Angesichts des gestiegenen Interesses an der Raumfahrt und des allgemeinen Bedarfs an leichten, multifunktionalen und
Melanin kommt in den meisten Organismen in vorFlora und Fauna sowie Bakterien und Pilze. Obwohl Melanin als hochmolekulares Pigment bekannt ist, bietet es auch wertvollen Strahlenschutz. In der Natur gibt es fünf Arten von Melanin, wobei Phäomelanin (ein Pigment in roten Haaren) Röntgenstrahlen effizienter absorbiert als das häufigere Eumelanin (schwarze und braune Pigmente in dunklen Haaren).
Unerwünschte Exposition tritt während aufViele einfache Aktionen, vom Flugverkehr über die Röntgendiagnostik bis hin zur klinischen Strahlentherapie. Es gibt auch gefährlichere Fälle - eine Fehlfunktion eines Kernreaktors oder die Reise eines Mannes in den Weltraum. Eine NASA-Studie zeigte, dass der Astronaut Scott Kelly während eines Jahres im Orbit DNA-Schäden erlitten hat. Ein Astronaut, der zum Mars fliegt, kann 700-mal mehr Strahlung empfangen als auf der Erde.
Im Vergleich zur Masse des herkömmlichen StrahlenschutzesMaterialien wie Blei, Melanin sind leichter und flexibler zu verwenden. Melaninproben befinden sich derzeit auf der Internationalen Raumstation im Orbit und werden von einer anderen Forschungsgruppe auf die Reaktion des Materials auf Strahlung untersucht. Neuere Forschungen haben sich auf Phäomelanin konzentriert, das Schwefel enthält, als den besten Kandidaten für diesen Zweck.
Allerdings ist Nathan Janneschis Forschungsteam vonDie Northwestern University, USA, stellte die Hypothese auf, dass eine neue Art von Melanin - angereichert mit Selen anstelle von Schwefel - einen besseren Schutz vor Röntgenstrahlen bieten würde. Selen ist ein Spurenelement, das eine wichtige Rolle bei der Krebsprävention spielt. Frühere Studien haben berichtet, dass Selenverbindungen Tiere vor Strahlung schützen können. Diese Verbindungen kommen in normalen menschlichen Proteinen vor, waren jedoch bisher nicht mit Melanin assoziiert.
Ein Team von Wissenschaftlern synthetisierte ein neues Biomaterialdie sie "Selenomelanin" nannten und es zur Behandlung lebender Zellen verwendeten. Zum Vergleich stellten sie auch Zellen her, die mit synthetischem Phäomelanin und Eumelanin behandelt wurden, sowie Zellen ohne schützendes Melanin.
Mit Selenomelanin-Nanopartikeln behandelte menschliche Zellen. Bildnachweis: Northwestern University
Nach Erhalt einer für den Menschen tödlichen Strahlendosis zeigten nur die mit Selenomelanin behandelten Zellen noch einen normalen Zellzyklus.
Unsere Ergebnisse zeigten, dass SelenomelaninBietet hervorragenden Strahlenschutz. Wir fanden auch heraus, dass Selenomelanin leichter zu synthetisieren ist als Phäomelanin, und was wir kreierten, war dem in der Natur vorkommenden Melanin näher als synthetisches Phäomelanin.
Nathan Gianneschi, Leiter des Forschungsteams an der Northwestern University
Weitere Tests an Bakterien zeigtenDieses Selenomelanin kann biosynthetisiert werden, was bedeutet, dass lebende Zellen, die sich von den entsprechenden Nährstoffen ernähren, Selenomelanin selbst produzieren und seine Strahlenschutzeigenschaften beibehalten können. Obwohl die Forscher in ihrem Labor Selenomelanin synthetisierten, glauben sie, dass es möglicherweise bereits in der Natur vorhanden ist.
Gianneschi und sein Team schlagen dies vorDas neue Biomaterial kann wie ein Sonnenschutzmittel auf Melaninbasis auf die menschliche Haut aufgetragen werden. Es kann auch als Schutzfolie verwendet werden, um Materialien während des Transports vor Strahlung zu schützen.
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