Klebstoffe der Manteltierlarven

Unterwasser-Klebstoffe mariner Organismen vereinen auf elegante Weise Steifigkeit und Elastizität, eine große Herausforderung in den Kunststoffwissenschaften. Die Erfassung der mechanischen und chemischen Grundlagen der biologischen Adhäsion sollte wichtiges Know-How für biomimetische Anwendungen liefern. Marine Fäulnisverursacher, einschließlich die Manteltiere, sind relevant zur Entwicklung sowohl grüner Antihaftmittel (für Schifffahrt oder Aquakultur) als auch biomimetischer medizinischer Kleber. Die Klebesubstanzen der Schwimmlarven sind besonders interessant, da sie das anfängliche Anheften und die sesshafte Lebensweise ermöglichen, bleiben aber eine Herausforderung aufgrund ihrer geringen Mengen. Etliche ausgewachsene Meerestiere wurden auch molekular erfasst und lieferten mögliche Klebeproteine, für die jedoch meist der funktionelle Nachweis ausbleibt. Wir sind Experten in Funktionsanalysen von Proteinen in Manteltierlarven der Spezies Ciona intestinalis und können damit die Wissenslücke zur Funktion von Klebeproteinen schließen. Wir haben bereits einen Werkzeugkasten der Bioadhäsion erstellt und Details zu den Klebezellen, den Klebevorlieben und speziesübergreifenden Markern veröffentlicht. Wir schlagen vor, dass Larvenkleber Proteine und fibrilläres Material vereinen, von separaten Granula in adhäsiven Kollozyten und umgebenden Zellen produziert werden, und sowohl Anpassungen als auch Ähnlichkeiten zwischen den Arten aufweisen. Um die Biokleber der Ascidienlarven zu identifizieren, werden wir Genfunktionsanalysen in lebenden Cionas durchführen, die durch Wissen um die Klebestrategien verwandter Arten (Phallusia and Botryllus) geleitet werden, um sie unter isolierten Bedingungen weiterzuentwickeln. Mögliche Artenähnlichkeiten der larvalen Klebegranula oder Klebeproteine sind richtungsweisend in weiterführenden molekularen und funktionellen Analysen von Kanidaten, die aus genetischen Repertoirenausgesucht werden.Hierbei werdenwir Adhäsionskandidaten aus Molekülgruppen auswählen, die im Adhäsionsorgan von Ciona gefunden werden, und sich mit denen in Einzelzellen, insbesondere Kollozyten, überlappen, oder Proteine, die in den Adhäsivablagerungen nachgewiesen wurden. Ihre Beteiligung an der Bioadhäsion wird durch einen Gen-Knockout (CRISPR) bestimmt, der einen Verlust der Adhäsionskapazität in lebenden Ciona- Larven verursacht, begleitet von zellbiologischer Charakterisierung. In Zusammenarbeit mit Experten werden erste synthetisch hergestelle Moleküle auf ihre adhäsiven Eigenschaften auf chemisch definierten Substraten untersucht. Es wird erwartet, dass dieses Projekt eine Reihe von Adhäsionsproteinen und Klebegerüstsubstanzen aus physiologisch kompatiblem Meeresmaterial ergibt, die als Leitsequenzen bei der Herstellung nicht- toxischer Kleber oder Anti-Kleber Anwendung finden können.