Was genau erforschen wir eigentlich?

Was ist das Besondere an Foraminiferen?

Foraminiferen sind Einzeller, die eine äußere Calciumcarbonatschale besitzen. Die Schale ist robust und besteht aus verschiedenen Schichten von Proteinen und kristallinen Strukturen.

Und genau diese besondere Struktur ist für verschiedene biomedizinische und chemische Anwendungen hilfreich:

Bei der Medikamentenvergabe ermöglichen sie beispielsweise eine kontrolliertere Freisetzung, wenn die Wirkstoffe in der Foraminiferenschale eingeschlossen werden. [1].

In gebrochene Knochen kann eine Lücke mit einer Masse aus diesen Schalen befüllt werden, in welche die Knochenzellen dann „hineinwachsen“ können. So kann der Knochen besonders gut verheilen, da die Zellen besser anwachsen als an Bruchstellen natürlicher Knochen. [2]

Bei chemischen Reaktionen im mikroskopischen Bereich kann die Schale mit anderen Substanzen verbunden werden. So können verbesserte oder sogar neue Herstellungs- und Weiterverarbeitungsmethoden entwickelt werden. [3]

Was wollen wir erforschen?

Unser Ziel ist es herauszufinden, wie die Foraminiferen auf Schwerelosigkeit reagieren. Verformen sie sich? Wie bewegen sie sich? Bewegen sie sich überhaupt? Wachsen sie schneller? Oder langsamer? Oder garnicht? Wie wirkt sich der Stress vom Raketenstart aus? Überleben die Foraminiferen überhaupt?

Zur Überprüfung vergleichen wir die Reaktionen mit denen einer identischen Kontrollgruppe auf der Erde.

Lohnt sich die Erforschung?

Wir sind überzeugt, dass es sich lohnt!

Es gibt Experimente mit anorganischen Kristallen unter der Einwirkung von Schwerelosigkeit. Dabei haben sich andere Kristallisierungsmuster gebildet als bei Vergleichskristallen unter Gravitation. Auch bei anderen Experimenten mit Tieren und Pflanzen hat sich gezeigt, dass Schwerelosigkeit einen Einfluss auf die Lebewesen hat. [4]

Und: die Umwelt wirkt sich auf das Wachstum der Foraminiferen aus. [5]

Die schwerelosen Foraminiferen könnten neue, feine Strukturen bilden, die viele interessante Materialien für obengenannte Forschungsfelder bieten. So können diese weiterentwickelt werden und neue spannende Anwendungsgebiete finden.

Deshalb möchten wir die Foraminiferen in den Weltraum schicken!

Literaturverzeichnis

  • Chou et al., 2012: Simvastatin-Loaded β -TCP Drug Delivery System Induces Bone Formation and Prevents Rhabdomyolysis in OVX Mice
  • Chou et al., 2013: Bone Regeneration of Rat Tibial Defect by Zinc-Tricalcium Phosphate (Zn-TCP) Synthesized from Porous Foraminifera Carbonate Macrospheres
  • Clarke, S. A., Walsh, P., Maggs, C. A., & Buchanan, F. (2011). Designs from the deep: marine organisms for bone tissue engineering. Biotechnology advances , 29 (6), 610-617.
  • Davis, S. A., Breulmann, M., Rhodes, K. H., Zhang, B., & Mann, S. (2001). Template-directed assembly using nanoparticle building blocks: a nanotectonic approach to organized materials. Chemistry of Materials , 13 (10), 3218-3226.
  • Elhadj, S., Salter, E. A., Wierzbicki, A., De Yoreo, J. J., Han, N., & Dove, P. M. (2006). Peptide controls on calcite mineralization: Polyaspartate chain length affects growth kinetics and acts as a stereochemical switch on morphology. Crystal growth & design , 6 (1), 197-201.
  • Green, D. W., Ben-Nissan, B., Yoon, K. S., Milthorpe, B., & Jung, H. S. (2017). Natural and Synthetic Coral Biomineralization for Human Bone Revitalization. Trends in biotechnology , 35 (1), 43-54.
  • Hilbig, R., Anken, R. H., Sonntag, G., Höhne, S., Henneberg, J., Kretschmer, N., & Rahmann, H. (2002). Effects of altered gravity on the swimming behaviour of fish. Advances in Space Research , 30 (4), 835-841
  • Hohenegger, J., Briguglio, A., & Eder, W. (2014). The natural laboratory of algal symbiont-bearing benthic foraminifera: studying individual growth and population dynamics in the sublittoral. In Approaches to Study Living Foraminifera (pp. 13-28). Springer Japan.
  • Ijiri, K., Mizuno, R., Narita, T., Ohmura, T., Ishikawa, Y., Yamashita, M., … & MacCallum, T. (1998). Behavior and reproduction of invertebrate animals during and after a long-term microgravity: space experiments using an autonomous biological system (ABS). Biological Sciences in Space, 12 (4), 377-388.
  • Shi, J., Jiang, Y., Wang, X., Wu, H., Yang, D., Pan, F., … & Jiang, Z. (2014). Design and synthesis of organic–inorganic hybrid capsules for biotechnological applications. Chemical Society Reviews , 43 (15), 5192-5210

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