Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Internationales Forscherteam untersucht Schalenbildung bei Auster und Meeresschnecke

22.02.2010
Auf unterschiedlichen genetischen Wegen zu Schalen aus Perlmutt

Muscheln und Schnecken bilden Schalen in unterschiedlichen Formen und Farben, manche fallen durch ihr schillerndes Perlmutt besonders auf. Wie diese Weichtiere die robusten und komplizierten Schalenstrukturen herstellen, hat ein internationales Forscherteam unter der Leitung des Göttinger Geobiologen Dr. Daniel J. Jackson am Beispiel der Muschel Pinctada maxima und der Schnecke Haliotis asinina untersucht.


Schale mit Perlmutt: Schnecke Haliotis asinina. Foto: Uni Göttingen


Schale mit Perlmutt: Muschel Pinctada maxima. Foto: Uni Göttingen

Überraschende Ergebnisse der molekularbiologischen Analysen sind: Zum einen haben die beiden Arten desselben Tierstammes offenbar unabhängig voneinander verschiedene genetische Lösungen für die Schalenbildung entwickelt. Zum anderen entdeckten die Wissenschaftler bei der Analyse von Proteinen, die bei der Herstellung der Schalen eine Rolle spielen, bei beiden Arten ungewöhnliche Strukturen, die auch in Zusammenhang mit der Bildung von anderem elastischen Material wie zum Beispiel Spinnenseide bekannt sind. Die Forschungsergebnisse sind in der Online-Ausgabe des Fachjournals "Molecular Biology and Evolution" veröffentlicht worden.

Die zum Tierstamm der Weichtiere gehörenden Schnecken und Muscheln kommen in ganz unterschiedlichen Lebensräumen vor. H. asinina ist eine in warmen Meeren lebende Schnecke, deren perlmuttreiche Schale die Form einer Ohrmuschel hat und die deshalb auch tropisches Seeohr genannt wird. Die Südsee-Muschel P. maxima ist eine sehr große Auster, die weiße Perlen bildet und daher auch als "Silberlippige Perlauster" bezeichnet wird. Während die Tiere heranwachsen, sondern sie Kalziumkarbonat ab und bilden daraus die Schale.

Wissenschaftler nahmen bislang an, dass die verschiedenen Weichtiere für die Schalenbildung auf die gleichen Gene zurückgreifen. Das Forscherteam um Dr. Jackson fand dagegen heraus, dass die beiden untersuchten Arten nur weniger als zehn Prozent ihrer Gene teilen. Daraus folgern die Wissenschaftler, dass das genetische Repertoire, welches die Schalenbildung ermöglicht, bei den beiden Arten grundlegend verschieden ist. Sie vermuten, dass Muscheln und Schnecken im Laufe der Evolution für die Bildung ihrer Schalen unterschiedliche genetische Lösungen unabhängig voneinander entwickelt haben.

Bei der Analyse der unterschiedlichen Proteine in H. asinina und P. maxima stießen die Wissenschaftler auf ungewöhnliche Strukturen: Die Proteine haben sich wiederholende Abschnitte, sogenannte Domänen, die aus häufig aufeinanderfolgenden Aminosäuren bestehen. Jede der Domänen faltet sich zu einer unterschiedlichen räumlichen Struktur. Das Zusammenwirken dieser Domänen ist für die Gesamtfunktion eines Proteins entscheidend. "Die in den beiden Arten unterschiedlichen Proteine enthalten jeweils nur wenige der 20 möglichen Aminosäuren, die mehrfach aneinander gereiht werden und eine Sequenz bilden, die oft wiederholt wird", erläutert Dr. Jackson. Ähnliche Proteine sind in der Natur zum Beispiel in der Seide von Spinnen bekannt, in der eine hohe Elastizität erforderlich ist. Daher könnten sie in der Weichtierschale ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Bildung stabiler und robuster Schalen spielen.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler können helfen zu verstehen, wie Weichtiere die komplizierten Schalenstrukturen herstellen. Die gesammelten Daten könnten Materialwissenschaftlern auch bei Versuchen dienen, die stabile natürliche Keramik Perlmutt künstlich herzustellen.

Dr. Daniel J. Jackson hat seine Arbeit in einem Forschungsteam an der University of Queensland in Australien begonnen; seit Herbst 2008 setzt er seine Forschung als Juniorprofessor an der Universität Göttingen fort. Am Courant Forschungszentrum "Geobiologie", das aus Mitteln der Exzellenzinitiative gefördert wird, hat er die Nachwuchsgruppe "Evolution der Metazoen" aufgebaut. Dort untersuchen Wissenschaftler nun zusätzlich die Süßwasserschnecke Lymnaea stagnalis und kombinieren ihre Analysen mit Genomdaten der Metazoen aus Internet-Datenbanken.

Originalveröffentlichung:
Daniel J. Jackson et al.: Parallel evolution of nacre building gene sets in molluscs. Molecular Biology and Evolution, doi:10.1093/molbev/msp278.
Kontaktadresse:
Juniorprofessor Dr. Daniel J. Jackson
Georg-August-Universität Göttingen
Courant Forschungszentrum "Geobiologie"
Nachwuchsgruppe "Evolution der Metazoen"
Goldschmidtstraße 3-5, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-14177, Fax (0551) 39-7918
E-Mail: djackso@uni-goettingen.de

Dr. Bernd Ebeling | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-goettingen.de/en/102705.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufräumen? Nicht ohne Helfer
19.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie