Forscher enthüllen den genetischen Bauplan von Spinnenseide

4. Mai 2017, 10:00
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Das Genom der Goldenen Seidenspinne ist entschlüsselt – und dürfte die Anleitung zum Nachbau ihrer Superseide liefern

Philadelphia – Sie ist ein wahrer Wunderbaustoff der Natur: Spinnenseide ist, gemessen an ihrer Masse, fast viermal so belastbar wie Stahl und gleichzeitig enorm elastisch, leicht, wasserfest und mitunter sogar antibakteriell. Diese außergewöhnliche Kombination könnte etwa für medizinische Anwendungen interessant sein – kein Wunder also, dass Forscher schon lange versuchen, das Material nachzuahmen. Erst kürzlich gelang schwedischen Forschern die bisher überzeugendste Imitation – doch an das Original kommt bisher keine Kopie heran.

Nun haben Wissenschafter um Benjamin Voight von der University of Pennsylvania in Philadelphia das Genom der Goldenen Seidenspinne (Nephila clavipes) entschlüsselt und präsentieren im Fachblatt "Nature Genetics" den Bauplan von 28 Seidenproteinen und 400 Gensequenzen, die für die Eigenschaften der besonders stabilen und reißfesten Seide dieser Spinnenart wichtig sein dürften. Die Ergebnisse könnten künftig dabei helfen, das ersehnte Material nachzubauen.

Flexible Netze

Die Goldene Seidenspinne wurde nicht zufällig ausgewählt: Das produktive Tier baut feinmaschige Netze mit einem Durchmesser von bis zu zwei Metern, deren Fäden sie je nach benötigter Funktion anpassen kann. Im Genom der Spinne, das sich als ähnlich groß wie das des Menschen erwies, identifizierten die Forscher mehr als 14.000 proteinkodierte Gene, darunter 28 sogenannte Spidroin-Gene, die mit den Seidenproteinen in Zusammenhang stehen.

Analysen der Spidroine enthüllten 400 kurze Gensequenzen, die wiederholt in diesen Genen auftreten und kleine Variationen aufweisen. Sie dürften nach Ansicht der Forscher die Eigenschaften in den jeweiligen Seidenproteinen steuern. "Es gab viele Überraschungen", sagte Voight. "Wir konnten bisher unbekannte Gene und Sequenzen identifizieren, die vermutlich an Stärke, Belastbarkeit, Dehnbarkeit und anderen Eigenschaften beteiligt sind, und fanden sogar ein Seidenprotein, das in den Giftdrüsen statt in den Seidendrüsen produziert wird."

Nun wollen Voight und Kollegen auch das Genom von Caerostris darwini sequenzieren, der Spinne, die die größten bekannten Radnetze erzeugt, und mit dem Genom der Goldenen Seidenspinne abgleichen. "All diese neuen genetischen Informationen werden die Bemühungen, die außergewöhnlichen Eigenschaften von Spinnenseide für künstliche Materialen zu nutzen, erheblich vorantreiben", so Voigth. (dare, 4.5.2017)

  • Talentiertes Vorbild: die Goldene Seidenspinne (Nephila clavipes).
    foto: matjaz kuntner

    Talentiertes Vorbild: die Goldene Seidenspinne (Nephila clavipes).

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