Biowissenschaften Chemie

Hochdruck-Elektronentunnelspektroskopie zeigt eine supraleitende Lücke in H₃S und D₃S Forschenden ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zum Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien gelungen. Mit Hilfe einer Elektronen-Tunnelspektroskopie unter hohem Druck hat ein internationales Forscherteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie die Energielücke im supraleitenden H₃S gemessen – dem Material, für das im Jahr 2015 ein Rekord für Hochtemperatur-Supraleitung aufgestellt wurde und als Ausgangsverbindung für nachfolgende hochtemperatur-supraleitende Hydride dient. Die Ergebnisse, die diese Woche im Magazine Nature veröffentlicht…

Bakterien spielen eine zentrale Rolle beim Abbau organischer Substanz – sowohl im Boden als auch in Gewässern. Während die meisten Bakterien große Moleküle außerhalb ihrer Zellen verdauen und so anderen Mitgliedern der Gemeinschaft das Mitnutzen ermöglichen, nehmen einige Bakterien ganze Moleküle auf und verdauen sie intern – was als „egoistischer Polysaccharidabbau“ bezeichnet wird. Die Mikrobiologien Greta Reintjes war an einer Studie in Kroatien beteiligt. In der Studie, die in der Fachzeitschrift Cell Reports von Cell Press veröffentlicht worden ist, dokumentieren…

Erster Bericht über neuen DNA-Marker außerhalb des Mikrobenreichs Könnte es sein, dass einer von nur drei bekannten Markern, die direkt auf die DNA abzielen, gar nicht außerhalb des Mikrobenreichs existiert? Forscher:innen unter der Leitung von Xiaoqi Feng am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) haben jetzt nachgewiesen, dass dieser Marker – N4-Methylcytosin (4mC) – unerlässlich ist für die Entwicklung und Reifung der Spermien im Lebermoos Marchantia polymorpha, einem wichtigen Organismus in der Evolution von Pflanzen. Die Ergebnisse wurden in…

Bislang ging man davon aus, dass das Protein Myc das Wachstum der Skelettmuskulatur fördert. Eine aktuelle Studie der Universität Basel widerlegt nun diese These. Forschende konnten zeigen, dass Myc für das Muskelwachstum nicht notwendig ist. Vielmehr verschlechtert eine hohe Menge an Myc die Struktur und Funktion der Muskelfasern rapide. Normalerweise ist die Myc-Konzentration im Muskel niedrig und steigt bei Wachstumsreizen, wie zum Beispiel körperlicher Betätigung. Aufgrund der Tatsache, dass Myc an vielen Wachstumsprozessen beteiligt ist, nahm man bisher an, dass…

Mit dem Klimawandel steigt der Druck, der Atmosphäre gezielt Kohlendioxid (CO2) zu entnehmen – möglicherweise auch mithilfe des Meeres. Doch welche Verfahren zur CO2-Entnahme und -Speicherung sollten eingesetzt werden? Wissenschaftler*innen der Forschungsmission CDRmare haben einen neuen Leitfaden entwickelt, der hilft, faktenbasiert zu entscheiden, ob eine marine Entnahmemethode oder ein Entnahmeprojekt umgesetzt werden können und ob ihre Folgen für Mensch und Natur wünschenswert sind. Grundlage dürfen dabei nicht nur die technische, rechtliche und politische Machbarkeit sein, sondern es müssen auch die…

ISTA-Forschende: Antibiotikaresistenz ist eher eine Hilfsfunktion bei Darmbakterien  Könnte ein regulatorisches Netzwerk von Genen in Darmmikroben seine ausgeklügelten und streng regulierten molekularen Maschinen nur entwickelt haben, um wahllos Antibiotika herauszupumpen? Forschende des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigen, dass dies eine Hilfsfunktion ist. Indem die genetische Aktivität auf einem Grundniveau gehalten wird, wenn das Netzwerk im AUS-Zustand ist, stellen diese Gene sicher, dass die Bakterien fit und anpassungsfähig an ihre hochvariable Umgebung im Darm bleiben. Die Ergebnisse wurden…

Die molekulare Welt der Bitterstoffe ist bisher nur lückenhaft erforscht. Forschende des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München in Freising und des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie in Halle (Saale) haben nun drei neue Bitterstoffe aus der Pilzart Amaropostia stiptica isoliert und ihre Wirkung auf menschliche Bitterrezeptoren untersucht. Dabei entdeckten sie eine der potenziell bittersten bisher bekannten Verbindungen. Die Studienergebnisse erweitern das Wissen über natürliche Bitterstoffe und ihre Rezeptoren und leisten so einen wichtigen Beitrag zur Lebensmittel- und Gesundheitsforschung. Eine…

An der Universität Magdeburg gelingt die Totalsynthese eines der stärksten zytotoxischen Naturstoffe Chemikern der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg ist es erstmals gelungen, den in der Natur vorkommenden Wirkstoff Disorazol Z1 mit einem hocheffizienten Verfahren synthetisch nachzubauen. Das Team um Seniorprofessor Dr. rer. nat. habil. Dieter Schinzer vom Institut für Chemie hat mit der weltweit ersten Totalsynthese dieser hochaktiven Naturstoffverbindung nach eigenen Angaben einen wissenschaftlichen Durchbruch erzielt. Der Wirkstoff Disorazol Z1 gehört zu den weltweit aktivsten Verbindungen in Bezug auf die Zytotoxizität, also…

Pflanzenvermittelte Interaktionen zwischen zwei bodenbewohnenden Schadinsekten entdeckt: Werden Rübsen-Pflanzen von Wurzelgallennematoden befallen, verändern sie ihre Abwehrstrategie auf eine Weise, die unbeabsichtigt einem anderen unterirdischen Fraßschädling zugutekommt:der Kohlfliege. Zu diesem Ergebnis kommt eine neue Studie unter der Leitung eines IGZ-Forschungsteams, die in der März-Ausgabe von Plant Physiology veröffentlicht wurde. Mithilfe der Kombination aus Bioassays und ökometabolomischen Analysen fanden die Forschenden heraus, dass Wurzelgallennematoden die chemischen Abwehrmechanismen der Pflanze verändern und damit ihre natürliche Resistenz gegen weitere Angreifer beeinflussen. Axel Touw, Jessil…

Ubiquitin markiert Proteine für den Abbau, wobei Ubiquitin-Moleküle in unterschiedlicher Art und Anzahl kombiniert sein können und unterschiedliche Ketten bilden. Forschende des Max-Planck-Instituts für Biochemie (MPIB) haben die neue Technologie UbiREAD entwickelt, um die verschiedenen Kombinationen der Ubiquitin-Moleküle – den Ubiquitin-Code – zu entschlüsseln, der bestimmt, wie Proteine in Zellen abgebaut werden. Mit UbiREAD markieren die Forschenden fluoreszierende Proteine mit spezifischen Ubiquitin-Kombinationen und verfolgen deren Abbau in Zellen. Die in Molecular Cell veröffentlichte Studie zeigte, welcher Code den intrazellulären Proteinabbau…

Wer sind unsere Vorfahren? Möglicherweise eine spezielle Gruppe von Einzellern, die ein Zellskelett haben, das dem von komplexen Lebewesen wie Tieren und Pflanzen ähnelt. Dies zeigen ETH-Forschende in einer neuen Studie auf. Vor zehn Jahren wusste noch niemand, dass sie existieren: die Asgard-Archaeen. Doch 2015 fanden Forschende in Norwegen in Sedimenten aus der Tiefsee Erbgut-Bruchstücke, die auf eine neue und bisher unbekannte Form von Einzellern deuteten. Anhand solcher Bruchstücke setzten die Forschenden am Computer das gesamte Genom wie ein Puzzle…

Ganz ohne Lösungsmittel laufen chemische Reaktionen umweltfreundlicher und nachhaltiger ab als auf klassischem Wege. Maximilian Wohlgemuth aus der Arbeitsgruppe Mechanochemie der Ruhr-Universität Bochum um Prof. Dr. Lars Borchardt hat in verschiedenen Arbeiten dazu beigetragen, lösungsmittelfreie, mechanische Verfahren weiterzuentwickeln. Dafür wurde er am 15. März 2025 mit dem Carl-Roth-Förderpreis der Gesellschaft Deutscher Chemiker ausgezeichnet. Der Preis zeichnet junge Forschende aus, die besonders zur Nachhaltigkeit in der Chemie beitragen. Kugeln stoßen aneinander Klassische chemische Verfahren erfordern oft große Mengen an Lösungsmitteln oder…

Organellen in Zellen waren ursprünglich oft eigenständige Zellen, die im Laufe der Evolution von den Wirtzellen inkorporiert wurden und ihre Eigenständigkeit verloren. Biologinnen und Biologen um Prof. Dr. Eva Nowack untersuchen an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU), auf welchem Wege und wie schnell dieser Assimilationsprozess geschieht. In der Fachzeitschrift Science Advances beschreiben sie nun Erkenntnisse zu einem Zwischenstadium in diesem Prozess. Eukaryotische Zellen – also Zellen mit einem Zellkern – tragen eine große Zahl von funktionellen Untereinheiten in sich, die sogenannten…

Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben die Struktur von überkritischem Wasser aufgeklärt. In diesem Zustand, der bei extremen Temperaturen und Drücken eintritt, hat Wasser sowohl Eigenschaften einer Flüssigkeit als auch eines Gases. Eine Theorie besagte, dass sich die Wassermoleküle in diesem Zustand zu Clustern zusammenlagern, innerhalb derer sie dann wieder durch Wasserstoffbrücken verbunden sind. Das konnte das Bochumer Team nun mit einer Kombination aus Terahertz-Spektroskopie und Molekulardynamik-Simulationen widerlegen. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Science Advances erschienen, online veröffentlicht am 14….

Mit künstlicher Photosynthese könnte die Menschheit die Sonnenenergie nutzen, um Kohlendioxid zu binden und Wasserstoff zu produzieren. Chemiker aus Würzburg und Seoul sind hier einen Schritt weitergekommen: Sie haben einen Stapel aus Farbstoffen synthetisiert, der dem Photosynthese-Apparat der Pflanzen sehr nahekommt. Er absorbiert Lichtenergie, nutzt sie zur Trennung von Ladungsträgern und leitet diese schnell und effizient im Stapel weiter. Die Ergebnisse stehen im Journal „Nature Chemistry“. Die Photosynthese ist ein fabelhafter Prozess: Aus den einfachen Ausgangsstoffen Kohlendioxid und Wasser erzeugen…

Umweltfreundlich und effizient: Lithiumionen-Batterien in neutraler Lösung recycelnEine neue Recyclingstrategie für verbrauchte Lithiumionen-Akkus basiert auf einem hydrometallurgischen Prozess in neutraler Lösung. So lassen sich Lithium und andere wertvolle Metalle auf umweltfreundliche, hocheffiziente und kostengünstige Weise auslaugen, wie ein chinesisches Forschungsteam in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet. Die Auslaugungseffizienz wird dabei effektiv durch einen Feststoff-Feststoff-Reduktionsmechanismus, einen sog. Batterieeffekt sowie die Zugabe der Aminosäure Glycin gesteigert. Lithiumionen-Batterien treiben nicht nur unsere Mobiltelefone, Tablets und Elektrofahrzeuge an, sie gewinnen auch an Bedeutung als…