Biomineralisation und Nanotechnologie
Bei der Erforschung der Biomineralisation arbeiten Spezialisten für Molekular- und Zellbiologie, anorganische und physikalische Chemie und Computerwissenschaften eng zusammen. So konzentrierte sich das EU-geförderte Marie-Curie-Netzwerk ITN (Initial Training Network) BIOMINTEC(öffnet in neuem Fenster) auf Biomineralien aus Kalziumkarbonat oder Biosilikatglas. Ziel des multidisziplinären Netzwerks war es, die Grundprinzipien der Biomineralisation zu erforschen und in der Nanotechnologie anzuwenden. Für erste Untersuchungen zur Biosilifikation wurden Schwämme und einzellige Kragengeißeltierchen (Choanoflagellata) als Modelle verwendet. Zuerst wurden Proteine identifiziert und charakterisiert, die die Biiosilikatbildung gewährleisten, und die Struktureigenschaften der siliziumhaltigen Streifen von Choanoflagellaten analysiert. Ein weiteres Forschungsthema waren die komplexen Architekturen und Eigenschaften organisch-anorganischer Hybridnanomaterialien. Erstmals konnte nanokristallines Zinnoxid mittels Silikatein unter milden physiologischen Bedingungen hergestellt werden. Für die Synthetisierung neuer hierarchischer Nanomaterialien wurde die katalytische Aktivität des verwendeten Silikateins genutzt, um Nanokomposita aus verschiedenen Metalloxiden herzustellen, die die Schichtstruktur von Nadeln imitieren. Außerdem entwickelten die Forscher neue massenspektrometrische Methoden zur Analyse früher Phasen der Silikatbildung. Sie zeigten, dass Proteine und Peptide auf unterschiedlichste Weise kombinierbar sind und damit neue Materialien und Verbundwerkstoffe mit ungewöhnlicher Zusammensetzung und Form möglich sind. Abschließend richteten die Partner des Ausbildungsnetzwerks eine Datenbank mit allen Proteinen ein, die eine Biomineralisation von Kalziumcarbonat bei Metazoen ermöglichen. Das Bildungsziel dieses Projekts wurde erreicht, indem der wissenschaftliche Nachwuchs in die modernsten Technologien der Biomineralisation eingewiesen wurde. Die Prozesse der Biomineralisation besser zu verstehen, ist Voraussetzung für die Entwicklung neuer Strategien in der Nanotechnologie, sodass BIOMINTEC die berufliche Zukunft der jungen Forscher in vielerlei Hinsicht bereichern wird.
