Biowissenschaften Chemie

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Glykierung im Körper

Auslöser für Proteinfehlfunktionen im Alter und bei altersassoziierten Erkrankungen. Um Organfunktionen aufrechtzuerhalten, müssen Proteinfunktionen in Zellen aufeinander abgestimmt und im Gleichgewicht gehalten werden. Mit zunehmendem Alter ist diese Balance gestört. Eine mögliche Ursache dafür ist eine Glykierung, bei der sich Zucker und Proteine irreversibel miteinander verbinden. Die Endprodukte der Glykierung (AGEs) reichern sich an und können zu Entzündungen und Schäden führen. Ein Forscherteam vom Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) und Universitätsklinikum Jena (UKJ) hat untersucht, wo AGEs in der…

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Kohärenz auf den Kopf gestellt

Als Marius Schneider seine Doktorandenstelle am Ernst Strüngmann Institut (ESI) für Neurowissenschaften antritt, würde er nicht einmal im Traum daran denken, dass die Ergebnisse seines ersten Projekts kurz darauf in einer der führenden Fachzeitschriften seines Fachs veröffentlicht werden – und eine etablierte Theorie auf den Kopf stellen … “Die Idee kam schon vor einigen Jahren auf, aber vor uns hat sie noch keiner mathematisch ausformuliert und dafür experimentelle Beweise gesammelt”, sagt Marius Schneider. Er sitzt in der Bibliothek des Ernst…

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Afrikanische Killifische: Weniger Antikörpervielfalt im Alter

Wenn wir älter werden, funktioniert unser Immunsystem schlechter. Wir werden anfälliger für Infektionen, und Impfungen wirken nicht mehr so effektiv. Ein Forscherteam unter der Leitung von Dario Riccardo Valenzano hat an kurzlebigen Killifischen untersucht, ob das Immunsystem altert. Tatsächlich fanden sie heraus, dass alte Killifische im Vergleich zu jüngeren Fischen weniger verschiedene zirkulierende Antikörper haben. Dies könnte zu einer allgemeinen Verschlechterung der Abwehrkräfte beitragen. Das Immunsystem muss ständig auf neue Angriffe von Krankheitserregern reagieren und sich diese einprägen, um bei…

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SARS-CoV-2 geht ins Auge

SARS-CoV-2 verursacht nicht nur Infektionen der Atemwege. Es kann auch in die Netzhaut gelangen und Schäden anrichten. Unklar ist, welche Netzhautstrukturen infiziert werden und ob die Schäden direkt oder indirekt Folge einer Infektion sind. Ein Team um Thomas Rauen und Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin und dem Virologen Stephan Ludwig der Westfälischen Wilhelms-Universität hat nun menschliche Netzhaut-Organoide verwendet, um die SARS-CoV-2 Infektion der Netzhaut zu untersuchen. Demnach werden vor allem retinale Ganglienzellen, aber auch Lichtsinneszellen infiziert. Zudem zeigen…

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Modelsystem Insel – der Anpassung auf der Spur

Wildpopulationen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana von den Kapverdischen Inseln geben Aufschluss über die Mechanismen der Anpassung nach abrupten Umweltveränderungen. Seit Darwin sind Inselpopulationen für unser Verständnis der Evolution von zentraler Bedeutung. Nun hat ein internationales Team von Forschenden unter der Leitung von Dr. Angela Hancock vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln Wildpopulationen der Ackerschmalwand von den Kapverdischen Inseln genutzt, um die molekularen Veränderungen zu identifizieren, die den Erfolg in einem von Trockenheit geprägten Umfeld ermöglichen. Die Ergebnisse, die jetzt in…

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Dem Tumor das Futter wegnehmen

Milchsäure, die Tumore bei der Glykolyse ausschütten, reprogrammiert Lymphknoten, blockiert die Immunabwehr und schafft optimale Bedingungen für die Metastasierung – eine Arbeit von Angela Riedel, Juniorgruppenleiterin am Mildred-Scheel-Nachwuchszentrum Würzburg. Die Einladung der US-amerikanischen Society for Immunotherapy of Cancer (SITC) Ende April beim Workshop Tumor Immune Microenvironment in San Diego einen Vortrag zu halten, hielt Dr. Angela Riedel zunächst für einen Scherz. „Dort sprechen nur hochetablierte Wissenschaftler“, meint die 38-jährige Biomedizinerin und Juniorgruppenleiterin am Mildred-Scheel-Nachwuchszentrum am Uniklinikum Würzburg. Doch es war…

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Wie Zucker Entzündungen fördert

Ein hoher Zuckerkonsum kann entzündliche Prozesse im Körper begünstigen und dadurch die Entstehung von Autoimmunkrankheiten fördern. Ein Forschungsteam der Uni Würzburg hat jetzt neue Details dieser Vorgänge entschlüsselt. Wer über einen langen Zeitraum im Übermaß Zucker und andere Kohlenhydrate zu sich nimmt, trägt ein erhöhtes Risiko, eine Autoimmunkrankheit zu entwickeln. Bei den Betroffenen greift das Immunsystem das körpereigene Gewebe oder ein Organ an; die Folge sind beispielsweise chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa, Typ-1-Diabetes sowie die chronische…

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Die Unabhängigkeit der Pollenkörner – eine Frage der Energie

Die Pollenkörner von Mais, Reis und anderen Getreidearten müssen für die spätere Nutzung bei der Befruchtung, Stärke als Energiedepot speichern. Forschende vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln, Deutschland, dem Umeå Plant Science Centre, Sweden, dem Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie, Deutschland, und der Rutgers University, USA, konnten nun das Phytohormon Auxin als Haupttriebkraft für die Energieproduktion während der Pollenreifung in Gerste identifiziert. Die in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichte Studie zeigt einen direkten Zusammenhang zwischen Auxin und der Pollenfruchtbarkeit und stellt…

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Wasserstoff katalytisch gewinnen – ohne teure Edelmetalle

Forschende der Universität Jena entwickeln ein kompaktes und kostengünstiges molekulares Photosystem zur lichtgetriebenen Wasserstoffgewinnung. Ein Forschungsteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena hat ein von der Natur inspiriertes molekulares Photosystem entwickelt, das unter Einstrahlung von sichtbarem Licht Wasserstoff erzeugt. Anders als bisherige Systeme dieser Art kommt es ohne Edel- oder Schwermetalle aus. Umweltverträglich und günstig „Das Besondere an unserem System ist, dass es ein vergleichsweise kleiner und kompakter Metallkomplex ist, der aber keine teuren oder giftigen Metalle, wie etwa Platin oder Cadmium benötigt“,…

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Pilzinfektionen: Kooperation von Mikroorganismen führt zu Arzneimitteltoleranz

Die Behandlung von Pilzinfektionen wird häufig durch die Ausbildung einer Toleranz gegenüber Arzneimitteln erschwert. Ein Forschungsteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Francis Crick Institute hat eine Ursache dafür im kooperativen Verhalten der Mikroorganismen gefunden. Eine gemeinschaftliche Beziehung verschiedener Hefezellen und deren Interaktion auf Ebene des Stoffwechsels bringt der ganzen Gemeinschaft Vorteile für das Wachstum und das Überleben. Der nun im Fachmagazin Nature Microbiology* beschriebene Mechanismus eröffnet neue Ansätze zur Entwicklung besserer antimikrobieller Therapien. Pilzinfektionen stellen ein zunehmendes medizinisches…

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Neues CRISPR-Element steuert Virenabwehr

Mechanismus zur Priorisierung der Immunantwort entschlüsselt. Was muss ich heute alles erledigen und welche Aufgabe ist am dringlichsten? Ob im Beruf oder im Privatleben: Menschen müssen ständig Prioritäten setzen. Bakterien geht es nicht anders: Auch sie müssen priorisieren, wenn es um die Bekämpfung von Viren mit CRISPR geht. Wie diese Prioritätensetzung bei der Virenabwehr funktioniert, war jedoch lange unklar. Wissenschaftler:innen vom Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) in Würzburg, einem Joint Venture des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg…

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Chemiker entdecken neue Reaktivität “gespannter” Moleküle

Einem Team um Chemiker Prof. Dr. Frank Glorius von der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster ist es nun gelungen, eine unkonventionelle Photocycloaddition durchzuführen, bei der eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung reagiert. In der organischen Synthesechemie sind sogenannte Cycloadditionen eine besonders bedeutende Reaktionsklasse. Mit diesem Reaktionstyp werden ringförmige Molekülverbindungen einfach und effizient dadurch aufgebaut, dass zwei Verbindungen, die jeweils Doppelbindungen enthalten, zusammengefügt („addiert“) werden. Einem Team um Prof. Dr. Frank Glorius von der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster ist es nun gelungen, eine…

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Mit der Genschere einzelne Zelltypen gezielt eliminieren

Mit der molekularen Schere CRISPR/Cas lassen sich genetische Informationen in einer Pflanze verändern, um sie etwa robuster gegen Schädlinge, Krankheiten oder extreme klimatische Bedingungen zu machen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben diese Methode nun so weiterentwickelt, dass sie erstmals in der Lage sind, die komplette DNA spezifischer Zelltypen zu eliminieren und so deren Entstehung während der Pflanzenentwicklung zu verhindern. Dies soll dabei helfen, die Entwicklungsvorgänge bei Pflanzen besser zu verstehen. Ihre Ergebnisse präsentieren die Forschenden…

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Lungengewebe aus dem Labor

Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, auf einfache Weise Lungengewebe im Labor zu züchten. Diese Organoide könnten in der Diagnose, in der Medikamentenentwicklung und in der Grundlagenforschung eingesetzt werden. „Mit dieser unkomplizierten Methode könnten wir künftig sogar das Gewebe einzelner Lungenpatient*innen im Labor züchten, um hoffentlich schon vorab zu prüfen, ob eine Therapie anschlägt oder nicht“, erklärt Dr. Peter Walentek. Laboruntersuchungen an Lungengewebe erforderten bisher meist die Entnahme größerer Mengen menschlichen oder tierischen Gewebes. Nun ist es Wissenschaftler*innen der Medizinischen…

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Das „Gold“ der Midas-Buntbarsche

Konstanzer Biologen beschreiben ein neues Gen beim mittelamerikanischen Midas-Buntbarsch und identifizieren eine Variante, die durch ein „springendes Gen“ (Transposon) hervorgerufen wurde. Diese Variante des „goldentouch-Gens“ ist mit großer Wahrscheinlichkeit die Ursache für die goldene Färbung, die man bei einem kleinen Prozentsatz der Tiere dieses Artenkomplexes beobachten kann. Alles was er berührte, wurde zu Gold – so eine Sage um König Midas aus der griechischen Mythologie. Weniger magisch, aber dennoch golden geht es bei den mittelamerikanischen Midas-Buntbarschen zu. So entwickeln einige…

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Die Kubanische Landschnecke ist „Weichtier des Jahres 2022“

Sie ist farbenfroh, lebt an Land und pflanzt sich mit ausgeklügelten Paarungsritualen fort: die Kubanische Landschnecke (Polymita picta) ist „Weichtier des Jahres 2022“. Nachdem der von der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, dem LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG) und der weltweiten Gesellschaft für Molluskenforschung (Unitas Malacologica) initiierte Wettbewerb bereits in seiner ersten Runde 2021 auf großes Interesse gestoßen war, erfolgte auch in diesem Jahr der Aufruf an Wissenschaftler*innen und Laien, Weichtiere zu nominieren. Anschließend konnten alle Interessierten online ihre Stimme für…

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