Vielzahl an Entwicklungsgenen besetzt DNA-Schlaufen einzeln. Erbgutabschnitte mit gemeinsamen Aufgaben liegen häufig in Schlaufen eines DNA-Strangs zusammen. In vielen dieser räumlich streng abgegrenzten Bereiche sitzt jedoch jeweils nur ein einziges Gen – vorzugsweise eines, dem bei der Entwicklung des Embryos eine herausragende Bedeutung zukommt. Dort sind die Gene vor äußeren Einflüssen geschützt. Unter dem Mikroskop erscheint unser Erbgut wie ein wild in den Zellkern gestopftes Wollknäuel. Und doch herrscht hier kein Chaos, denn fast jedes Knötchen und jede Schlaufe im…
Heilung chronischer Wunden mit Nanochemie… Chronisch infizierte Wunden sind bei Diabetikern oft ein großes Problem. Einen raffinierten Heilungsansatz aus der Nanomedizin präsentiert ein chinesisches Forschungsteam in der Zeitschrift Angewandte Chemie. Die Wissenschaftler:innen schalteten die wundverursachenden Bakterien mit einer Lösung aus Nanokapseln aus, die das Wundmilieu verändern und reaktive Sauerstoffspezies ausschütten. Bakterien finden in chronischen Wunden von Diabetikern einen idealen Nährboden. In der glukosereichen Umgebung bilden sie Biofilme, die Antibiotika nur schwer durchdringen können. Zudem ist das körpereigene Immunsystem häufig geschwächt….
Strukturanalyse mit maschinellem Lernen enthüllt Taktiken des SARS-CoV-2-Virus. Die Proteine des SARS-Cov-2-Virus spielen eine Schlüsselrolle bei der Fähigkeit des Virus, die menschliche Immunabwehr auszutricksen und sich in Patientenzellen zu vermehren. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Technischen Universität München (TUM) hat nun den bislang umfassendsten und detailreichsten Überblick aller weltweit verfügbaren 3D-Strukturen der Virusproteine zusammengetragen. Bei der Auswertung mit Methoden der künstlichen Intelligenz kamen überraschende Erkenntnisse zutage. Wie gelingt es dem SARS-CoV-2-Virus, sich der Immunabwehr zu entziehen und sich in…
Viele Gegenstände, die wir im Alltag benutzen, sind Erdölprodukte. Sie gelten als umweltbelastend und wenig nachhaltig. Eine ökologische Alternative bietet die Bioökonomie, deren Produktionskonzept auf der Nutzung nachwachsender Rohstoffe beruht. Mit diesem Thema befasst sich ein Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen. Prof. Dr. Dirk Holtmann vom Gießener Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie arbeitet dabei mit Phytowelt GreenTechnologies aus Köln zusammen. Ziel ist die Prozessentwicklung für die biotechnologische Terpenproduktion. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit…
Vierkerniger Metallkomplex aus den seltenen Erden mit Riesen-Spin. Magnete, die nur aus einem einzigen Molekül bestehen, sind besonders für die Speicherelektronik interessant. Wissenschaftler:innen haben nun ein neues molekulares System entworfen, das sich durch eine besondere magnetischer Härte auszeichnet. Metalle aus der Reihe der seltenen Erden und eine ungewöhnliche stickstoffhaltige molekulare Brücke sind die Zutaten, heißt es in einer Studie in der Zeitschrift Angewandte Chemie. Ein Bit auf jedem Molekül könnte die Informationsdichte in Computern um das Vieltausendfache steigern. Ob ein…
Ein Team um die MDC-Forscherin Marina Chekulaeva hat herausgefunden, warum die Eiweißproduktion in den Nervenzellen von Patient*innen mit der Charcot-Marie-Tooth-Erkrankung reduziert ist. Wie die Gruppe im Fachblatt „Nucleic Acids Research“ berichtet, könnte das zu einer ersten Therapie führen. Die Charcot-Marie-Tooth-Erkrankung (CMT) ist ein seltenes erbliches Leiden. Genveränderungen führen bei den Betroffenen dazu, dass Nervenimpulse aus dem Gehirn vor allem bei den Muskeln der unteren Gliedmaßen nicht ankommen. Als Folge davon wird die Muskulatur der Unterschenkel nach und nach abgebaut. Die…
Die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion muss künftig mit weniger Stickstoffdüngung auskommen. Ziel muss deshalb sein, die Stickstoff-Nutzungseffizienz zu erhöhen, damit das Ertragsniveau stabil gehalten werden kann. Auf leichten Stickstoffmangel reagieren Pflanzen mit einer Verlängerung ihrer Seitenwurzeln. So kann mehr Stickstoff als zuvor aufgenommen werden. Forscher des IPK Leibniz-Institut haben jetzt ein hormonelles Regulationsmodul entdeckt, das die molekularen Prozesse dieser Anpassungsreaktion vermittelt. Eine zentrale Rolle darin spielen Brassinosteroide und Auxine. Die Ergebnisse wurden im Magazin „Nature Communications“ veröffentlicht. Für Pflanzen ist es überlebenswichtig,…
Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum haben Antikörper entwickelt, die zwei Antigenbindestellen besitzen und Krebszellen mit Zellen der Immunabwehr koppeln können. In Laborversuchen waren diese Brückenantikörper zusammen mit einem Verstärker-Antikörper in der Lage, die körpereigene Immunabwehr gezielt zu mobilisieren und Brustkrebszellen zu zerstören. Seit einigen Jahren bereichern bispezifische Antikörper (BiMAb: bispecific monoclonal antibodies) die Krebsimmuntherapie. Das sind Antikörper, die zwei verschiedene Antigenbindestellen besitzen. Mit der einen docken sie an ein tumorspezifisches Molekül auf Krebszellen an. Mit der anderen heften sie sich an…
Ein Team um die LMU-Biologin Barbara Schraml hat gezeigt, dass spezifische Subtypen von Immunzellen vor toxischem Nierenschaden schützen. Unser Immunsystem ist komplex aufgebaut. Eine wichtige Rolle spielen dabei sogenannte mononukleäre Phagozyten, das sind alle Immunzellen, die geschädigte Zellen, Krankheitserreger oder Fremdpartikel aufnehmen, abtransportieren und Immunantworten anstoßen. Dazu zählen Makrophagen, dendritische Zellen und Monozyten, die in den Nieren ein komplexes Netzwerk mit unterschiedlichen Aufgaben bilden. Anhand eines neuen Mausmodells konnte Barbara Schraml vom Biomedizinischen Centrum der LMU nun zeigen, dass eine…
Wissenschaftler haben ein genetisch modifiziertes Schweinemodell für die altersabhängige In-vivo-Markierung von Insulingranula entwickelt. Die Betazellen der Bauchspeicheldrüse produzieren, speichern und sezernieren das blutzuckersenkende Hormon Insulin. Eine gestörte Funktion dieser Zellen gehört zu den Hauptursachen für Typ-2 Diabetes, von der weltweit mehrere hundert Millionen Menschen betroffen sind. Jede Betazelle enthält mehrere tausend Organellen, sogenannte insulinsekretorische Granula (SG), die Insulin freisetzen, wenn der Blutzuckerspiegel erhöht ist. Allerdings wird nur ein kleiner Teil dieser Granula freigesetzt, und zwar vorzugsweise diejenigen, die erst kürzlich…
Im Alter werden unsere Knochen dünner, wir erleiden häufiger Knochenbrüche und es können Krankheiten wie Osteoporose auftreten. Schuld daran sind unter anderem alternde Stammzellen im Knochenmark, die nicht mehr so effektiv für Nachschub für die Knochen sorgen. Forschende vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns und CECAD Exzellenzcluster für Alternsforschung an der Universität zu Köln haben jetzt gezeigt, dass sich das Epigenom dieser Stammzellen im Alter verändert. Sie konnten diese Veränderungen in isolierten Stammzellen durch die Zugabe von Azetat wieder aufheben….
Internationale Studie erscheint im Forschungsjournal Science Advances. Gewöhnlich haben alle Individuen einer Population von Meeresbewohnern, die das Potenzial haben, sich über große Entfernungen auszubreiten, ein ähnliches genetisches Spektrum. Immer wieder allerdings bilden sich innerhalb von Populationen an kleinen, lokal begrenzten Orten plötzlich und für kurze Zeit kleine Gruppen genetisch unterschiedlicher Individuen. Wie es zu dieser chaotischen Bildung genetischer Inseln bei einer Meeresschnecke gekommen ist, zeigt eine neue Studie. Für die Forschung haben Wissenschaftler*innen der Universität Bielefeld und des British Antarctic…
Effiziente Wasser- und Harnstoff-Elektrolyse an bimetallischen Dotter/Schale-Nanopartikeln. Die mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen angetriebene elektrolytische Wasserstoff-Erzeugung wird als ein umweltfreundlicher Weg zur Linderung der globalen Klima- und Energieproblematik angesehen. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein Forschungsteam jetzt ein neuartiges kostengünstiges Elektrodenmaterial vor, das eine hocheffiziente, energiesparende Wasserstoff-Produktion in Aussicht stellt: poröse phosphorisierte CoNi2S4-Dotter/Schale-Nanokugeln. Leider verlaufen beide Teilreaktion der Wasserelektrolyse – Wasserstoff- und Sauerstoff-Bildung – nur langsam und benötigen viel Strom. Katalytisch wirksame Elektroden, vor allem auf der Basis von…
Nature-Studie zur Seneszenz eröffnet neuen Therapieansatz. Schwere COVID-19-Verläufe sind nicht allein auf die Infektion durch SARS-CoV-2, sondern ganz wesentlich auf eine entgleiste Immunreaktion zurückzuführen. Ein Forschungsteam der Charité, des MDC, der JKU Linz und des KUK hat jetzt eine zelluläre Stressreaktion identifiziert, die zur Immun-Entgleisung maßgeblich beiträgt: die Seneszenz. Wirkstoffe, die seneszente Zellen gezielt entfernen, mildern COVID-19-Lungenschäden und das Ausmaß der Entzündung im Tiermodell deutlich ab. Sie könnten auch für den Menschen einen neuen Therapieansatz eröffnen. Die Studie ist in…
Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Paul Scherrer Instituts PSI hat ein Geheimnis um die Schale eines Meerestiers gelüftet: Die Forschenden haben entschlüsselt, weshalb die Schutzhülle des Armfüssers Discinisca tenuis in Wasser extrem weich und an der Luft wieder hart wird. Die Studie erscheint heute im Fachblatt Nature Communications. Der Armfüsser Discinisca tenuis lebt an der Westküste Afrikas und hat eine mineralreiche Schale, die ihn vor schädlichen Umwelteinflüssen schützt. Wird diese Hülle von Wasser umspült, führt das zu einer Strukturveränderung…
Bakterien-Toxin schützt Pilz vor Würmern. Die Lebensgemeinschaft mit einem Bakterium schützt einen Pilz der Gattung Mortierella vor seinem Fressfeind – einem Fadenwurm. Da Pilze dieser Gattung vor allem in gesunden Böden vorkommen, bieten die Ergebnisse neue Möglichkeiten für eine naturnahe Landwirtschaft. Ein internationales Forschungsteam berichtet im Fachjournal PNAS über die verborgene Dreiecksbeziehung. Schon die kleinsten Lebewesen unserer Erde bilden höchst komplexe Beziehungsgeflechte. Mikroorganismen regeln ihre Konflikte in den Gemeinschaften über chemische Signale, die Naturstoffe. Dabei ist so mancher Akteur auf…
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