Forschungsteam des SFB 1182 findet in großer Genomstudie Hinweise, die auf einen bestimmenden Einfluss des Genoms auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Besiedlung eines Organismus hindeuten. Mikroorganismen sind an beinahe allen Lebensprozessen auf der Erde beteiligt. Als wichtiger Bestandteil eines Metaorganismus, also der Gemeinschaft eines Lebewesens mit besiedelnden Mikroorganismen, sind sie ein zentraler Baustein des Lebens auf unserem Planeten und von großer Bedeutung für die Gesundheit von Mensch, Tier und Pflanze. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen unter anderem an der Christian-Albrechts-Universität zu…
Kardiomyopathien sind keine einheitliche Erkrankung. Vielmehr schwächen Gendefekte die Herzmuskulatur der jeweiligen Patient*innen auf ganz unterschiedliche Art und Weise, berichtet ein internationales Konsortium jetzt in „Science“. Welche molekularen und zellulären Mechanismen bei Menschen mit Kardiomyopathien zu Herzversagen führen, bestimmt die spezifische Genvariante, die der jeweilige Patient oder die jeweilige Patientin in sich trägt. Das ergaben die ersten umfassenden Einzelzell-Analysen von Zellen aus gesunden und kranken Herzen, berichten 53 Forschende aus sechs Ländern in Nordamerika, Europa und Asien in der Fachzeitschrift…
Forschende unter der Leitung von André Marques vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln decken tiefgreifende Auswirkungen einer atypischen Organisation von Chromosomen auf die Genomorganisation und Evolution auf. Ihre Ergebnisse wurden jetzt in der Zeitschrift Cell veröffentlicht. In jeder einzelnen Zelle unseres Körpers liegt unsere DNA, die Bausteine für unsere Entwicklung und unser Wachstum, verpackt mit Proteinen in bestimmten Strukturen – den Chromosomen. Vollständige Chromosomensätze bilden zusammen das Genom, das die genetische Information eines Organismus enthält. Bei den meisten Organismen, so…
Forscher verglichen erstmals Schizophrenie und frontotemporale Demenz, Erkrankungen, die in den frontalen und Schläfenlappen-Regionen des Gehirns verortet werden. Die Idee geht auf Emil Kraepelin zurück, der 1899 den Begriff der „Dementia praecox“ prägte, um den fortschreitenden geistigen und emotionalen Verfall junger Patienten zu beschreiben. Schnell wurde sein Ansatz angezweifelt, da nur 25 Prozent der Betroffenen diese schlechte Verlaufsform zeigten. Jetzt fanden die Wissenschaftler mithilfe von Bildgebung und maschinellem Lernen bei diesen Erkrankten erste stichhaltige Hinweise für neuroanatomische Muster im Gehirn,…
Als wichtige Nährstoffe vermitteln Metalle, beispielsweise Kupfer, die Funktionen vieler Proteine. Ist dieses Element Mangelware, können Pflanzen seine Aufnahme steigern und schalten auf kupferunabhängigere Stoffwechselwege um. Entscheidend dafür ist das Protein Squamosa Promoter-Binding Protein-Like 7, kurz SPL7. Es gehört zu der Gruppe von Proteinen, die regulieren können, welche Gene verstärkt abgelesen und somit welche Proteine vermehrt hergestellt werden. Wie Forschende der Ruhr-Universität Bochum (RUB) nun herausfanden, ist SPL7 zusätzlich auch für den Energiestoffwechsel unerlässlich. Das berichtet ein Team um Prof….
Künstliche Intelligenz ermöglicht Design neuartiger Proteine. Künstliche Intelligenz (KI) hat neue Möglichkeiten für das Design von Proteinen geschaffen, die zur Lösung medizinischer oder ökologischer Probleme maßgeschneidert sind. Ein Forschungsteam der Universität Bayreuth unter der Leitung von Prof. Dr. Birte Höcker hat jetzt ein computerbasiertes Modell zur Verarbeitung natürlicher Sprachen erfolgreich auf die Proteinforschung angewendet. Das Modell ProtGPT2 entwirft völlig selbständig neue Proteine, die zu stabilen Faltungen fähig sind und definierte Funktionen in größeren molekularen Zusammenhängen übernehmen könnten. In „Nature Communications“…
Forscher*innen der Universitäten Bayreuth und Linköping haben unter sehr hohem Druck zwei überraschende Verbindungen aus Stickstoff und dem Seltenerdmetall Yttrium hergestellt. Die neuen Polynitride enthalten ring- und spiralförmige Kristallstrukturen von Stickstoff, die bislang weder in Experimenten beobachtet noch in theoretischen Berechnungen vorhergesagt wurden. Sie sehen weit verbreiteten Strukturen von Kohlenstoffverbindungen ähnlich. Die in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ beschriebenen Hochdrucksynthesen zeigen: Die Vielfalt möglicher Stickstoffverbindungen und ihrer Strukturen ist weitaus größer, als das Verhalten von Stickstoffatomen unter normalen Bedingungen erwarten lässt….
Forscher entdecken neue Funktion eines lange bekannten Moleküls. Ein Forscherteam von Helmholtz Munich entdeckte eine neue Funktion von Vitamin K, das für seine Bedeutung bei der Blutgerinnung bekannt ist. Die Wissenschaftler:innen fanden heraus, dass die vollständig reduzierte Form von Vitamin K als fettlösliches Antioxidans wirkt und den ferroptotischen Zelltod wirksam hemmt. Darüber hinaus gelang es dem Team, das FSP1 Protein als das Warfarin-unempfindliche Enzym, das Vitamin K reduziert, zu identifizieren. Die Identität dieses Enzyms wurde zwar mehr als ein halbes…
Phytoplankton benötigt zum Wachsen Licht und Nährstoffe. Beides gemeinsam in ausreichender Menge ist für die mikroskopischen Algen im Ozean aber selten zu finden. In den oberen Wasserschichten fehlen ihnen in der Regel die Nährstoffe, weiter unten das Licht. Eine neue Studie unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Hereon sagt nun: Phytoplankton kann zwischen tieferen Schichten und der Wasseroberfläche hin- und herwandern. Sollte sich das bestätigen, hätte es enorme Konsequenzen für die Kalkulationen der natürlichen Kohlenstoffpumpe und damit auch für aktuelle Berechnungen des…
Neues Biosynthese-Verfahren entwickelt. Die Veränderung von Wirkstoffen mit dem Element Fluor ist ein wichtiges Werkzeug in der modernen Medikamentenentwicklung. Nun ist es an der Goethe-Universität Frankfurt erstmals gelungen, ein in der Natur vorkommendes Antibiotikum durch gezieltes Bioengineering zu fluorieren. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann eine ganze Stoffklasse von medizinisch relevanten Produkten aus der Natur verändert werden – und verspricht somit ein großes Potenzial zur Herstellung neuer Antibiotika gegen resistente Keime und zur (Weiter-)Entwicklung anderer Medikamente. Das Startup-Unternehmen kez.biosolutions GmbH wird…
Von Bakterien gebildete Toxine sind schädliche und oft tödliche Substanzen. Sie treffen den Wirtsorganismus, wo es am meisten weh tut und fördern Infektionen und Krankheiten. Um den Infektionsmechanismus insbesondere der Tc-Toxine im Detail zu entschlüsseln, haben Kryo-EM- und Protein-NMR-Experten um Stefan Raunser am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund und Hartmut Oschkinat vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie in Berlin Seite an Seite gearbeitet. Ihre Ergebnisse zeigen nicht nur, wie die tödliche Ladung des Tc-Toxins das Zytoskelett der Zelle kollabieren lässt,…
Chemiker der Universität Münster stellen neue Methode zu β-Aminosäurederivaten aus Alkenen oder (Hetero)arenen vor: Einen neuartigen und unkomplizierten Weg zur Herstellung komplexer organischer Moleküle haben Chemiker der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster entwickelt. Milde Reaktionsbedingungen, ein einfacher Betrieb, Skalierbarkeit und die Verwendung eines preiswerten und handelsüblichen Photosensibilisators machen das Verfahren für industrielle Anwendungen interessant. Die Ergebnisse der Studie sind nun in der Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ erschienen. Einen neuartigen und unkomplizierten Weg zur Herstellung komplexer organischer Moleküle haben Chemiker der Westfälischen Wilhelms-Universität…
Ein internationales Forschungsteam hat den Mechanismus entschlüsselt, mit dem der Pilz Cryptococcus neoformans resistent gegen pilzspezifische Arzneimittel ist. Es handelt sich um einen hefeähnlichen Pilz, der Menschen infizieren kann. Zur Behandlung stehen spezielle Mittel, sogenannte Antimykotika zur Verfügung, die aber nicht immer wirken – ein ähnliches Phänomen wie bei der Antibiotikaresistenz. Ein Team der US-amerikanischen Duke University und der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat mit genetischen, bioinformatorischen und mikrobiologischen Techniken den Mechanismus dieser Resistenz entschlüsselt. Die Forschenden beschreiben ihn in der…
Forscher der Universität Würzburg entwickeln den neue „Photoswitching Fingerabdruck“. Eine einzigartige Technologie, die erstmals die Untersuchung molekularer Vorgänge und der Regulation einzelner Proteine in lebenden Zellen mit sub-10 nm räumlicher Auflösung ermöglicht. Die Anwendung erstreckt sich von der biologischen bis hin zur medizinischen Forschung und wurde in dem renommierten Fachjournal Nature Methods veröffentlicht. Die hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie (Super-Resolution Microscopy) erlaubt es Fluoreszenzbilder von Zellen, Organellen und Molekülkomplexen mit bisher unerreichter räumlicher Auflösung aufzunehmen. Diese Auflösung reicht jedoch nicht, um Proteine mit…
Studie überprüft zwei Methoden zur Abstandsmessung in beweglichen Eiweißen. Im Mittelalter hatte jede Stadt ihr eigenes Maßsystem. Auch heutzutage findet man manchmal noch Eisenstäbe an Marktplätzen, die damals das für die Stadt gültige Längenmaß festlegten. In der Wissenschaft ist aber kein Platz für solche Unsicherheiten und egal, mit welcher Methode man zum Beispiel die Länge eines Moleküls misst, die Antwort sollte immer die gleiche sein. Ob das zutrifft, haben nun Forschende des Universitätsklinikums Bonn (UKB), der Universität Bonn und der…
Der neue Chemieprofessor Lutz Nuhn befasst sich mit medizinischen Anwendungen der Polymerchemie. Mit seinem Team entwickelt er Nanopartikel, die das Immunsystem gegen Krebs aktivieren sollen. Klug designte Nanopartikel sind wie Taxis, die ihre Fahrgäste bis zum gewünschten Ziel transportieren: Sie lassen sich mit Impfstoffen oder Medikamenten beladen und bringen ihre Fracht im Körper zielgenau dorthin, wo sie wirken soll. In solche Partikel ist zum Beispiel die mRNA in den Impfstoffen gegen das Coronavirus verpackt. Professor Lutz Nuhn (37) entwickelt solche…
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