Verblüffender Algen-Mörtel

Chitin, der Hauptbestandteil von Krebs- und Insektenpanzern, gilt als eines der häufigsten Biomoleküle auf der Erde. Auch bei Kieselalgen spielt das Molekül eine tragende Rolle, haben Dresdner Forscher entdeckt. Sie konnten erstmals zeigen, dass die filigranen Zellwände der Algen von einem Netz aus Chitinfasern durchzogen sind.

Bild: University of Washington

Dieses Netz fungiert möglicherweise als eine Art Baugerüst, von dem aus die eigentliche Schale aus Siliziumdioxid gebildet wird, erklärt Eike Brunner von der Technischen Universität Dresden. Eine ganz ähnliche organische Vorlage kommt in der wachsenden Schale von Muscheln und Schnecken zum Einsatz – dort steuert sie allerdings die Abscheidung von Kalkkristallen.

Kieselalgen mit ihren geometrischen, glasartigen Schalen faszinieren Biologen und Materialforscher gleichermaßen. Die Einzeller produzieren einen großen Teil der Nahrungsgrundlage im Meer und dienen bereits als Inspiration für die Entwicklung neuer Materialien.

Brunner und Kollegen studierten die Kieselalge Thalassiosira pseudonana, deren Schale unter dem Mikroskop an eine Getränkedose erinnert. Die Forscher züchteten die Alge in großen Kolben heran, um schließlich durch Abzentrifugieren und Kochen der Zellen in “Spülmittel” die reinen Schalen ohne eventuelle Schwebefortsätze zu ernten. Die Kernspinresonanz-Spektroskopie dieses Materials lieferte klare Hinweise auf Chitin, berichtet die Gruppe im Fachblatt “Angewandte Chemie”.

Versuchsweise lösten die Forscher das Siliziumdioxid durch Behandlung mit Ammoniumfluorid auf. Zurück blieben Netze aus etwa 25 Nanometer (Millionstel Millimeter) feinen Fasern, die in Form und Größe gut der ehemaligen Zellwand entsprachen. Die Spektren dieser Netze zeigten wiederum die typischen Chitinsignale. Brunner und Kollegen schätzen, dass das Polysaccharid etwa 3 Prozent des Schalengewichts ausmacht.

Forschung: Eike Brunner, Patrick Richthammer, Hermann Ehrlich, Silvia Ueberlein und Karl-Heinz van Pée, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, TU Dresden; Paul Simon, Max-Planck-Institut für chemische Physik fester Stoffe, Dresden

Veröffentlichung Angewandte Chemie, DOI 10.1002/ange.200905028

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Professur für Bioanalytische Chemie, TU Dresden
Bacillariophyceae (Diatomeen)

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