… und nutzt Phagen für die Weitergabe seiner Gene. InfectoGnostics-Forscher des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) in Jena haben einen neuen Bakterienstamm charakterisiert, der genetische Eigenschaften von mehreren Stämmen vereint. Der Erreger zählt zu den Methicillin-resistenten Staphylokokken (MRSA) und enthält ein weiteres, spezielles Resistenzgen, welches über Bakteriophagen – Viren, die Bakterien abtöten – mobilisiert und verbreitet werden kann. Die Ergebnisse der Analyse wurden im November 2021 im Fachjournal „Frontiers in Genetics“ (DOI: 10.3389/fgene.2021.723958) publiziert. Beim Screening eines schwerkranken Patienten wurde…
Einem internationalen Forschungsteam gelang es, global wirkende Faktoren zu erkennen, die die Vielfalt der Formen und Funktionen von Pflanzen hervorrufen. Unter der Leitung der Universität Zürich, des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena sowie der Universität Leipzig, trugen die Forschenden weltweit Pflanzendaten zusammen und analysierten sie. Sie zeigten erstmalig für Merkmale wie Größe, Aufbau und Lebensspanne der Pflanzen, wie stark diese durch Klima- und Bodeneigenschaften bestimmt werden. Daraus abgeleitete Erkenntnisse könnten entscheidend sein, um Erdsystemmodelle hinsichtlich der Rolle von Pflanzenvielfalt zu…
Die Nutzung genetischer Information ist für die moderne Pflanzenzucht unerlässlich geworden. Auch wenn die Sequenzierung der DNA seit der ersten Entschlüsselung des menschlichen Genoms im Jahr 2003 deutlich günstiger geworden ist, macht die Erhebung genetischer Informationen auch heute noch einen großen Teil der Kosten in der Tier- und Pflanzenzucht aus. Ein Trick, diese Kosten zu senken, besteht darin, nur einen sehr kleinen und zufällig ausgewählten Teil des Genoms zu sequenzieren und die verbliebenen Lücken mit mathematisch-statistischen Mitteln zu vervollständigen. Hierfür…
Vagabundierende Himmelskörper lassen in die Entstehung von Sternen und Planeten blicken. Bei Beobachtungen in einer der sonnennächsten Sternentstehungsregionen entdeckte ein Team internationaler Astronom*innen die bisher größte Ansammlung freischwebender Planeten. Diese Himmelskörper kreisen um keinen Stern und sind wegen ihrer geringen Helligkeit enorm schwer zu finden. Die große Zahl der nun aufgespürten Planeten gibt Aufschluss über den Entstehungsprozess von Sternen und Planeten und stellt einen wichtigen Anhaltspunkt für künftige Forschungen dar. An der erstaunlichen Entdeckung war Núria Miret Roig vom Institut…
Perowskit-Spektrometer mit Tintenstrahldrucker… Mit einem Tintenstrahldruckverfahren haben Teams aus dem Innovation Lab HySPRINT am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) Photodetektoren auf Basis von hybriden Perowskit-Halbleitern produziert. Durch gezieltes Abmischen von nur drei „Tinten“ konnten sie die Eigenschaften des Halbleiters während des Druckvorgangs präzise einstellen. Der Tintenstrahldruck ist in der Industrie eine etablierte Herstellungsmethode, die eine schnelle und kostengünstige Verarbeitung von Lösungen ermöglicht. Metallhalogenid-Perowskite sind eine faszinierende Materialklasse mit einem breiten Spektrum von möglichen Anwendungen in der…
Kontrolliertes Greifen und Drehen biologischer Mikroobjekte. Freiburger Wissenschaftler entwickeln Konzept für feedbackgesteuerte optische Pinzetten Diese Pinzetten aus hochfokussiertem Laserlicht können Zell-Cluster kontrolliert greifen und in beliebige Richtungen drehen. Dadurch lassen sich beispielsweise Mini-Tumore gezielter unter dem Mikroskop untersuchen. Die Qualität und Frische von Obst oder Gemüse können Menschen mit den Fingern prüfen. Selbst Industrieroboter verrichten hier bei verschiedenen taktilen Anwendungen seit Jahren erfolgreiche Arbeit. Wie aber lässt sich ein hochkontrolliertes Greifen und Drehen von Objekten auf der Größenebene des Durchmessers…
Von welchen Faktoren hängt es ab, wie schnell ein Quantencomputer seine Berechnungen durchführen kann? Physiker der Universität Bonn und des Technion – Israel Institute of Technology haben ein elegantes Experiment erdacht, um diese Frage zu beantworten. Die Ergebnisse der Studie erscheinen in der Fachzeitschrift Science Advances. Quantencomputer sind hoch entwickelte Maschinen, die sich bei der Verarbeitung von Informationen auf die Prinzipien der Quantenmechanik stützen. Dadurch sollen sie in Zukunft bestimmte Probleme bearbeiten, die für klassische Rechner völlig unlösbar wären. Doch…
Quanteneffekte in Supraleitern könnten der Halbleitertechnologie eine neue Wendung geben. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der Universität Cornell im US-Bundesstaat New York haben ein Verbundmaterial identifiziert, das Quantenbauelemente in die Halbleitertechnologie integrieren und damit elektronische Bauteile deutlich leistungsstärker machen könnte. Sie veröffentlichen ihre Ergebnisse heute im Fachblatt Science Advances. Unsere derzeitige elektronische Infrastruktur basiert vor allem auf Halbleitern. Diese Materialklasse kam etwa in der Mitte des 20. Jahrhunderts auf und wurde seither immer weiter verbessert. Zu den derzeit…
Forschungsteam untersuchte Isotopen-Zusammensetzung von Gesteinsplaneten im inneren Sonnensystem. Erde und Mars sind aus Material entstanden, das zum größten Teil aus dem inneren Sonnensystem stammt; nur ein kleiner Anteil der „Baustoffe“ dieser beiden Planeten haben ihren Ursprung jenseits der Umlaufbahn des Jupiters. Zu diesem Ergebnis kommt eine Gruppe von Forschern unter Leitung der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster. In der Fachzeitschrift „Science Advances“ legen sie nun den bisher umfassendsten Vergleich der Isotopen-Zusammensetzung von Erde, Mars und ursprünglichem Baumaterial des inneren und äußeren…
Tausende Fische bewegen sich wie eine riesige La-Ola-Welle im Wasser, tauchen ab und kommen bis zu zwei Minuten lang immer wieder an die Oberfläche zurück. Was Menschenmassen im Fußballstadion zum Spaß ausführen, hat bei den Fischen einen ernsten Grund: Nicht von Vögeln gefressen zu werden. Ein Team unter der Leitung des Exzellenzclusters „Science of Intelligence” der Humboldt-Universität zu Berlin, der Technischen Universität Berlin und des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hat nun herausgefunden, dass die von winzigen Fischen in…
Einzelgänger-Planeten sind schwer fassbare kosmische Objekte. Sie haben eine Masse, die mit der von Planeten in unserem Sonnensystem vergleichbar ist, umkreisen aber keinen Stern, sondern bewegen sich frei im All. Bisher waren nicht viele bekannt, aber ein Team von Astronomen hat mit Hilfe von Daten mehrerer Teleskope der Europäischen Südsternwarte (ESO) und anderer Einrichtungen mindestens 70 neue Einzelgänger-Planeten in unserer Galaxie entdeckt. Dies ist die größte jemals entdeckte Gruppe vagabundierender Planeten und ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Ursprünge und…
DNAzyme sind hochpräzise Biokatalysatoren, die gezielt ungewollte RNA-Moleküle zerstören. Für den medizinischen Einsatz gibt es aber noch eine große Hürde. Ein Forschungsteam der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich (FZJ) und der Universität Bonn die genaue Funktionsweise der DNAzyme in Echtzeit untersucht. Diese wichtigen Grundlagenerkenntnisse hin zur Anwendung stellen sie in der renommierten Zeitschrift Nature vor. Physikalische Biologie: Publikation in Nature DNAzyme – ein Kunstwort aus DNA und Enzym – sind katalytisch aktive DNA-Sequenzen. Sie bestehen aus…
Mit gezielter Gammastrahlung haben Forschende des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung das Auftreten und die spezifische Rolle von Nanopartikeln bei der Bildung von Mesokristallen aufgedeckt. Damit liefern sie entscheidende Erkenntnisse für die Entwicklung und das Design neuer mesokristalliner Materialien. Wäre es nicht praktisch, wenn sich die Ziegel eines Hauses von allein zusammensetzen würden? In der Natur geschieht dies schon seit Millionen von Jahren in Form von Mesokristallen. Diese faszinierenden Materialien verbinden nanostrukturelle Merkmale mit dem Aussehen großer Kristalle, weil sich…
Spezielle Symmetrien erlauben neue Quanten- und Spintronics-Anwendungen. Während die herkömmliche Elektronik auf dem Transport von Elektronen beruht, könnten Bauteile, die nur Spin-Informationen weitergeben, vielfach energieeffizienter arbeiten. Physiker der Technischen Universität München (TUM) und des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart haben nun einen wichtigen Fortschritt für die Entwicklung solcher Bauteile erzielt. Materialien dieser Art könnten auch der Schlüssel zu weniger störungsanfälligen Quantencomputern werden. Als vor rund 15 Jahren mit den topologischen Isolatoren die ersten Vertreter einer neuen Materialklasse entdeckt wurden, waren…
Gleiche Rechte im Gehirn? Ein wissenschaftlicher Artikel zeigt, dass die Forderung nach Gleichberechtigung auch einen der kleinsten Bestandteile des Gehirns betrifft: die Dendriten. Das sind die Abschnitte der Nervenzellen, die Reize empfangen und weiterleiten. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Neuron veröffentlicht. Wir wissen, dass unterschiedlich geformte Neuronen Informationen unterschiedlich verarbeiten. Aber tragen die unterschiedlichen Formen andererseits auch dazu bei, dass ihre Funktionen ähnlicher werden? Hermann Cuntz, Forscher am Ernst Strüngmann Institut (ESI) für Neurowissenschaften, und Kolleg:innen berichten, dass Neuronen…
Resonanzschwingungen am Matterhorn gemessen und simuliert. Das Matterhorn wirkt wie ein unverrückbarer, massiver Berg, der seit Tausenden von Jahren in der Landschaft über Zermatt thront. Eine Studie zeigt nun, dass dieser Eindruck täuscht. Ein internationales Forschungsteam hat nachgewiesen, dass das Matterhorn dauernd leicht in Bewegung ist: Der Gipfel schwingt in gut zwei Sekunden um wenige Nano- bis Mikrometer hin und her, angeregt durch seismische Wellen in der Erde. Diese werden durch natürliche Quellen wie die Gezeiten, die Meeresbrandung, den Wind,…
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