Biowissenschaften Chemie

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Wie sich Wasserflöhe gegen fleischfressende Pflanzen verteidigen

Wasserflöhe sind Meister der Anpassung. Dass sie sich nicht nur gegen Tiere, sondern auch gegen fleischfressende Pflanzen zur Wehr setzen können, haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum (RUB), der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und der Technischen Universität Darmstadt herausgefunden. Sie zeigten, dass Wasserflöhe in Anwesenheit der Wasserpflanze Utricularia (Wasserschlauch) langsamer schwimmen und seitliche Dornen entwickeln. Beides erschwert anscheinend das Einsaugen in die Fallen der fleischfressenden Pflanze. Die Ergebnisse beschreibt das Team um Dr. Sebastian Kruppert, Dr. Martin Horstmann und Prof. Dr. Ralph Tollrian…

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Proteinfaltung in Zeiten von Sauerstoffmangel

Eiweißmoleküle, auch Proteine genannt, benötigen eine definierte Form, um zu funktionieren. Bei ihrer Herstellung werden ihre Bausteine daher auf ganz spezifische Weise miteinander verknüpft. Forschende der Universität Bonn nehmen nun einen zentralen Schritt in diesem Prozess unter die Lupe und untersuchen bei Pflanzen die Auswirkungen von vorübergehendem Sauerstoffmangel auf die Proteinfaltung. An der Studie waren auch Forschende der Universität Münster, der TU Kaiserslautern und der Universität Bielefeld beteiligt. Die Studie ist nun in der Fachzeitschrift Plant Cell erschienen. Proteine bestehen…

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Molekularer Regler des Pflanzenwachstums

Forschende des Exzellenzclusters CIBSS der Universität Freiburg und der Universität für Bodenkultur in Wien/Österreich entdecken grundlegenden Kontrollmechanismus für das Pflanzenhormon Auxin Das Pflanzenhormon Auxin steuert das Wachstum von Pflanzen in Abhängigkeit von Umweltbedingungen Der neu entdeckte Mechanismus erklärt, wie Pflanzen bei schwankenden Umweltveränderungen dennoch wachsen können Das Wachstum einer Pflanze ist kein einheitlicher Vorgang: Besonders an Spross- und Wurzelspitze wächst sie in die Länge, während sich an anderen Stellen neue Blätter oder Blüten bilden. Diese verschiedenen Vorgänge müssen aufeinander abgestimmt…

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Am Puls der Gemeinschaft: Bakterien stimmen ab

Die Umwelt als Wahlurne: Je nachdem, wie es Zellen in Bakterienkolonien geht, geben sie Signalstoffe in schnellerem oder langsamerem Takt nach außen ab; auf diese Weise passen sie das Verhalten der Kolonie als Ganzes an ihre Wachstumsbedingungen an. Das hat ein Team aus der Mikrobiologie herausgefunden, indem es die Aktivität eines beteiligten Gens verfolgte. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Marburger Forschungszentrums SYNMIKRO, des Biozentrums der Universität Basel und der Universität Bonn berichten im Forschungsmagazin „Nature Communications“ über ihre Ergebnisse. Viele…

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„Fingerabdruck“ von Peptiden erlaubt früheren Alzheimer-Nachweis

Neurodegenerative Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson werden durch Fehlfaltungen von Proteinen oder Peptiden hervorgerufen, also durch Änderungen in deren räumlicher Struktur. Ursache sind kleinste Abweichungen in der chemischen Zusammensetzung der Biomoleküle. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun eine effektive und simple Methode entwickelt, die solche Fehlfaltungen bereits in einem frühen Stadium der Erkrankung nachweisen kann. Fehlfaltungen zeigen sich demnach über die Trocknungsstruktur von Protein- und Peptid-Lösungen. Dabei werden mikroskopische Aufnahmen mit neuronalen Netzwerken analysiert, die Vorhersagegenauigkeit liegt…

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Wenn die Tarnkappe fällt

Mechanismus entdeckt, mit dem das angeborene Immunsystem auch Viren wie HIV früh erkennen kann. Das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) hat Mechanismen entwickelt, der Früherkennung durch das angeborene Immunsystem zu entkommen. Ein Forschungsverbund unter Beteiligung des Paul-Ehrlich-Instituts hat einen Mechanismus identifiziert, mit dem das Immunsystem prinzipiell in der Lage ist, auch HIV-1 zu erkennen. Das Verständnis dieses Mechanismus könnte für die Entwicklung von AIDS-Impfstoffen hilfreich sein. Forschende des Paul-Ehrlich-Instituts haben in einem internationalen Forschungsverbund einen zweistufigen Mechanismus des angeborenen Immunsystems entdeckt, der…

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Spermien sind Meister des platzsparenden Packens

Bei der Spermienproduktion muss eine gewaltige Menge DNA auf engstem Raum verpackt werden, ohne dass dabei etwas kaputt geht. Eine zentrale Rolle spielen dabei bestimmte Proteine, um die sich der DNA-Faden wickelt – die Protamine. Eine aktuelle Studie der Universität Bonn liefert nun neue Erkenntnisse zu diesem wichtigen Mechanismus. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift PLoS Genetics erschienen. Wer anlässlich des nahenden Urlaubs über den wieder einmal viel zu kleinen Koffer stöhnt, der sollte sich ein Beispiel an den menschlichen…

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Wiederentdeckung nach 40 Jahren: Ein rätselhafter Frosch aus den Anden Perus

Das tägliche Geschäft von zoologischen Taxonomen ist die Entdeckung neuer Arten, oft in den artenreichen tropischen Regionen der Erde. Manchmal besteht eine Herausforderung der Forscher jedoch darin, bereits wissenschaftlich erfasste Arten einer lebenden Population zuzuordnen. Von manchen Arten sind nur sehr wenige, oder sogar nur ein einziges Exemplar, in Forschungssammlungen konserviert. Sind diese Exemplare in schlechtem Zustand, wird eine Zuordnung kompliziert. Einen solchen rätselhaften Fall konnten Froschforscher nun in Peru lösen. Ein Team von Wissenschaftlern aus Peru und Deutschland um…

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Botenstoff CXCL9 verhilft Immuntherapie bei Eierstockkrebs zum Erfolg

Immuntherapien, vor allem die sog. Immuncheckpoint-Blockade, ermöglichen dem körpereigenen Immunsystem einen effektiven Angriff auf Tumore. Dieses Verfahren hat bereits bei anderen Krebsarten/Tumoren die Therapielandschaft grundlegend revolutioniert. Beim Eierstockkrebs haben diese Therapien bislang nur enttäuschende Ergebnisse in Studien hervorgebracht. Forschende um PD Dr. Holger Bronger und Prof. Dr. Viktor Magdolen von der Frauenklinik am Klinikum rechts der Isar der TUM haben nun, gefördert von der Wilhelm Sander-Stiftung, gezeigt, dass ein bestimmter Botenstoff, der Immunzellen in den Tumor locken kann, ausreichend ist,…

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Paläobiologie: Komplexe Verwandtschaftsverhältnisse

Einem internationalen Forscherteam unter Leitung von LMU-Professorin gelingt es erstmals, Fossilien einer der artenreichsten Fischgruppen in einen Stammbaum einzuordnen. Grundeln sind eine der artenreichsten Fischgruppen der Meere und Süßgewässer, sie sind weltweit verbreitet und mit etwa 2300 Arten, die sich auf acht Familien verteilen, auch höchst divers. Zu verstehen wie, warum und wann es zu dieser Vielfalt kam, ist überaus kompliziert. Zur Lösung dieser Fragen können Fossilien von Grundeln ganz konkret beitragen, sind sie doch das direkte Zeugnis der Grundelvielfalt…

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Künstliche Intelligenz faltet RNA-Moleküle

Für die Funktion vieler Biomoleküle ist ihre dreidimensionale Struktur entscheidend. Daher sind Forschende nicht nur an der Sequenz der Einzelbausteine von Biomolekülen interessiert, sondern auch an ihrer räumlichen Struktur. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) kann man bereits zuverlässig die dreidimensionale Struktur eines Proteins aus dessen Aminosäuresequenz vorhersagen. Für RNA-Moleküle steht diese Technik jedoch erst am Anfang. Forschende der Ruhr-Universität Bochum (RUB) beschreiben in der Zeitschrift „PLOS Computational Biology“ vom 7. Juli 2022 einen Weg, um mit KI die Struktur bestimmter…

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Nano-Rost: Smartes Additiv zur Temperaturüberwachung

Die richtige Temperatur entscheidet über den Erfolg technischer Prozesse, die Qualität von Lebensmitteln und Medikamenten oder die Lebenszeit von Elektronikbauteilen und Batterien. Temperaturindikatoren ermöglichen es, (un)erwünschte Temperaturerhöhungen zu erfassen und durch eine Veränderung ihres Signals für einen späteren Auslesevorgang irreversibel aufzuzeichnen. Besonders attraktiv sind Temperaturindikatoren, die aufgrund ihrer geringen Größe leicht in beliebige Objekte integriert werden können und anschließend die Temperaturhistorie des Objekts autonom, das heißt ohne Stromversorgung, überwachen. Demnach können durch das Auslesen des Indikatorsignals erfolgreiche Klebeprozesse verifiziert, unerkannte…

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Am Beginn des Lebens hält der Embryo das Steuer in der Hand

Überraschenderweise hat der Embryo in seinen frühesten Entwicklungsstadien die Fähigkeit, die künftige Plazenta zu ernähren und der Gebärmutter Anweisungen zu geben, damit sie sich einnisten kann. Diese Erkenntnis konnte das Labor von Nicolas Rivron am IMBA anhand von „Blastoiden“, also aus Stammzellen gebildeten In-vitro-Modellen von Embryos, gewinnen. Die jetzt in Cell Stem Cell veröffentlichten Ergebnisse könnten zu einem besseren Verständnis der menschlichen Fertilität beitragen. Wer kümmert sich um wen am Anfang des Lebens? Die Plazenta und die Gebärmutter nähren und…

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Zellschutz, Immunmodulation und Virushemmung durch eine körpereigene Substanz

Bislang unbekannte Wirkungen von Citraconsäure beschrieben. Das körpereigene Molekül Itaconsäure wirkt antiviral und entzündungshemmend, wie Forschende vom TWINCORE kürzlich gezeigt haben. In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig und dem Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland haben sie nun die eng verwandte Substanz Citraconsäure untersucht. Das Ergebnis: Citraconsäure schützt Zellen durch antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften. Außerdem hemmt sie die Freisetzung von Grippeviren aus menschlichen Zellen. Diese Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift Nature Metabolism veröffentlicht. „Itaconsäure…

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NextVegOil produziert Palmöl-Ersatz aus Maisabfällen

Neues BioSC-Projekt mit HHU-Beteiligung. Ist eine nachhaltige, heimische Alternative zu Palmöl möglich? Das Forschungskonsortium NextVegOil aus Aachen, Bochum, Düsseldorf und Münster will ein großtechnisches Verfahren entwickeln, um in Zukunft aus landwirtschaftlichen Abfällen ein dem Palmöl ähnliches mikrobielles Öl zu erzeugen. Die Arbeit erledigt ein speziell veränderter einzelliger Pilz. In dem vom Bioeconomy Science Center (BioSC) geförderten Projekt, an dem zwei Forschungsgruppen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) beteiligt sind, soll dann zusammen mit einem Berlin-Bonner Startup-Unternehmen ein auf dem Palmölersatz basierender veganer…

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Der Biosynthese von Strychnin auf die Spur gekommen

Fall gelöst: Forschende aus Jena zeigen in der Fachzeitschrift Nature, wie die Gewöhnliche Brechnuss Strychnin bildet. Einem Forschungsteam am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena ist es gelungen, den kompletten Biosyntheseweg für die Bildung von Strychnin in der Pflanzenart Strychnos nux-vomica (Brechnussbaum) nachzuvollziehen. Die Forschenden identifizierten alle an der Biosynthese von Strychnin und weiteren Stoffwechselprodukten beteiligten Gene und exprimierten sie in der Modellpflanze Nicotiana benthamiana. Damit konnten sie zeigen, dass diese äußerst komplexen und pharmakologisch wichtigen Moleküle mittels „Metabolic Engineering“-Methoden…

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