Billionen von Zellen arbeiten in unserem Körper pausenlos daran, uns am Leben zu erhalten. Dabei entsteht Abfall, der in speziellen Zellorganen abgebaut wird. Doch was, wenn die zellulären Mülleimer nicht funktionieren? Die Forschung vermutet darin die Ursache zahlreicher Erkrankungen. Biolog:innen der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun gemeinsam mit einem Team aus München zeigen können, wie Zellen sich selbst vor ihren lädierten Mülleimern schützen – denn deren Inhalt hat es in sich. Analog zu Organen im menschlichen Körper haben Zellen ebenfalls…
Neue Methode entwickelt, um bedeutende Alkene herzustellen. Mittels chemischer Synthese können aus einfachen Ausgangsmaterialien wertvolle Produkte entstehen. Zu den wichtigsten Bausteinen der Synthese zählen jene, die Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindungen (Carbonyle) enthalten, da solche Moleküle leicht in viele Produkte umgewandelt werden können. Eine Forschungsgruppe um Chemiker Nuno Maulide von der Universität Wien hat nun eine spezielle Art von Schwefel-Yliden entdeckt, die in Kombination mit Carbonylen Alkene (Moleküle mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen) liefern – ein erstaunlicher Befund, denn laut bisherigem Wissensstand konnten Schwefel-Ylide das nicht. Die…
Eine Studie unter Federführung der Universität Bonn hat ein Molekül identifiziert, das die Fettverbrennung in braunen Fettzellen anfacht. Der Mechanismus wurde in Mäusen entdeckt, existiert aber wahrscheinlich auch im Menschen: Ist bei ihnen ein Transporter für den Signalstoff weniger aktiv, bleiben sie trotz fettreicher Kost deutlich schlanker. Die Arbeit, an der unter anderem auch Forschende der Universität Leipzig und des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf beteiligt waren, ist nun in der Fachzeitschrift Nature erschienen. Normalerweise speichern Fettzellen Energie. In braunen Fettzellen dagegen verpufft…
Mithilfe einer neuen Methode lassen sich spiegelbildliche Substanzen besser voneinander unterscheiden. Das ist unter anderem bei der Herstellung von Arzneimitteln wichtig, weil die beiden Varianten völlig unterschiedliche Wirkungen im menschlichen Körper entfalten können. Das neue Verfahren beschreiben Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI, der ETH Lausanne (EPFL) und der Universität Genf nun im Fachblatt Nature Photonics. Einige Moleküle existieren in zwei Formen, die zwar strukturell identisch sind, aber in ihrem Aufbau spiegelbildlich zueinander – genau wie unsere rechte und linke…
Forschende aus Kiel und Düsseldorf untersuchen am Beispiel der Seeanemone Nematostella vectensis den Beitrag des Mikrobioms zur Temperaturanpassung von Lebewesen. Alle vielzelligen Lebewesen sind von einer unvorstellbar großen Anzahl von Mikroorganismen besiedelt und haben sich in der Entstehungsgeschichte des Lebens von Beginn an gemeinsam mit ihnen entwickelt. Das natürliche Mikrobiom, also die Gesamtheit dieser Bakterien, Viren und Pilze, die in und auf einem Körper leben, ist von fundamentaler Bedeutung für den Gesamtorganismus: Es übernimmt zum Beispiel von der Unterstützung der…
Enzym aus Speichelmikroben zersetzt PET-Kunststoffe. Menschlicher Speichel könnte ein Enzym enthalten, das den Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) zersetzen kann. Entdeckt hatten Forschende das Enzym in einer Datenbank für mikrobielle Genome, unter anderem aus menschlichem Speichel. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, zerlegt diese neue Hydrolase PET aktiver in kleinere Moleküle als andere bekannte bakterielle Hydrolasen. Das Enzym lässt sich biotechnologisch produzieren und könnte für das Recycling oder die Funktionalisierung von Kunststoffmaterialien angepasst werden, schreiben die Autor:innen. Mülldeponien und Hafenbecken…
– und für die Medizin daraus lernen. Neue Mikroskopie-Methode ermöglicht Funktionsanalyse von Mikrobiomen in Hochgeschwindigkeit. Mikrobiome prägen die Gesundheit von Menschen und Umwelt. Wie sie dies tun, das verrät eine Analyse der Funktionen, die einzelne Mikroben in diesen Gemeinschaften von Mikroorganismen übernehmen. Wissenschafter*innen der Universität Wien haben in Zusammenarbeit mit Photoniker*innen der Universität Boston eine Mikroskopie-Methode entwickelt, mit der sie Bakterienzellen in Millisekunden identifizieren und gleichzeitig ihre Stoffwechselaktivität bestimmen können. Ihre Methode zur Funktionsanalyse ist damit 100 bis 1.000 Mal…
Manche Lungentumore sprechen nicht auf die Strahlentherapie an. Dieser Effekt kann durch die Blockade eines Enzyms in den Tumorzellen aufgehoben werden, wie ein Würzburger Forschungsteam berichtet. Lungenkrebs ist mit 2,2 Millionen Neuerkrankungen und rund 1,8 Millionen Todesfällen allein im Jahr 2020 die häufigste Krebserkrankung der Welt. Zwar hat sich das Wissen über die Krankheit erheblich verbessert, und mit neuen therapeutischen Strategien kann das Leben von zuvor unheilbaren Patientinnen und Patienten verlängert werden. Doch die Zahlen zeigen deutlich, dass die Sterblichkeitsrate…
Mikroorganismen in Grundwasserleitern tief unter der Erdoberfläche produzieren ähnlich viel Biomasse wie solche in manchen Meeresbereichen. Zu diesem Ergebnis kommen Forschende unter Leitung der Universität Jena und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv). Mit einer einzigartigen, hochempfindlichen Messmethode mit radioaktivem Kohlenstoff konnten sie erstmals nachweisen, dass diese Lebensgemeinschaften in absoluter Dunkelheit nicht auf Sonnenenergie angewiesen sind. Stattdessen können sie ihre Energie selbstständig aus der Oxidation von Gestein oder aus Stoffen gewinnen, die nach unten transportiert werden. Die Studie wurde…
Neue Tumordiagnostik Besteht der Verdacht auf Brustkrebs, führen Ärztinnen und Ärzte eine Biopsie durch. Diese ist jedoch nicht nur invasiv und schmerzhaft, sondern auch kostspielig. Zudem dauert es einige Tage, bis das Ergebnis vorliegt. Künftig könnte die Diagnose via Liquid-Biopsie über das Blut erfolgen – kostengünstig, patientenschonend und innerhalb weniger Stunden. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP arbeitet gemeinsam mit Partnern an der neuartigen Methode. Wurde in der Brust ein auffälliges Knötchen entdeckt, steht üblicherweise eine Biopsie an:…
Bislang werden Grünabfälle und Klärschlamm meist kompostiert oder ver-brannt. Sinnvoller wäre es, daraus den wertvollen Energieträger Wasserstoff zu gewinnen. Dieses Ziel verfolgt ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Das bei der Gewinnung von Wasserstoff aus Abfällen entstehende CO2 wird dabei abgeschieden und beispielsweise in der chemischen Industrie als Rohstoff verwendet. Auf diese Weise stellen die Forschenden aus dem Bioabfall mit unterschiedlichen Verfahren Wasserstoff mit einem negativen CO2-Fußabdruck her. Es wird also der Atmosphäre CO2 entzogen. Bioabfall gibt…
Neue Methode erleichtert die Identifikation von Zelltyp-spezifischen Genen in Single-Cell-Daten: Die abertausenden Zellen in einer biologischen Probe sind alle individuell unterschiedlich und lassen sich einzeln analysieren. Anhand der Gene, die in ihnen aktiv sind, lassen sie sich in „Cluster“ zusammen sortieren. Aber welche Gene sind besonders charakteristisch für Cluster, was sind also ihre „Markergene“? Ein neues bioinformatisches Verfahren namens Association Plot erleichtert die Analyse dieser Daten. Welche Gene sind spezifisch für einen bestimmten Zelltyp, „markieren“ also deren Identität? Wegen immer…
Chemoproteomik zeigt, wo HDAC-Medikamente wirken. Die auf Massenspektrometrie basierende Proteomik ist die Big-Data-Wissenschaft der Proteine. Sie erlaubt es, die Häufigkeit von tausenden von Proteinen in einer Probe auf einmal zu erfassen. Daher eignet sie sich besonders gut, um herauszufinden, welche Proteine mit Medikamenten zusammenwirken, welche also von bestimmten Molekülen angegriffen werden. Daran forscht ein internationales Team mittels chemischer Proteomik. Histon-Deacetylase (HDAC)-Inhibitoren sind eine Klasse von Medikamenten, die in der Onkologie eingesetzt werden. Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Technischen…
Fraunhofer-Projekt FibroPaths®: Mehr als 100 Millionen Menschen weltweit leiden an einer Organfibrose, einer krankhaften Vermehrung des Bindegewebes von Organen wie Lunge, Herz oder Leber. Eine ursächliche Behandlung ist zurzeit kaum möglich. Der ungedeckte medizinische Bedarf ist unter anderem auf unzureichende und wenig prädiktive Krankheitsmodelle für die Fibroseforschung zurückzuführen. Koordiniert vom Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM haben sich vier Fraunhofer-Institute im Projekt FibroPaths® zusammengetan, um eine schnelle und sichere Entwicklung antifibrotischer Medikamente zu ermöglichen. Organfibrosen sind fortschreitende Erkrankungen mit…
Kompostieranlagen verarbeiten Bioabfälle zu Fertigkompost, der als Dünger in die Böden von Äckern und Gärten gelangt. Eine Studie der Universität Bayreuth zeigt: Fertigkompost aus Kompostieranlagen in Deutschland enthält eine große Zahl von Partikeln aus bioabbaubaren Kunststoffen. Geltende Rechts- und Zertifizierungsnormen werden durch die Größen und Mengen der nachgewiesenen Partikel nicht verletzt. Doch stellen die in „Scientific Reports“ veröffentlichten Daten den Beitrag dieser Normen zu einem effektiven Umweltschutz infrage. Sie lassen es fraglich erscheinen, ob bioabbaubare Kunststoffe geeignet sind, herkömmliche Kunststoffe…
Der Allrounder Photorhabdus luminescens: Einsatz von Nützlingen außer als Bioinsektizid auch als Biofungizid im Pflanzenschutz könnte zu einer nachhaltigen Landwirtschaft und besseren Nahrungsmittelversorgung beitragen. Befürchtungen zufolge wird sich die Nahrungsmittelknappheit in vielen Teilen der Welt noch weiter verschärfen. Einen Beitrag zur Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion von Getreide und anderen Nahrungspflanzen könnten nachhaltige, biologische Methoden leisten, die im Gegensatz zu chemischen Pestiziden außerdem umweltverträglich sind. Das Bakterium Photorhabdus luminescens wird bereits als Bioinsektizid gegen eine breite Palette von Insekten eingesetzt. Wissenschaftler…
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