Biomineralization in siliceous sponges: Isolation, cDNA sequencing, expression and characterization of the SiO2-synthesizing and degrading enzymes

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Schwämme sind in der Lage, hochgeordnete, aus amorphem Siliciumdioxid (SiO2) bestehende Skelette aufzubauen (Spiculae und durch Assoziation gebildete makroskopische Strukturen). In den letzten Jahren konnte ein erster Einblick in die komplexen Mechanismen gewonnen werden, die zur Bildung dieser - eine definierte Größe und Gestalt besitzenden - Komposite führen. Dies wurde durch die Isolierung der ersten Gene und Proteine (Silicatein sowie Kollagen und Ferritin) ermöglicht, die an der SiO2-Bildung beteiligt sind. Im Rahmen dieses Projektes soll die Funktion und Interaktion des von uns aus dem Meeresschwamm Suberites domuncula klonierten Silicateins sowie des von uns ebenfalls klonierten Kollagens bei der SiO2-Polymerisation/Ablagerung in vitro unter Benutzung der rekombinanten Proteine sowie des Primmorphe-Zellkultursystems (Modell für Spiculagenese) untersucht werden. Marine Schwämme sind auch in der Lage, SiO2-Spiculae unter Bildung von Kieselsäure aufzulösen. Ein weiteres Ziel ist deshalb die Identifizierung, Sequenzierung, Expression und Charakterisierung des SiO2-auflösenden Enzyms von S. domuncula unter Anwendung der "Differential Display"Technik. Die Funktion der SiO2-bildenden (Silicatein) und SiO2-auflösenden Enzyme soll durch Expression in Human/Säuger-Zellen verifiziert werden.