Neuer Fluoreszenzmechanismus bei Landwirbeltieren entdeckt Forschende der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM), der LMU und der Hochschule München haben entdeckt, dass der Wüstengecko Pachydactylus rangei aus Namibia unter UV-Licht stark neon-grün fluoreszierende Streifen an den Körperseiten und um die Augen zeigt. Diese sind aus der Geckoperspektive gut sichtbar und dienen vermutlich als Erkennungssignal für Artgenossen. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass es sich hier um Fluoreszenz der Haut handelt, die durch besondere Iridophoren (Pigmentzellen) verursacht wird. Dieser Mechanismus und auch die Stärke…
Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP auf der BAU Online Die Digitalisierung im Bausektor, eine fortschreitende Ressourcenverknappung, gestiegene Ansprüche an die Energieeffizienz von Gebäuden oder deren Innenraumklima, eine zunehmende Verstädterung, aber auch die Corona-Pandemie verlangten im letzten Jahr nach neuen Lösungen – für das öffentliche Leben ebenso wie auch für das Arbeiten in den eigenen vier Wänden. Auf der BAU Online 2021 stellt das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP vom 13. bis 15. Januar im Rahmen der Sonderschau der Fraunhofer-Allianz Bau »Die…
TU Graz identifiziert Bakterium, das Reispflanzen vor Krankheiten schützt. Mit ihrer Mikrobiom-Expertise konnten die Forschenden des Instituts für Umweltbiotechnologie nachweisen, wie ein bestimmtes Bakterium im Sameninneren von Reispflanzen zerstörerische Pflanzenpathogene wirksam und umweltfreundlich hemmt. Reis ist für etwa die Hälfte der Weltbevölkerung das Hauptnahrungsmittel. Der Anbau der Reispflanze ist sehr wasserintensiv und erfolgt zudem laut Welthungerhilfe zu rund 15 Prozent in Gebieten mit hohem Dürrerisiko. Die steigende Erderwärmung wird für den Reisanbau daher zunehmend problematisch und führt immer öfter zu…
Neuer Ansatz zur Entwicklung von Cholin-Acetyltransferase-Inhibitoren Das Enzym Cholin-Acetyltransferase (ChAT) katalysiert die Synthese des Neurotransmitters Acetylcholin und könnte ein Zielmolekül für Pharmaka sein. Ein schwedisches Forschungsteam hat jetzt den Wirkmechanismus von Arylvinylpyridinium (AVP), einer bekannten Klasse von Inhibitoren der ChAT, aufgeklärt. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, baut die ChAT dabei den eigentlichen Wirkstoff selbst zusammen, indem es Coenzym A (CoA) an AVP knüpft. Acetylcholin leitet u.a. Nervenimpulse in Synapsen weiter. Veränderungen der Menge oder Aktivität der ChAT,…
Publikation von Kaiserslauterer Physikern als „editors‘ suggestion“ veröffentlicht. Ein Material, das leitet und isoliert – gibt es das? Ja, Forschende haben erstmals 2005 sogenannte topologische Isolatoren beschrieben, die im Inneren Stromdurchfluss verhindern, dafür aber an der Oberfläche äußerst leitfähig sind. Die Zustände, die in dreidimensionalen Festkörpern um die Störstellen herumführen, sind wiederum an sogenannten Weyl-Punkten aufgehängt. Einem Team von WissenschaftlerInnen an der Pennsylvania State University (PSU) und der TU Kaiserslautern (TUK) ist es kürzlich erstmals gelungen, diese Punkte mit Infrarotlicht…
Femtosekundenimpulse harter Röntgenstrahlung sind ein wichtiges Werkzeug, um strukturelle Änderungen in kondensierter Materie auf atomaren Längen- und Zeitskalen zu enträtseln. Eine neue lasergetriebene Röntgenquelle liefert Femtosekundenimpulse von Kupfer Kα Strahlung bei einer Wiederholrate von 1 kHz mit einem bisher unerreichten Fluss von mehr als 10¹² Röntgenphotonen pro Sekunde. Elementare Prozesse in der Physik, Chemie oder Biologie sind mit Veränderungen der atomaren oder molekularen Struktur verknüpft, die auf der Femtosekunden-Zeitskala stattfinden (1 Femtosekunde (fs) = 10⁻¹⁵ Sekunden). Ultraschnelle Röntgenmethoden besitzen ein…
Thermografieaufnahmen Durch die Kombination von 3D-Messung und Thermografiepanorama unter identischen Blickwinkeln ist eine Rekonstruktion des Emissionswinkels möglich. Hierdurch kann die elektrische Leitfähigkeit der abgebildeten Oberfläche bestimmt werden, was wiederum Rückschlüsse auf den Emissionsgrad erlaubt. „Wärmebilder“ sind allen geläufig, die Thermografie konnte sich als weit verbreitete Methode etablieren: Mit einer speziellen Infrarotkamera wird ein Bild oder Video eines Gegenstandes aufgenommen, das die Temperaturverteilung auf dessen Oberfläche zeigt. In der Bauphysik lassen sich so Baumängel oder Schäden wie z.B. undichte Fenster, Feuchtigkeitseinlagerung…
Netzwerke von schwingenden Systemen können durch Rauschen optimal synchronisiert werden. Ein internationales Forschungsteam um den Potsdamer Physiker Dr. Ralf Tönjes hat seine Erkenntnisse zu diesem neu entdeckten dynamischen Effekt kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht. Wechselwirkende, schwingende Systeme können ihre Frequenz und ihren Schwingungszustand aneinander angleichen. Schwingen viele Komponenten eines komplexen Systems im Gleichklang, spricht man von Synchronisation – ein Phänomen, das biologisch in der inneren Uhr oder den Zellen im schlagenden Herzen die Funktionalität überhaupt erst ermöglicht. Auch…
Die Zusammensetzung so genannter Metaboliten und deren Zusammenspiel im Stoffwechsel ist von Mensch zu Mensch individuell verschieden und nicht nur von äußeren Einflüssen, wie etwa der Ernährung, abhängig, sondern auch von natürlichen Variationen im Erbgut. In einer internationalen Studie haben Wissenschaftler*innen des Berlin Institute of Health (BIH) und der Charité – Universitätsmedizin Berlin sowie in Großbritannien, Australien und den USA Hunderte bisher unbekannte Variationen in Genen gefunden, die die Konzentration dieser kleinen Moleküle im Blut teils drastisch beeinflussen. Ihre Ergebnisse…
Um eine Prognose über die Entwicklung des Klimas abgeben zu können, sind zahlreiche Aufgaben zu erfüllen. Welches die wichtigsten sind, stellt Susanne Päch in der Bonus-TV-Doku „Zahlen und Zeichen – Von der Gleichung zur Visualisierung: die sieben wichtigsten Arbeitsschritte der Klimamodellierung“ vor. Das wesentliche Wort dabei gehört Jörn Behrens, der als Mathematiker am Klima-Excellenzcluster in Hamburg vor allem numerische Methoden in den Geowissenschaften erforscht. Arbeitsschritt 1: Grundgleichungen der Prozesse Alles beginnt mit dem Verständnis der physikalischen und chemischen Prozesse, die…
Einschränkungen in der Intelligenz, Bewegungsstörungen und Entwicklungsverzögerungen sind typisch für eine Gruppe seltener Erkrankungen, die zu den GPI-Ankerstörungen zählen. Wissenschaftler der Universität Bonn und des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik haben mit gentechnischen Methoden eine Maus erschaffen, die diese Patienten sehr gut nachbildet. Studien an diesem Tiermodell deuten darauf hin, dass bei GPI-Ankerstörungen durch eine Genmutation die Reizübertragung an den Synapsen im Gehirn beeinträchtigt ist. Die Ergebnisse sind im Fachjournal PNAS veröffentlicht. Einschränkungen in der Intelligenz, Bewegungsstörungen und Entwicklungsverzögerungen sind typisch…
Werden sensorische Signale von Prothesen an das Nervensystem weitergeleitet, hilft das beinamputierten Personen, ihre Prothese als Teil ihres Körpers wahrzunehmen. Dies führt auch dazu, die sonst als schwer empfundenen Prothesen als leichter zu empfinden, wie ETH-Forschende zeigen konnten. Obschon die Prothesentechnik ständig Fortschritte macht, sind beinamputierte Personen nicht immer zufrieden mit ihrer Prothese. Ein wichtiger Grund dafür ist, dass die Personen das Gewicht der Prothese als zu hoch empfinden. Dies, obschon Beinprothesen tatsächlich in der Regel weniger als halb so…
Neue Methode: Forscher untersuchen, wie die Beschaffenheit von Geweben die Zellwanderung beeinflusst. Biologen und Mathematiker der Universitäten Münster und Erlangen-Nürnberg haben untersucht, wie sich Urkeimzellen in Zebrafischembryonen unbeeinflusst von einem Lockstoff verhalten, und eine Software entwickelt, mit der sich 3D-Mikroskopieaufnahmen mehrerer Organismen zusammenzuführen lassen. So konnten sie Muster in der Zellverteilung erkennen und darüber Gewebe identifizieren, die die Zellwanderung beeinflussen. Die Studie ist in „Science Advances“ erschienen. Wenn ein Organismus entsteht und sich Organe entwickeln, wenn ein Tumor Metastasen bildet…
Der Kondo-Effekt beeinflusst den elektrischen Widerstand von Metallen bei tiefen Temperaturen und bildet eine Grundlage für neue Konzepte zur Datenspeicherung und -verarbeitung. Spektroskopische Untersuchungen von 1998 zum Kondo-Effekt mittels Rastertunnelmikroskopie gelten als wegweisend und waren Auslöser für unzählige weitere Untersuchungen dieser Art. Zahlreiche dieser Untersuchungen müssen möglicherweise noch einmal überprüft werden, nachdem Jülicher Forscher nun zeigen, dass sich der Kondo-Effekt nicht zweifelsfrei auf diesem Weg nachweisen lässt. Stattdessen erzeugt ein anderes Phänomen genau den spektroskopischen „Fingerabdruck“, der bisher dem Kondo-Effekt…
Forscher finden einen neuen Mechanismus der männlichen Unfruchtbarkeit Ein wesentlicher Bestandteil aller eukaryotischen Zellen ist das Zytoskelett. Mikrotubuli, winzige Röhrchen, die aus einem Protein namens Tubulin bestehen, sind Teil dieses Zellskeletts. Zilien und Geißeln, antennenartige Strukturen, die aus den meisten Zellen unseres Körpers herausragen, enthalten viele Mikrotubuli. Ein Beispiel für eine Geißel ist der Spermienschwanz, der für die männliche Fruchtbarkeit und damit für die sexuelle Fortpflanzung unerlässlich ist. Die Geißel muss in einer sehr exakten und koordinierten Weise vorwärts schlagen,…
Damit einer Industrienation wie Deutschland der Schritt zur regenerativen Energieversorgung gelingt, sind verlässliche und kostengünstige Speichersysteme für große Energiemengen nötig. Diese bis zur Anwendungsreife zu bringen, hat sich ein internationales Team um Tom Weier und Norbert Weber vom Institut für Fluiddynamik des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) vorgenommen. Im Projekt SOLSTICE – zu Deutsch Sonnenwende – wollen sie ab Januar 2021 Stromspeicher auf der Basis von flüssigem Natrium und flüssigem Zink entwickeln. Die Europäische Union fördert das Projekt über das Programm Horizont…
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