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Neue Methode zur Bestimmung der Zuckerproduktion in der Leber

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Die Zuckerkrankheit Diabetes beruht auf einem kontinuierlich erhöhten Blutzuckerspiegel, da die Bauchspeicheldrüse zuwenig Insulin für die Zuckerverwertung produziert. Die genaue Kenntnis der Zuckerproduktion ist von besonderem Wert im Hinblick auf Diagnose- und Behandlungsmethoden. Prof. Michael Roden von der Universitätsklinik für Innere Medizin III der Universität Wien, hat, unterstützt vom FWF, eine Methode entwickelt, die die Bestimmung der Zuckerproduktion und vor allem der Zuckerneubildung vereinfacht und am lebenden Menschen ermöglicht. Auf Tierversuche bei Medikamententests könnte damit künftig verzichtet werden.

Eine Blutzucker-Erhöhung erfolgt durch vermehrte Zuckerproduktion in der Leber, die auf zwei Wegen möglich ist: Entweder wird vermehrt Zucker (Glukose) aus seiner Speicherform in der Leber, dem Glykogen, freigesetzt, oder es kommt zu einer Zunahme der körpereigenen Glukoseneubildung, zur Glukoneogenese. Die Bestimmung der Glukoneogenese wird beim lebenden Menschen durch eine Reihe von Problemen erschwert. "Die bisher bekannten Methoden sind entweder belastend für den Patienten oder zu aufwendig und zu teuer. Außerdem geben sie meistens keine umfassenden Informationen", erläutert Roden, der bereits mehrfach mit internationalen Preisen ausgezeichnet wurde. So ermöglichen viele Methoden nur das Abschätzen der Glukoneogenese, während die neue Methode auch Aussagen über die komplexen Stoffwechselwege der Glukose erlauben wird.

Fasten und "schweres Wasser"
Die von Roden in Kooperation mit dem Institut für Pharmazeutische Chemie der Universität Graz und der Universität Cleveland entwickelte Methode zur Bestimmung der Glukoneogenese ist den traditionellen Methoden gleichwertig und bietet darüber hinaus Vorteile. "In unseren Studien ließen wir die Teilnehmer rund 18 Stunden fasten. Während des Fastens nimmt die Zuckerneubildung der Leber und Niere zu, um den Körper mit Zucker zu versorgen. Sie tranken in dieser Zeit ein mit Deuterium, also schwerem, nicht radioaktivem Wasserstoff, angereichertes Wasser. Anhand von Blutproben konnten wir dann die Glukoneogenese durch die Bestimmung der Anreicherung von Deuterium an allen Kohlenstoffatomen des Blutzuckers genau quantifizieren", erklärt Roden. Die Entnahme einer Gewebeprobe oder andere belastende Prozeduren blieben den Patienten erspart. Im ersten Schritt wurde die Methode an gesunden Probanden erfolgreich getestet, in Kürze sollen nun auch Diabetiker untersucht werden. "Unsere Methode kann am lebenden Menschen schmerzfrei durchgeführt werden und somit zumindest zu einer Verringerung von Tierversuchen führen, z.B. bei der Überprüfung der Wirksamkeit antidiabetischer Medikamente."

Prof. Dr. Michael Roden | FWF Presseaussendung

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Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...