Biowissenschaften Chemie

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Nebel um Nebulin gelichtet!

Erstes hochaufgelöstes 3D-Bild eines Muskelproteins. Forschende des Max-Planck-Instituts in Dortmund bilden die Struktur des Muskelproteins Nebulin mit Hilfe der Kryo-Elektronentomographie ab. Forschende haben das erste hochaufgelöste 3D-Bild von Nebulin erhalten, einem riesigen aktinbindenden Protein, das ein wesentlicher Bestandteil der Skelettmuskulatur ist. Mit dieser Entdeckung kann die Funktion von Nebulin nun besser verstanden werden, welche aufgrund der Größe von Nebulin und der Schwierigkeit, es im natürlichen Zustand aus dem Muskel zu extrahieren, bisher weitgehend unbekannt war. Das Team unter der Leitung…

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Forschung am Superorgan: Kooperationsprojekt zum Darmmikrobiom

Einst Tabuthema, heute bereits Hipster-Trend: Der Darm ist in der Wellness- und Gesundheitsbranche gerade groß in Mode. Aber auch die Wissenschaft beschäftigt sich intensiv damit. Forscherinnen und Forscher aus der Bioanalytik der Hochschule Coburg arbeiten gemeinsam mit dem unterfränkischen Labor LS aus Bad Bocklet an neuen Erkenntnissen über das Darmmikrobiom. Nicht viele Menschen sprechen beim Kaffee so explizit über den menschlichen Verdauungstrakt. „Da hat sich aber schon viel verändert“, sagt Dr. Andreas Rüffer und nimmt genüsslich einen Schluck: „Das Mikrobiom…

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Bioraffinerie: Hüttengase als Rohstoff für grünes Methanol

Methanol ist eine der weltweit wichtigsten Verbindungen und dient u. a. als Basischemikalie und Kraftstoff. Noch basiert die Herstellung zumeist auf fossilen Rohstoffen wie Erdgas, Erdöl oder Kohle. Mit Blick auf den Klimawandel müssen nachhaltige Alternativen entwickelt werden. Das Fraunhofer UMSICHT arbeitet im Projekt Carbon2Chem® an der Gewinnung von Methanol aus Hüttengasen und nachhaltig erzeugtem Wasserstoff. Die Forschenden betreiben auf dem Institutsgelände in Oberhausen bereits erfolgreich eine Anlage im Demonstrationsmaßstab. Im nächsten Schritt sind Versuche unter Realbedingungen auf einem Hüttenwerk…

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Innovative Katalysatoren: Ein Überblicksbeitrag

Grüner Wasserstoff benötigt hocheffiziente (Elektro-)Katalysatoren. Auch für die chemische Industrie, die Düngemittelproduktion und andere Wirtschaftszweige sind Katalysatoren unerlässlich. Neben den Übergangsmetallen sind inzwischen eine Vielzahl anderer metallischer oder nichtmetallischer Elemente in den Fokus der Forschung gerückt. In einem Übersichtsartikel geben Experten des CatLab am HZB und der Technischen Universität Berlin einen Überblick über den aktuellen Wissensstand und einen Ausblick auf zukünftige Forschungsfragen. Grüner Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein in einem klimaneutralen Energiesystem. Er wird durch elektrolytische Spaltung von Wasser mit…

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Antiviral und entzündungshemmend

Doppelte Wirkung des körpereigenen Signalmoleküls Itaconsäure beschrieben. Ein internationales Forschungsteam vom TWINCORE – Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung, einer gemeinsamen Einrichtung des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung und der Medizinischen Hochschule Hannover, beschreibt die doppelte Wirkung der körpereigenen Substanz Itaconsäure, die gleichermaßen antiviral wie entzündungshemmend wirkt. Ihre Studie, die jetzt in der Fachzeitschrift PLOS Pathogens erschien, eröffnet Perspektiven für mögliche therapeutische Anwendungen von Itaconsäure gegen schwere Krankheitsverläufe bei Virusinfektionen. Eine wichtige Aufgabe des menschlichen Immunsystems ist es, die kritische Balance zu…

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Wie sich Bakterienpopulationen gegen Virusinfektionen schützen

Letzte Verteidigungslinie: Ein Forschungsteam aus der CAU-Mikrobiologie beschreibt, wie ein bakterielles Dynamin-Protein an einem bisher unbekannten Schutzmechanismus gegen Bakteriophagen-Infektionen beteiligt ist. Bakterien als einzellige Organismen werden von spezialisierten Viren befallen, den sogenannten Bakteriophagen oder kurz Phagen. Zur Abwehr von Phageninfektionen verfügen Bakterien über einen mehrstufigen Schutzmechanismus, der prinzipiell wie bei komplexeren Lebewesen aus Komponenten eines angeborenen und eines erworbenen Immunsystem besteht. Er kann den Ablauf einer Infektion an verschiedenen Stellen unterbrechen, indem zum Beispiel das Andocken eines Phagen an die…

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Wie aus Giften Medikamente werden

Tiergifte bilden eine wertvolle Quelle bei der Entdeckung neuer Arzneistoffe. Aufschlussreich sind dabei vor allem ihre besondere Wirkungsweise auf den Organismus und ihre komplexe Zusammensetzung. Wie genau sie wirken, ist jedoch noch weitgehend unbekannt. Um ein umfassendes Bild zu erhalten, wie Gifte biologische Systeme beeinflussen, entwickelten Wissenschaftler*innen unter anderem des LOEWE-Zentrums für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG) einen neuen Ansatz zur Wirkstoff-Forschung. Die wissenschaftlichen Untersuchungen des Teams zu Tiergiften und ihrer Wirkungsweise folgen der Idee der sogenannten „Netzwerkpharmakologie“. Dabei ermöglicht die Zusammenführung…

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Nachhaltige Chemie auf Basis von Holz

Materialien für Solarzellen, Leuchtdioden und andere Anwendungen der organischen Elektronik möglichst nachhaltig produzieren: Daran arbeitet ein Team der Würzburger Chemie. Manche Wanderer tragen ein kleines Solarkraftwerk mit sich herum: An ihrem Rucksack ist eine Folie befestigt, die Sonnenlicht in Strom umwandelt. So können sie unterwegs ihr Handy aufladen. Flexible, dünne und leichte Solarpanels lassen sich auch auf Outdoor-Kleidung anbringen oder auf gewölbte Oberflächen kleben – etwa auf die Dächer von Wohnmobilen. Derartige Solarzellen fangen die Energie der Sonne nicht mit…

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Neu entdeckter Proteinschalter reguliert Proteine in allen Lebensformen

Göttinger identifizieren neue Proteingruppen. Proteine bilden die chemische Grundlage des Lebens. Diese kleinen Maschinen werden benötigt, um Nahrung in Energie umzuwandeln, um Bewegung und Gehirnaktivitäten zu steuern und um Bakterien und Viren abzuwehren. Die Funktion der Proteine wird streng kontrolliert, wenn sich die Bedingungen ändern – wenn also ein Organismus unter Stress gerät und sich anpassen muss. Forscherinnen und Forscher der Universität Göttingen haben kürzlich eine neuartige Gruppe von Proteinen entdeckt, die als Schalter für die Steuerung biologischer Aktivitäten fungiert….

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Wie Embryozellen selbstständig werden

Freiburger Forschende zeigen, wie Signale der Eizelle in Zebrafischen drei Stunden nach der Befruchtung die Genexpression von Embryozellen anschalten. Moleküle machen die frühen embryonalen Gene für die Zellmaschinerie erreichbar, die daraufhin die ersten eigenen Proteine baut. Das Team des Exzellenzclusters CIBSS stellt dar, dass die Signale der Mutter somit das richtige Timing der Entwicklung von Wirbeltierembryos sicherstellen. In den ersten Stunden nach der Befruchtung ist es soweit: Die Zellen des frühen Embryos beginnen, eigenständig Proteine, Bausteine für Zellen und Organe…

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Fortschritt in der Reproduktionsbiologie

Neue Einsichten zum Bindungsverhalten des Schweinesperma-Proteins ´AWN´. Ein Forschungsteam des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW), der Humboldt-Universität zu Berlin (HUB) und des Leibniz-Forschungsinstituts für Molekulare Pharmakologie (Leibniz-FMP) entdeckte ein bisher unbekanntes Vorkommen des Schweinesperma-Proteins ´AWN´, was die Vermutung stärkt, dass dieses Protein an der Spermien-Eizell-Fusion beteiligt ist. Die neuen Erkenntnisse sind für die assistierte Reproduktion wichtig. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Biology of Reproduction“ veröffentlicht. Eiweiße (Proteine) sind ein wesentlicher Bestandteil der Samenflüssigkeit und spielen eine Rolle bei…

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Die Alleskönnerin

Schwarze Soldatenfliege macht nachhaltige Ressourcenkreisläufe möglich. Für einen Modellstandort der blauen Bioökonomie wird am Forschungsinstitut für Nutztierbiologie (FBN) in Dummerstorf ein optimales und nachhaltiges Futter für die Schwarze Soldatenfliege designt. Auf Rügen entsteht ein Modellstandort der blauen Bioökonomie. Das Projekt „RüBio“ des „Innovationsraums Bioökonomie auf Marinen Standorten“ der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel bringt sechs Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen, um regionale Ressourcenkreisläufe effizient und erlebbar zu machen. Ein entscheidender Bestandteil: Die Schwarze Soldatenfliege, die am FBN in Dummerstorf erforscht wird….

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Gendefekt führt zu Hautschädigung

Internationales Forschungsteam entdeckt Rolle von ISG15 für die Hautintegrität. Das Interferon-stimulierte Gen 15 (ISG15) spielt eine bedeutende Rolle für die Integrität der oberen Hautschicht. Das haben Forscherinnen und Forscher vom TWINCORE, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung nun gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) sowie der Universitätsklinik Sohag in Ägypten und weiteren Partnern ergründet. Ihre Ergebnisse veröffentlichen sie im Journal of Clinical Investigation. Eine Hauterkrankung eines ägyptischen Kindes hat ein internationales…

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Neuer Omikron-Subtyp auf dem Vormarsch

Ähnlich wie zuvor in Dänemark breitet sich in Berlin ein weiterer Subtyp der Omikron-Variante aus: BA.2. Das ergab die Auswertung von Abwasserproben am MDC in Kooperation mit den Berliner Wasserbetrieben und dem Berliner Labor der amedes-Gruppe. Durch BA.2 könnte sich die derzeitige Corona-Welle verlängern. Das Coronavirus mutiert ständig. Nach Alpha und Beta kam Delta, auch Gamma, Lambda, Epsilon und Iota kursieren in Teilen der Welt. Seit Omikron auf den Plan getreten ist, ist Delta in Deutschland fast vollständig verschwunden. Von…

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Molekulare Ursache von Hirnvenenthrombosen entdeckt

Hirnvenenthrombosen sind eine seltene, oft schwer verlaufende Erkrankung, die durch die Covid-19-Pandemie stark in den öffentlichen Fokus gerückt ist. Einer Forschungsgruppe aus Würzburg gelang es jetzt erstmals, molekulare Ursachen dieser Erkrankung zu entschlüsseln und daraus neue Therapieansätze abzuleiten. Veröffentlicht in Nature Cardiovascular Research. Hirnvenenthrombosen sind eine seltene Form von Hirndurchblutungsstörungen, die im Gegensatz zum klassischen Schlaganfall, häufiger auch jüngere Menschen betrifft. Aus weitgehend ungeklärter Ursache entstehen Blutgerinnsel (Thromben) in Hirnvenen, behindern den Blutabfluss und führen so zur Schädigung des Hirngewebes….

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Fluoreszierender Biosensor macht Hirnmechanismen bei Narkolepsie in Echtzeit sichtbar

Neuropeptide spielen eine grundlegende Rolle bei den Zell- und Schaltfunktionen im Gehirn. Das Signalmolekül Orexin etwa reguliert den Erregungszustand und die Wachphasen. Fällt dieser Neurotransmitter aus, kann es zur ständigen Tagesschläfrigkeit Narkolepsie kommen. Forschenden der Universität Zürich gelang es nun, mit einem neuen fluoreszierenden Biosensor die Freisetzung von Orexin im lebenden Mausgehirn zu beobachten. Im Gehirn arbeiten Milliarden von Nervenzellen zusammen, um die Funktionen des Organismus zu koordinieren. Sie kommunizieren miteinander über Moleküle, die als Neuropeptide oder Neurotransmitter bekannt sind….

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