Biochemie der Silikat-Biomineralisation in Diatomeen

Die Silikatschalen der Diatomeen stellen ein Paradebeispiel für die Strukturierung anorganischer Materialien im Nanometerbereich dar ( Nanotechnologie ). Die glasartigen Schalen entstehen in Diatomeen in wenigen Stunden bei Umgebungstemperatur. Technisch könnten solche Materialien nur unter extremen Reaktionsbedingungen entstehen. Kürzlich gelang uns der Nachweis, daß neuartig modifizierte Peptide (Silaffine) aus Diatomeenschalen die Präzipitation des SiO2 steuern (N. Kröger, R. Deutzmann, M. Sumper (1999) Science 286, 1129-1132). Silaffine beschleunigen in vitro die Bildung von definierten SiO2-Präzipitaten um Größenordnungen und beeinflussen ferner die Morphologie des gefällten amorphen Siliciumdioxids. Das beantragte Rasterelektronenmikroskop wird benötigt, um die Rolle der Silaffine bei der Steuerung der SiO2-Präzipitation zu verstehen. Ferner sollen durch die Analyse von Diatomeen-Schalen in statu nascendi Einblicke in die Prozesse der Musterbildung bei der Schalenbiogenese gewonnen werden. Fernziel ist die molekulargenetische Manipulation der Schalenbiogenese, um die vermutete in vivo Funktion der Silaffine bei der Musterbildung zu beweisen.