in der Fakult\u00e4t f\u00fcr Lebenswissenschaften der Universit\u00e4t Wien den Meereskrebs bis in seine einzelnen Zellen durchleuchtet. In ultrad\u00fcnnen Schnitten im Nanometerbereich hat die Doktorandin Vanessa Zheden \u201eDosima\u201c im Elektronenmikroskop betrachtet. Das nur wenige Zentimeter gro\u00dfe Tier wurde auch im Computertomografen gescannt, um den Sitz der Dr\u00fcsen, ausleitende G\u00e4nge und Poren bestimmen zu k\u00f6nnen, die den biologischen Superkleber, der allgemein als Zement bezeichnet wird, entstehen und ins Meerwasser gelangen lassen. Dabei haben die Wiener Forscherinnen Interessantes entdeckt. Denn der Zement unterscheidet sich durch Struktur und Menge deutlich von dem aller anderen bekannten Arten. Der Krebs produziert ein schaumartiges Hydrogel in relativ gro\u00dfer Menge. Und im Gegensatz zu seinen Artgenossen hat die Substanz eine Doppelfunktion: Sie wird nicht nur als Klebstoff, sondern auch als Flo\u00df verwendet. Dadurch verleiht der Zement dem an und f\u00fcr sich festsitzenden Tier Mobilit\u00e4t, die es ihm erm\u00f6glicht, neue Lebensr\u00e4ume zu erschlie\u00dfen.<\/p>\n \u201eDas Flo\u00df entsteht dann, wenn sich \u201eDosima\u201c als Larve zum Beispiel an einem kleinen St\u00fcck Seegras festheftet und als erwachsenes Tier dieses mit Zement umschlie\u00dft\u201c, erkl\u00e4rt Projektleiterin Waltraud Klepal. Es kann bis zu drei Zentimeter Durchmesser erreichen, wobei sich seine Gr\u00f6\u00dfe an die des Tieres anpasst. Der Klebstoff wird zun\u00e4chst \u00fcber Poren an den Antennen und in weiterer Folge am Stiel des auf dem Kopf stehenden Tieres abgesondert. Dabei entsteht ein \u201eBall\u201c konzentrischer Schichten, der innen aus elastischen Blasen besteht, wie das Forscherteam im Rasterelektronenmikroskop zeigen konnte. Wenn \u201eDosima\u201c w\u00e4chst, \u00f6ffnen sich immer neue Poren an dem weichen, flexiblen Stiel um nicht im eigenen Klebstoff zu \u201eersticken\u201c. \u2013 Diese Verschiebung der Poren war den Wissenschafterinnen und Wissenschaftern bisher unbekannt. Neu war f\u00fcr sie auch, wie jede einzelne Dr\u00fcsenzelle einen Ausleitungskanal bildet. \u201eDabei sterben einzelne Bestandteile und Organellen in der Zelle ab, um Raum frei zu machen f\u00fcr den Kanal, durch den das Sekret austreten kann\u201c, erkl\u00e4rt Klepal. Und um im nassen Milieu sowie auf freier See zu \u00fcberleben, formt sich das Substrat an der \u00e4u\u00dferen Schicht des \u201eBalls\u201c zu einer h\u00e4rteren antibakteriellen Rinde.<\/p>\n Der Zufall wollte es, dass die Forschung nun einem Material auf der Spur ist, das mehr F\u00e4higkeiten besitzt als vermutet und als nat\u00fcrlicher Klebstoff bisher einzigartig ist. Das Sekret von \u201eDosima\u201c ist nicht nur extrem haftf\u00e4hig, sondern auch elastisch und hat aufgrund seiner por\u00f6sen Struktur eine sto\u00dfd\u00e4mpfende Wirkung. Das macht den Stoff zu einem viel versprechenden Kandidaten f\u00fcr Medizin und Technik, \u00fcberall dort, wo wasserfestes, d\u00e4mpfendes Material gebraucht wird. \u201ePorosit\u00e4t ist in der Medizin g\u00fcnstig als Matrix f\u00fcr das Zellwachstum\u201c, nennt Klepal Anwendungsbeispiele. \u201eIn der Orthop\u00e4die k\u00f6nnte es als eine Art D\u00e4mpfungskissen, etwa als Bandscheibe eingesetzt werden.\u201c Das Material ist auch deshalb ideal, weil es keine Toxine enth\u00e4lt, wie das Wiener Team in ersten Experimenten mit Zellkulturen nachweisen konnte.<\/p>\n Die Kooperationspartner am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen untersuchten den biochemischen Aufbau des Zements, der zu 92 Prozent aus Wasser besteht. Der Rest setzt sich aus Proteinen und Kohlenhydraten zusammen, deren Art und Menge sich ebenfalls von der anderer Arten unterscheidet. Auffallend ist auch das Fehlen von Disulphidbr\u00fccken, die bei anderen Meerestieren f\u00fcr die Stabilit\u00e4t und Unaufl\u00f6slichkeit des Klebstoffs mitverantwortlich sind. Das Gas in den Blasen besteht h\u00f6chstwahrscheinlich aus Kohlendioxid, das entweder als ein Stoffwechselnebenprodukt der Tiere gebildet wird oder beim Kontakt des \u00fcberwiegend aus sauren Proteinen bestehenden Zements mit dem Meerwasser entsteht. Weitere Untersuchungen dazu sind im Gange. \u201eWir konnten in dem Projekt mit unserer Grundlagenforschung einen wichtigen Beitrag in Hinblick auf die Anwendung des Zements leisten. Die n\u00e4chsten Schritte werden in Richtung genetischer Aufkl\u00e4rung und angewandte Forschung gehen\u201c, so Klepal.<\/p>\n <\/p>\n Die Biologin Waltraud Klepal forscht und lehrt im Bereich Cell Imaging und Ultrastrukturforschung der Fakult\u00e4t f\u00fcr Lebenswissenschaften an der Universit\u00e4t Wien. Ein Fokus ihrer Forschungen war die Untersuchung des biologischen Klebstoffes von Rankenf\u00fc\u00dfern.<\/em><\/p>\n <\/p>\n Vanessa Zheden, Janek Von Byern, Alexandra Kerbl, Nikolaus Leisch, Yannick Staedler, Ingo Grunwald, Anne Marie Power & Waltraud Klepal: Morphology of the Cement Apparatus and the Cement of the Buoy Barnacle Dosima fascicularis, in: The Biological Bulletin, 2012. http:\/\/www.biolbull.org\/content\/223\/2\/192.short<\/a><\/em><\/p>\n Vanessa Zheden, Waltraud Klepal, Janek von Byern, Fabian Robert Bogner, Karsten Thiel, Thomas Kowalik & Ingo Grunwald: Biochemical analyses of the cement float of the goose barnacle Dosima fascicularis \u2013 a preliminary study, in: Biofouling, 2014.<\/em> Vanessa Zheden, Waltraud Klepal, Stanislav N. Gorb, Alexander Kovalev: Mechanical properties of the cement of the stalked barnacle Dosima fascicularis, in: Interface Focus, 2014. http:\/\/rsfs.royalsocietypublishing.org\/content\/5\/1\/20140049<\/a><\/em><\/p>\n Vanessa Zheden, Alexander Kovalev, Stanislav N. Gorb, Waltraud Klepal: Characterization of cement float buoyancy in the stalked barnacle Dosima fascicularis, in: Interface Focus, 2014. http:\/\/rsfs.royalsocietypublishing.org\/content\/5\/1\/20140060.short<\/a><\/em><\/p>\n <\/p>\n Ao. Univ.-Prof. i. R. Dr. Waltraud KlepalHydrogel mit Flo\u00dffunktion<\/h3>\n
Harte Schale, weicher Kern<\/h3>\n
Vielseitige Anwendungsm\u00f6glichkeiten<\/h3>\n
Internationale Zusammenarbeit<\/h3>\n
Zur Person<\/em><\/h3>\n
Publikationen<\/em><\/h3>\n
\n http:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/abs\/10.1080\/08927014.2014.954557#.V6HE7WVzb8s<\/a><\/em><\/p>\nKontakte<\/h3>\n
\nCore Facility Cell Imaging and Ultrastructure Research
\nUniversit\u00e4t Wien
\nAlthanstra\u00dfe 14 (UZA 1)
\n1090 Wien
\nT 014277- 57907
\nE\u00a0waltraud.klepal@univie.ac.at<\/a><\/p>\n