Die seidenen Fäden von Spinnen und Raupen sind extrem stabil ? innerhalb der Spinndrüsen ist die Seide jedoch flüssig. Wie die Tiere dieses biochemische Kunststück vollbringen, haben nun amerikanische Forscher herausgefunden. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature (Bd. 424, S. 1057).
Hyoung-Joon Jin und David Kaplan von der Tufts-Universität in Medford (USA) rollten den Prozess des Spinnens von hinten auf und entdeckten so die Antwort auf die häufig gestellte Frage nach der Herstellung der Seide. Die Löslichkeit des Hauptbestandteils der Spinnenseide, des so genannten Fibroins, verändert sich während der Produktion des Fadens. Der Grund dafür ist die sich blitzschnell verändernde Struktur dieses Eiweißes, in dem sich sowohl wasserliebende Bereiche als auch wasserabstoßende Bereiche finden.
Innerhalb der Drüse ist das Fibroin im Wasser gelöst. Seine Konzentration ist relativ gering, daher bildet es kleine Kugeln. Während des eigentlichen Spinnvorgangs wird der Lösung immer mehr Wasser entzogen und die kleinen Kugeln lagern sich zu größeren Verbünden zusammen. Schließlich entsteht eine gelartige Masse, in der die Verbünde der Kugeln aneinander hängen. Erzeugen Spinnen oder Raupen nun in dieser Masse eine Spannung, verformen sich die Kugeln und richten sich entlang der Achse dieser Kraft aus. Gleichzeitig wird der entstehenden Faser das restliche Wasser entzogen und es bildet sich der extrem stabile Seidenfaden.
Eine strikte Kontrolle dieser Vorgänge ist für Spinnen und Raupen lebenswichtig: Eine zu frühe Kristallisation der Eiweiße würde ihre Spinndrüsen verstopfen, eine zu späte Aushärtung der Fäden zu unvollständigen Netzen und nicht funktionsfähigen Kokons führen. Kaplan und Jin hoffen nun, dass durch die Aufklärung der Mechanismen des Spinnens auch die Herstellung von industriell gefertigter künstlicher Spinnenseide ermöglicht wird. Dieses stabile und belastbare Material könnte unter anderem im medizinischen Bereich eingesetzt werden.
ddp/bdw ? Ilka Lehnen-Beyel
