Forscher haben im Labor ein elastisches Muskelprotein künstlich nachgebaut. Das neue Material kann womöglich als Ausgangspunkt für künstliche Muskeln dienen, ein Test zur Bioverträglichkeit steht aber noch aus. Das kanadische Team hatte sich das Muskelprotein Titin zum Vorbild genommen. Es ist unter anderem daran beteiligt, einen gedehnten Muskel "zurückzustellen" und verleiht den Muskeln ihre Elastizität. Die Wissenschaftler um Hongbin Li von University of British Columbia in Vancouver stellen ihre Resultate in Journal "Nature" vor.

Das biologische Original erinnert an ein langes Gummiband, das sich in regelmäßigen Abständen in feine Knäuel legt. Damit verkürzt sich das Molekül. Auch die Bereiche zwischen den Knäulen können sich verkürzen. Wird auf beide Enden ein Zug ausgeübt, entzerren und verlängern sich zunächst die Zwischenbereiche und erst dann die dickeren Knäuel. Lässt der Zug nach, nimmt das Protein seine verkürzte Form wieder ein – wie eine molekulare Zugfeder.

Federnde Proteine

Die in "Nature" vorgestellten Moleküle von Li funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip. Das elastische Biopolymer wird aus zahlreichen "federnden" bakteriellen Proteinen und dazwischen geschalteten, längeren Abstandshaltern zusammengefügt. Beide werden in regelmäßigen Abständen hintereinander gefügt. Produziert wird das elastische Material in gentechnisch veränderten Bakterien.

Die künstlichen, "elastomeren" Proteine lassen sich nach Produktion in Formen bringen und haben dann eine gummiartige Struktur. Diese Formen absorbieren auch Stöße gut. Die mechanischen Eigenschaften können in weiten Grenzen beeinflusst werden, um neue Biomaterialien zu schaffen, ergänzt das Team. So ließen sich womöglich auch verschiedene Muskeltypen nachbilden. Das neue Material ("GB1–resilin-based polyproteins") ist biologisch abbaubar und könnte daher im Körper auch als eine Art Schablone oder Form eingesetzt werden, um das Wachstum neuen Gewebes zu unterstützen oder in die gewünschte Form oder Richtung zu leiten.

In einem begleitenden Kommentar weist Elliot Chaikof von der Emory University School of Medicine darauf hin, dass in diesem Fall darauf geachtet werden muss, dass die dabei entstehenden kleinen Bruchstücke das Immunsystem nicht reizen.