Biomaterialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften, wie etwa Spinnenseide, sind bislang vor allem von Tieren bekannt. Forschende der Universität Salzburg entschlüsselten nun ein überraschendes Gegenstück aus der Welt der Einzeller: Die Schalen von Tintinnen, mikroskopisch kleinen Planktonorganismen, bestehen aus selbstorganisierenden Strukturproteinen, die ein besonders widerstandsfähiges Material bilden und UV-Licht absorbieren. Damit beschreibt das Salzburger Forscherteam erstmals ein Biomaterial aus einem eukaryotischen Einzeller (Protist) und macht Tintinnen zu einem neuen Modellsystem für die künftige Entwicklung fortschrittlicher Biomaterialien. Mehr als 200 Jahre nach der Entdeckung der Tintinnen ist die Zusammensetzung ihrer Schalen nun aufgeklärt.

Im Rahmen eines vom Österreichischen Wissenschaftsfonds geförderten Projekts (DOI: 10.55776/P35736) wurden die Ergebnisse unter dem Titel  „Self-assembling proteins compose the chemically resistant shell biomaterial of planktonic tintinnid ciliates“ im Fachjournal Nature Communications am 13. Juni 2026 veröffentlicht (DOI: 10.1038/s41467-026-74402-4).

Tintinnen sind mikroskopisch kleine Einzeller, die mit rund 1.000 Arten im Meer und im Süßwasser leben. Die Besonderheit dieser Einzeller ist ihre kunstvoll geformte Schale, die sich innerhalb weniger Minuten selbständig aus dem von den Zellen ins Wasser abgegebenen Material bildet. Das Schalenmaterial ist ungewöhnlich widerstandsfähig und hält selbst hohen Temperaturen und starken Chemikalien stand. Trotz langjähriger Forschungsbemühungen blieb die Zusammensetzung der Schalen unklar – nun ist der Durchbruch Einzeller-Forschenden vom Fachbereich Umwelt und Biodiversität der Universität Salzburg gelungen.

Diese neu entdeckte Familie von Strukturproteinen kommt nur bei Tintinnen vor und wird daher von den Forschenden als „Tintinnidorin“ bezeichnet. Tintinnidorin-Proteine sind besonders stabil, widerstandsfähig und haften selbst in feuchter, salziger Umgebung. Anders als die proteinösen Fäden von Spinnen oder Seidenraupen können diese Proteine vielfältige Formen und Strukturen bilden und vereinen Eigenschaften, die für die Entwicklung von Biomaterialien besonders interessant sind.

„Alle bisher bekannten Protein-Biomaterialien, die als Vorbild für bioinspirierte Werkstoffe dienen, stammen aus Tieren. Unsere Studie zeigt erstmals, dass auch eukaryotische Einzeller hochinteressante biologische Materialien erzeugen“, erklärt Maximilian Ganser, Erstautor der Studie. „Als Einzeller, die ihr Schalenmaterial einfach in das umgebende Wasser absondern, sind die Tintinnen ein einfacheres und zugänglicheres Modellsystem als Spinnen und Seidenraupen mit ihren komplexen Spinnorganen. Damit können wir die bisherige Biomaterial-Forschung weiterentwickeln und untersuchen, wie aus Proteinen stabile biologische Materialien entstehen“, ergänzt Sabine Agatha, Leiterin der Forschungsgruppe „Protistologie“.

Die Studie kombiniert innovativ und interdisziplinär neueste Methoden aus unterschiedlichen Forschungsbereichen der Universität Salzburg und der Forschungsgruppe von Laura A. Katz vom Smith College in den USA. Damit wurden Synergien zwischen eukaryotischer Mikrobiologie, Proteomik, Strukturbiologie und Bioinformatik entwickelt. Analysen der Schalen und der genetischen Baupläne in den Tintinnen-Zellen lieferten übereinstimmende Aminosäure-Sequenzen der Tintinnidorin-Proteine; die Aufklärung der Schalen-Zusammensetzung wurde durch Christof Regl vom Fachbereich Biowissenschaften und medizinische Biologie unterstützt. „Die Sequenzen und Strukturen der Tintinnidorin-Proteine sind einzigartig. Viele der erstaunlichen Eigenschaften dieser Proteine findet man nicht in normalen – globulären – Proteinen.  Aktuell verwendete Struktur-Berechnungen sind allerdings auf globuläre Proteine ausgelegt und stoßen daher an ihre Vorhersagegrenzen“, fasst Markus Wiederstein vom Fachbereich Biowissenschaften und medizinische Biologie zusammen.

Die große Vielfalt der rund 1.000 Tintinnen-Arten lässt darauf schließen, dass noch zahlreiche bislang unbekannte Tintinnidorin-Varianten existieren. Um das Potenzial dieser natürlichen Materialien für nachhaltige Anwendungen zu nutzen, sollen die zugrundeliegenden Prinzipien gezielt in einem zukünftigen Projekt erforscht werden. Die Tintinnen zeigen eindrucksvoll, welches enorme Innovationspotenzial in der Vielfalt eukaryotischer Einzeller steckt.

Publikation:

Ganser, M. H., Wiederstein, M., Regl, C., Katz, L. A. & Agatha, S. Self-assembling proteins compose the chemically resistant shell biomaterial of planktonic tintinnid ciliates.
Nature Communications, veröffentlicht am 13. Juni 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-74402-4

Autor*innen: Maximilian H. Ganser, Markus Wiederstein, Christof Regl, Laura A. Katz und Sabine Agatha

KONTAKT:

Dr. Maximilian H. Ganser | Umwelt und Biodiversität
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Tel.: +43 662 8044-5615

Assoz. Prof. Dr. Sabine Agatha | Umwelt und Biodiversität
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Tel.: +43 662 8044-5540