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Von Muscheln abgeguckt: Der Superkleber klebt auch unter Wasser

Anna Schughart 29.11.2017 Lesezeit 3 Min

Miesmuscheln machen einen echten Superkleber. Wissenschaftler haben nun eine Möglichkeit gefunden, ihn mit der Hilfe von Darmbakterien zu produzieren. Ein Beispiel für die Möglichkeiten der Synthetischen Biologie.

Mit ihrem Superkleber können sich Miesmuscheln auch unter Wasser festhalten, dort Salzwasser und starker Strömung trotzen. Der Miesmuschel-Superkleber könnte aber auch für Menschen nützlich sein. Zum Beispiel in der Zahnmedizin oder um Knochenbrüche zu verarzten. Das weiß man auch schon länger, aber bisher konnte noch niemand den Muschel-Kleber in großen Mengen produzieren: Aus 10.000 Miesmuscheln lassen sich nur ein bis zwei Gramm Klebstoff gewinnen.

Nediljko Budisa von der TU-Berlin und seinem Team könnte jetzt ein Durchbruch gelungen sein. Statt zu versuchen, den Superkleber aus einer Miesmuschel zu extrahieren oder synthetisch nachzuahmen, haben sie Bakterien editiert, die den Klebstoff so herstellen, dass man ihn tatsächlich anwenden kann. „Das zu entwickeln, hat mich fast zehn Jahre gekostet“, sagt Budisa. Denn damit der Superkleber tatsächlich auch einen praktischen Nutzen hat, musste er ein bisschen überarbeitet werden.

Der Superkleber ist im Grunde ein Protein, sein wichtigster Bestandteil ist die Aminosäure 3,4-Dihydroxyphenylalanin, kurz DOPA. Budisa und sein Team haben E.Coli-Bakterien so genetisch modifiziert, dass sie den Klebstoff produzieren können – mit einem Unterschied: Wenn die Miesmuscheln ihren Proteinkleber herstellen, fängt er sofort an zu kleben. Für einen Kleber, den man in unterschiedlichen Situationen anwenden möchte, ist das schlecht. Einfach nur den Code für den Muschelklebstoff zu transferieren, reicht also nicht aus. Die Wissenschaftler mussten eine Möglichkeit finden, den Kleber erst später zu aktivieren. Ähnlich wie eine Schutzfolie, die man von einem Sticker abzieht, bevor man ihn irgendwo hin pappt.

Das funktioniert so: Neben den genetischen Codes zur Produktion des Superklebers, erhalten die Bakterien noch ein neues Enzym. Dann werden sie mit der Aminosäure ONB-DOPA gefüttert, die die Wissenschaftler entwickelt haben. Diese Aminosäure hat eine „Schutzgruppe“, die die Funktion der Schutzfolie übernimmt. Normalerweise – in der Natur – wird diese Aminosäure nicht in das Protein eingebaut. Doch das spezielle Enzym, das die Wissenschaftler entworfen haben, macht das möglich. So produzieren die Bakterien Klebstoff, der erst dann seine Wirkung entfacht, wenn er aktiviert wird. Nämlich, wenn er mit UV-Licht bestrahlt wird. „Wir haben uns also von der Natur inspirieren lassen, aber die natürliche Lösung weiterentwickelt und für unsere Zwecke angepasst“, sagt Budisa.

Zwei Forscher aus Budisas Team wollen jetzt ein Unternehmen gründen, um den Superkleber kommerziell zu vertreiben. Die Nachfrage, glauben Christian Schipp und Matthias Hauf, ist da, zum Beispiel bei der Wundheilung. Dazu muss man aber, was im Kleinen funktioniert hat, auch im großen Maßstab hinkriegen. Denn man braucht den Superkleber in größeren Mengen, wenn man ihn in der Zahnmedizin oder anderswo einsetzen möchte.

Wenn das gelingt, glaubt Budisa, sind die Anwendungen für den Superkleber möglicherweise noch größer. Es gibt beispielsweise Hinweise darauf, dass er antibakteriell ist. „Man könnte dann zum Beispiel künstliche Hüften mit diesem Klebstoff beschichten und so lokale Infektionen verhindern“, sagt er.

Für Budisa ist der Superkleber aber nur der Anfang. Eine Möglichkeit, zu zeigen, dass das Prinzip dahinter funktioniert. Dass man Lebewesen Eigenschaften verleihen kann, die sie sonst nicht hätten. „Das ist nicht nur eine akademische Fragestellung, sondern auch eine Technologie, die großen Nutzen haben kann“, sagt Budisa. In anderen Ländern, wie zum Beispiel den Vereinigten Staaten, sei die Synthetische Biologie schon angekommen. In Deutschland und Europa dagegen checke man das noch nicht, sagt Budisa. Der Superkleber als positives Beispiel könnte das vielleicht ändern.