Biowissenschaften Chemie

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Organoide bilden erstmals die komplexe Zelllandschaft von Bauchspeicheldrüsenkrebs ab

Grundlage für neue Behandlungsstrategien gegen Krebs. Ein Team um Forschende der Technischen Universität München (TUM) hat erstmals Tumor-Organoide – dreidimensionale Miniaturtumore – im Labor gezüchtet, welche die unterschiedlichen Strukturen und Eigenschaften von Bauchspeicheldrüsenkrebs nachbilden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben untersucht, wie die verschiedenen Tumor-Organoide auf etablierte und neuartige Behandlungen reagieren. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung effektiver Therapien. Bauchspeicheldrüsenkrebs gehört zu den Krebserkrankungen mit besonders niedriger Überlebensrate. Einer der Gründe ist das Fehlen wirksamer Behandlungen. Das liegt unter anderem…

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Kleben mit Stärke: biobasierte Klebstoffe für industrielle Anwendungen

Faltschachteln gelten als nachhaltige Verpackungslösungen für zahlreiche Produkte des Alltags – ob Frühstücksflocken, Elektronikartikel, Medikamente oder Parfüm. Gefertigt aus Papier und Pappe sind Faltschachteln ressourcenschonend in der Herstellung, biologisch abbaubar und lassen sich gut recyceln. Für die rundum nachhaltige Herstellung fehlen bislang jedoch umweltfreundliche Klebstoffe. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP entwickeln und testen im Projekt Sustainable Gluing With Renewable Adhesives SUGRA biobasierte Klebstoffe für die industrielle Herstellung von Faltschachteln. Dispersionsklebstoffe aus synthetischen Polymeren setzen bislang den Standard für…

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Naturstoff Hederagenin: Ein Durchbruch in der Schmerzregulationsforschung

Ein kürzlich erzielter Durchbruch in der Schmerzforschung gibt Hoffnung für Patienten mit chronischen Schmerzen. Ein Team unter der Leitung von Prof. Dr. Annette Beck-Sickinger am Institut für Biochemie der Universität Leipzig hat das Potenzial eines natürlichen Wirkstoffs, Hederagenin, entdeckt. Dieser Stoff, der in der Heilpflanze Efeu (Hedera helix) vorkommt, wurde als hochselektiver Inhibitor des Neuropeptid-FF-Rezeptors 1 (NPFFR1) identifiziert. Diese Entdeckung, veröffentlicht in der renommierten Fachzeitschrift Angewandte Chemie International Edition, stellt einen bedeutenden Fortschritt in Richtung innovativer Schmerztherapien dar. Die Rolle…

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Welche Folgen haben krankhafte Veränderungen im Erbgut

… und wie könnte man sie behandeln? Forschung über Herzmuskelerkrankungen – Posterpreis für Joline Groß auf der FoRUM Tagung 2024 in Bochum. Wissenschaftler des Erich und Hanna Klessmann-Instituts am HDZ NRW haben in einem zweijährigen Forschungsprojekt Mechanismen krankheitsrelevanter Mutationen aufgespürt und mögliche zukünftige therapeutische Verfahren getestet. Der häufigste Grund für eine Herztransplantation bei jungen Erwachsenen ist eine schwere Herzmuskelerkrankung (Kardiomyopathie), die oft genetisch bedingt ist. Bei einer solchen familiären Form der Erkrankung empfiehlt sich eine kardiogenetische Untersuchung der erst-gradig Verwandten…

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Gene zur Anpassung der „inneren Uhr“ sind eng mit dem Alterungsprozess verknüpft

Das Alter bestimmt die Gene, die unsere innere Körperuhr regulieren. Fasziniert von dieser biologischen Funktion veröffentlichte das Universitätsklinikum Halle eine Studie über den zirkadianen Rhythmus in Verbindung mit unserem Alterungsprozess in der Fachzeitschrift Aging Cell. Die Analyse untersuchte mithilfe künstlicher Intelligenz die Genaktivität von Mäusen unterschiedlichen Alters. Diese Forschung könnte zu neuen therapeutischen Konzepten führen, die den Alterungsprozess entgegenwirken. Das Altern wird von Umwelt, Lebensstil und vererbten Genen sowie deren Funktionsweise beeinflusst. Gene und ihre Produkte steuern alle Prozesse im…

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Mehr als nur Sauerstoff

Vielfalt und Stoffwechsel globaler Endosymbionten. Bremer Forschende finden in Gewässern weltweit erstaunliche, an Mitochondrien erinnernde Symbionten, und enthüllen deren erstaunliche Stoffwechselleistungen. Ihre Ergebnisse sind jetzt in Nature Communications erschienen. Im Jahr 2021 berichteten Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen über eine erstaunliche neue Art von Symbiose: Sie fanden ein einzigartiges Bakterium, das in einem Ciliaten, einem einzelligen Eukaryoten, lebt und ihn mit Energie versorgt. Die Rolle des Symbionten erinnert damit stark an die von Mitochondrien, mit dem entscheidenden…

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Wüstenameisen nutzen Polarität des Erdmagnetfeldes zur Navigation

Wüstenameisen verlassen sich beim Navigieren auf die Nord-Süd-Richtung des Erdmagnetfeldes, so das Ergebnis einer neuen Studie, die ein Team um Pauline Fleischmann von der Universität Oldenburg jetzt in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht hat. Das deute darauf hin, dass der Magnetsinn auf magnetischen Partikeln beruht und ähnlich wie eine Kompassnadel funktioniert, so die Forschenden. Wüstenameisen der Art Cataglyphis nodus orientieren sich mit Hilfe des Erdmagnetfeldes. Die kleinen Krabbler verlassen sich dabei jedoch auf eine andere Komponente des Magnetfeldes als andere…

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Mini-Herzen für die Forschung

Ersatz für Tierversuche: Einem MHH-Forschungsteam ist es gelungen, erstmals ein blutbildendes Herzorganoid herzustellen. Wie entwickeln sich menschliche Organe, und was geschieht mit ihnen, wenn sie erkranken? Um diese Fragen zu beantworten, setzen Forschende zunehmend auf sogenannte Organoide. Die wenige Millimeter großen Mini-Organe bestehen aus im Labor gezüchteten Zellgruppen, die organähnliche Strukturen ausbilden können. Ähnlich wie in der embryonalen Entwicklung ermöglichen Organoide, das Zusammenspiel von Zellen im dreidimensionalen Raum zu untersuchen – etwa bei Stoffwechselvorgängen oder Krankheitsmechanismen. Die Herstellung der Organoide…

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Naturstoff Hederagenin blockiert Rezeptor zur Schmerzregulation

Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um Prof. Dr. Annette Beck-Sickinger vom Institut für Biochemie der Universität Leipzig hat einen wichtigen Fortschritt bei der Forschung zur Schmerzlinderung erzielt. Sie entdeckten, dass der in der Heilpflanze Efeu vorkommende Naturstoff Hederagenin an den Rezeptor der Schmerzregulation bindet. Extrakte aus Efeu (Hedera helix) wirken in der Phytomedizin unter anderem krampflösend und schmerzstillend. Bei der Suche nach ausgewählten Hemmstoffen des für die menschliche Schmerzregulation relevanten Proteins Neuropeptid FF-Rezeptor 1 fanden die Forschenden heraus, dass…

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‚Starke‘ Filter – Neuartige Technologie für bessere Displays und optische Sensorik

Studie zeigt, wie ein quantenmechanisches Prinzip der starken Kopplung bislang unerreichte Möglichkeiten zur Konstruktion optischer Filter eröffnet: Sogenannte „Polaritonfilter“ eröffnen revolutionäre Wege in der Bildgebung. Publikation in „Nature Communications“. Einem Team von Forscher*innen der Universität zu Köln, der Universität Hasselt (Belgien) und der University of St Andrews (Schottland) ist es gelungen, das quantenmechanische Prinzip der starken Kopplung für eine bahnbrechende optische Technologie nutzbar zu machen, um das seit langem bestehende Problem der Winkelempfindlichkeit in optischen Systemen zu überwinden. Die jetzt…

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Gefährliche PFAS-Chemikalien aus Trinkwasser entfernen

Forschende der TUM entwickeln hocheffektives Filtermaterial. Metall-organische Gerüstverbindungen aus Zirkonium-Carboxylat als Filter Großflächiger Einsatz in der Praxis wird noch dauern Altlasten durch PFAS werden uns noch für mehrere Generationen beschäftigen Die als PFAS bekannten Chemikalien gelten als ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit. Sie können unter anderem Leberschäden, Krebs und hormonelle Störungen verursachen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben nun eine neue, effiziente Methode entwickelt, die Stoffe aus dem Trinkwasser herauszufiltern. Sie setzen dabei auf sogenannte metall-organische Gerüstverbindungen. Per-…

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Wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer Therapie der Leberfibrose

ECM1 hemmt die Leberfibrose, indem es auf Mediatoren einwirkt, die den Botenstoff TGF-β von der biologisch inaktiven Form in die aktive Form überführen. Die Forschungsgruppe „Molekulare Hepatologie“ aus der II. Medizinischen Klinik der Universitätsmedizin Mannheim (UMM), unter der Leitung von Professor Dr. rer. nat. Steven Dooley, hat einen wichtigen Mechanismus der Fibrosierung der Leber aufgedeckt. Die Arbeit ist im renommierten Gastroenterologie-Fachjournal Gut veröffentlicht. Sie stellt das Extrazelluläre Matrixprotein 1 (ECM1) in den Mittelpunkt potenzieller neuer Therapien, mit denen die Leberfibrose…

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Strategie von Wurmparasiten entschlüsselt

Ein Weg zu innovativen Impfstoffen und Therapien. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Julia Esser-von Bieren, vom Zentrum für Allergie und Umwelt (ZAUM) bei Helmholtz Munich und der Technischen Universität München sowie der Universität Lausanne (UNIL), hat eine molekulare Strategie von Wurmparasiten (Helminthen) aufgedeckt, mit der diese die Immunabwehr ihres Wirts umgehen. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung innovativer Impfstoffe und Therapien. Die in Science Immunology veröffentlichte Studie bietet vielversprechende Ansätze zur Bekämpfung schwerwiegender Infektionskrankheiten, Allergien und…

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Weniger ist mehr: Warum ein sparsamer Iridium-Katalysator so gut funktioniert

Für die Produktion von Wasserstoff mit Elektrolyse werden Iridiumbasierte Katalysatoren benötigt. Nun zeigt ein Team am HZB und an der Lichtquelle ALBA, dass die neu entwickelten P2X-Katalysatoren, die mit nur einem Viertel des Iridiums auskommen, ebenso effizient und langzeitstabil sind wie die besten kommerziellen Katalysatoren. Messungen an BESSY II haben nun ans Licht gebracht, wie die besondere chemische Umgebung im P2X-Kat während der Elektrolyse die Wasserspaltung befördert. Wasserstoff wird in einem klimaneutralen Energiesystem künftig als Energiespeicher, Brennstoff und Rohstoff für…

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Wie reagieren marine Nahrungsnetze auf Alkalinitätserhöhungen?

Erste Studie zeigt vielversprechende Ergebnisse. Um den Klimawandel einzudämmen, müssen die vom Menschen verursachten Kohlendioxid-Emissionen so schnell und umfassend wie möglich reduziert werden. Zusätzlich muss ein Teil des von uns bereits ausgestoßenen CO2 sicher aus der Atmosphäre entfernt werden. Ein Lösungsansatz dafür ist, die natürliche CO2-Aufnahme des Ozeans durch Alkalinitätserhöhung zu beschleunigen. Dabei wird der Prozess der Gesteinsverwitterung nachgeahmt, indem gemahlenes oder gelöstes Gestein direkt dem Meerwasser zugegeben wird. Bislang ist noch wenig über die Auswirkungen bekannt, die diese Methode…

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Ammenbienen halten Nachwuchs gesund

… indem sie Pflanzenschutzmittelrückstände aus dem Futter filtern. JKI-Forschende beschreiben in Current Biology, dass Fungizid-Konzentrationen nach gängiger Feldanwendung unter dem Schwellenwert für potenziell toxikologische Effekte für Bienenvölker liegen. Ergebnisse stammen aus bundesweitem Feldversuch an fünf Standorten. Forschende des Julius Kühn-Instituts (JKI) haben im Projekt NutriBee untersucht, wo und in welcher Konzentration Rückstände von Fungiziden nach der Bekämpfung von Schadpilzen, etwa im Rapsfeld, in Honigbienenvölkern auftreten. Ziel war es herauszufinden, ob es auf dem Weg von der Sammelbiene bis zur Bienenbrut…

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