Kollagen: Ein Protein sorgt für Spannung

Kollagenfasern können Knochen, Sehnen und Bänder nicht nur passiv stützen, sondern auch aktiv zusammenziehen

Die Körper von Menschen und Tieren verdanken ihre Festigkeit vor allem einem faserbildenden Protein, dem Kollagen. Knochen, Sehnen, Bänder oder die Haut enthalten es in großen Mengen. Ein Stoff, der mit Festigkeit wenig assoziiert wird, nämlich Wasser, entpuppt sich nun als integraler Bestandteil des Kollagens, wie Forscher des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam-Golm, in Zusammenarbeit mit Forschern von dem Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (USA), zeigten. Das Team um Admir Masic und Luca Bertinetti entfernte Wasser aus Kollagenfasern, was sich dramatisch auswirkte. Die Fasern zogen sich zusammen und erreichten dadurch eine 300-Mal stärkere Spannung, als Muskeln sie auszuüben vermögen. Dieses Wissen könnte für neuartige, aktive Materialien genutzt werden. Die Ergebnisse deuten aber auch darauf hin, dass Kollagen in Lebewesen mehr Funktionen übernehmen kann, als bisher angenommen. Demnach spielt es nicht nur eine passive Rolle, nämlich als eine Art Stützapparat für den Organismus. Es kann auch eine aktive Rolle spielen, etwa bei der Bildung von Knochen.

Röntgenblick auf Kollagen: Aus den Mustern der zweidimensionalen Röntgenbeugung lassen sich Informationen über Änderungen in der molekularen und nanoskopischen Kollagenstruktur gewinnen, wenn das Protein trocknet. Die Struktur des Kollagens ist für die Krafterzeugung ausschlaggebend.
© Nature Communications 2015 / MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung

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