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Untersuchungen der Bildungsprozesse und der Struktur des ...

Untersuchungen der Bildungsprozesse und der Struktur des ...

7 Zusammenfassung

7 Zusammenfassung und Ausblick untersucht werden, ob ein besonders markanter Einfluss dieses Proteins auf das Kristallwachstum beobachtet werden kann. Das Problem besteht allerdings darin, dass zum Teil große Mengen (im Bereich mehrerer Milliliter pro Versuch) des jeweiligen Proteins erforderlich wären, um die Versuche ausreichend oft wiederholen zu können. Derartig große Mengen sind jedoch nicht einfach zu präparieren. Die unter Punkt 2 genannten Untersuchungen wurden am Perlmutt der Meeresschnecken Haliotis laevigata und Haliotis tuberculata mittels SEM, TEM und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) vorgenommen. Anhand der Untersuchungen kann das Vorkommen organischen Materials innerhalb dieser Strukturen, so wie es von Nakahara [60] und Checa et al. [38] behauptet wurde, ausgeschlossen werden. Stattdessen sprechen die Ergebnisse dafür, dass es sich bei den zentralen Strukturen in den Aragonitplättchen lediglich um Vertiefungen bzw. Wölbungen der Plättchen handelt, wie es bereits von Schäffer et al. [37] beschrieben wurde. Diese Struktur ist über dem Bereich der interlamellaren Matrix positioniert, der von Bezares et al. [30] und Nudelman et al. [29] als der Ort identifiziert wurde, an dem wahrscheinlich die Nukleation von Aragonit stattfindet. Man kann also davon ausgehen, dass die zentrale Struktur in den Plättchen den Entstehungsort der Aragonitplättchen darstellt. Um weiteren Einblick in die Nukleationsprozesse zu erhalten, wäre es interessant, Perlmuttproben mit proteinspezifischen Antikörpern zu behandelt, um zu untersuchen, wo sich bestimmte Proteine auf dem Perlmutt bzw. auf der organischen Matrix befinden. Erste Versuche dazu wurden bereits in Zusammenarbeit mit Tanja Dodenhof (Universität Bremen) begonnen. Bei diesen Versuchen wurde Perlmutt mit einem Perlucinantikörper und anschließend mit einem goldkonjugierten sekundären Antikörper behandelt. Auf diese Weise kann in einem SEM im Rückstreuelektronenmodus das Gold detektiert werden und die Position des Perlucins auf den Aragonitplättchen bzw. der organischen Matrix bestimmt werden. Der letzte Teil der Arbeit, der unter Punkt 3 aufgeführt ist, hatte das Ziel, den Calciumtransport in dem Mantelepithel der Meeresschnecke Haliotis tuberculata zu untersuchen. Leider konnte anhand der durchgeführten Experimente dieses Ziel nicht erreicht werden. Grund dafür sind die verwendeten Präparationsmethoden des Gewebes für TEM Untersuchungen. Bei diesen eher herkömmlichen Fixier- und Einbettugsprozessen ist eine Verschmutzung der Proben durch Calcium kaum zu vermeiden. Dies macht eine Detektion des meist geringen Calciumanteils in den Zellen unmöglich. Um eine derartige Verschmutzung zu vermeiden, muss die herkömmliche Präparation durch Kryomethoden ersetzt werden, wie in Abschnitt 6.4 bereits beschrieben wurde. Zu diesen Methoden gehört beispielsweise das Schockgefrieren oder Hochdruckgefrieren der Proben und eine Verarbeitung im Kryoultramikrotom. Ein spezielles Equipment ist für diese Methoden jedoch erforderlich. Abschließend lässt sich sagen, dass die im Rahmen dieser Arbeit vorgenommenen Versuche und dabei insbesondere die in Kapitel 4 vorgestellten Versuche das Verständnis der in der Biomineralisation ablaufenden Prozesse und der Wechselwirkungen zwischen Mineral und organischen Komponenten erweitert haben. Betrachtet man die zahlreichen Arbeiten, die in den vielen Gruppen weltweit, die sich mit dem Thema Biomineralisation bzw. im Speziellen mit Perlmutt auseinandersetzen, durchgeführt wurden, und die Fortschritte, die durch diese Arbeiten erzielt wurden, so erscheint es realistisch, dass in der Zukunft neue Materialien erzeugt werden können, die die besonderen Eigenschaften der Biomineralien aufweisen. 110

8 Danksagung Die Entstehung dieser Arbeit ist natürlich nicht nur mir allein zu verdanken, sondern beruht auf dem Beitrag vieler Personen, denen an dieser Stelle gedankt werden soll. An erster Stelle stehen dabei meine beiden Betreuer/innen Prof. Dr. Monika Fritz und Prof. Dr. Andreas Rosenauer, die mich beide in ihre jeweiligen Arbeitsgruppen aufgenommen haben. Monika danke ich neben Ihren fachlichen Ideen und Anregungen für Ihre Motivationsreden, nach denen man das Gefühl hat, mit allem fertig zu werden. Andreas danke ich für die Ideen, auf die nur eine Person kommen kann, die nicht in einem biomineralischen Bereich tätig ist. Beiden danke ich zudem für die Unterstützung, meine Ergebnisse in Journalen zu publizieren und auf unterschiedlichen Tagungen vorzustellen. Ich danke den folgenden externen Personen, die mir den Zugang zu nötigem Wissen, nötigen Geräten bzw. finanziellen Mitteln ermöglicht haben: - Andreas Ziegler und Eberhard Schmid von der Zentralen Einrichtung für Elektronenmikroskopie an der Universität Ulm dafür, dass sie mir beigebracht haben, Gewebe für die Transmissionselektronenmikroskopie zu präparieren. - Jens Schäpe aus der AG Stick an der Universität Bremen dafür, mir einige Chemikalien zur Verfügung zu stellen, die ich für die Gewebepräparation benötigte, und für das unproblematische Bereitsstellen des Ultramikrotoms. - Torben Rohbeck aus der AG Hommel an der Universität Bremen für seine Unterstützung an der FIB. - Prof. Dr. Walter Lang vom IMSAS an der Universität Bremen für die Verwendung der Goldbesputterungsanlage. - Prof. Dr. Wolfgang Heyser und Dr. Ingo Dobner vom UFT an der Universität Bremen für die Bereitsstellung ihrer Kohlenstoffbedampfungsanlage. - Dem Physics International Postgraduate Programme (PIP), das durch finanzielle Zuschüsse den Besuch internationaler Tagungen begünstigte, und Anja Gatzka. In der Festkörperphysik Arbeitsgruppe danke ich: - Meinen Zimmerkollegen Knut Müller und Thorsten Mehrtens, mit denen es mir meist eine Freude war, den Großteil des Tages zu verbringen. Besonderer Dank gilt Knut, mit dem ich seit Beginn unserer Diplomarbeiten und damit mehr als 4 Jahre ein Büro geteilt habe und der mir oft weitergeholfen hat. - Marco Schowalter, der ein absolut hilfsbereiter und lustiger Typ ist und einem damit die Arbeit erleichtert. 111

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