Biologischer Kleber heilt Algenzellen

Die Grünalge Caulerpa taxifolia, die mittlerweile riesige Bereiche des Mittelmeers erobert hat, ist eine wahre Meisterin der Selbstheilung.

(jkm) - Eine wahre Meisterin der Selbstheilung ist die Grünalge Caulerpa taxifolia. Jenaer Chemiker haben entdeckt, dass die oft meterlangen Algenzellen Verletzungen mit einem biologischen Zweikomponentenkleber verschließen. Diese Fähigkeit begründet den rasanten Siegeszug der Alge im Mittelmeer und in anderen Meeresregionen.

Mitte der 80er-Jahre aus dem Ozeanographischen Museum in Monaco entkommen, hat Caulerpa taxifolia mittlerweile riesige Flächen am Grund des Mittelmeers erobert. Der Eindringling ist nicht nur giftig und sehr tolerant gegenüber Kälte und Lichtmangel, er verfügt auch über eine erstaunliche Vermehrungsstrategie: Wird die riesige Zelle mit ihren zahlreichen Zellkernen zerrissen, bildet sich auf den Rissflächen rasch ein schützender Wundpfropf. Derart versiegelt, kann jedes mit der Strömung fortgetragene Fragment eine neue Algenkolonie begründen.

Georg Pohnert und seiner Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena gelang es nun, den Mechanismus des Wundverschlusses aufzuklären. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Caulerpenin, eine Verbindung aus der Klasse der Sesquiterpene. Bei einer Verletzung spaltet das Enzym Esterase Säuregruppen vom Caulerpenin ab. Das resultierende Molekül weist an einem Ende eine Kohlenstoff-Doppelbindung und gleich zwei Aldehydgruppen auf - und ist damit hochreaktiv.

Eine ähnliches Reagenz wird seit Jahrzehnten in der Elektronenmikroskopie genutzt, um Proteine in einer Probe zu einem unlöslichen Netzwerk zu verknüpfen. Die gleiche Funktion erfüllt auch das aktivierte Caulerpenin, konnten die Forscher mit einem Arsenal von Messmethoden nachweisen. Indem es in der Zelle reichlich vorkommende Eiweiße verkettet und so regelrecht gerinnen lässt, bildet sich binnen weniger Minuten der schützende Wundpfropf.

"Dass dieser Mechanismus so zuverlässig funktioniert, verdankt die Alge ihrer sehr reaktiven Esterase und der hohen Caulerpenin-Konzentration", erläuert Pohnert. Eine ähnliche Zweikomponenten-Wundheilung verhindere vielleicht auch bei anderen riesenzelligen Algen das Auslaufen des Zellinhalts.

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