Biowissenschaften Chemie

Wie hindert man Meeresorganismen daran, auf einem Tanker zu siedeln? Diese Frage erfordert kreative Antworten, unter anderem aus der Chemie. Was juckt es einen Tanker, wenn sich Seepocken auf ihm ansiedeln? Angesichts der gigantischen Größe dieser Schiffe sollte man meinen: gar nicht. Die Besiedlung von Schiffsoberflächen mit Meeresorganismen erhöhen aber den Strömungswiderstand so sehr, dass der Treibstoffverbrauch des Schiffs dadurch um bis zu 60 Prozent steigt. Forschende der Ruhr-Universität Bochum entwickelt deswegen spezielle Oberflächen, die es den Organismen ungemütlich machen…

Ein internationales Forscherteam hat einen neuen Mechanismus identifiziert, der für die Produktion von Zellproteinen entscheidend ist. Wenn dieser Mechanismus gestört ist, wird die Bearbeitung („Spleißen“) der Baupläne fehlerhaft, die die Zelle zur Herstellung von Proteinen verwendet. Die Arbeiten unter Federführung der Goethe-Universität Frankfurt könnten erklären, wie bestimmte Mutationen zur Netzhaut-Erkrankung Retinitis pigmentosa führen. Sie könnten aber auch den Weg zu neuen diagnostischen Tests und Therapien bei vielen anderen Krankheiten eröffnen, etwa bestimmten Krebsarten, Parkinson oder Alzheimer. Gene enthalten die Bauanleitungen…

… wächst im Laufe des Lebens und bleibt im Alter gesund. Blutgefäße und Stromazellen im Knochenmark schaffen eine ideale Umgebung für hämatopoetische Stammzellen, um Blutzellen zu produzieren. Mit zunehmendem Alter verschlechtern sich diese kritischen Nischenkomponenten und das Knochenmark bildet weniger gesunde Blutzellen, was zu Entzündungen und Krankheiten führt. Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin in Münster entdeckten, dass das Schädelknochenmark eine überraschende Ausnahme darstellt und die Blutproduktion während des Lebens sogar erhöht. Spezialisierte Blutgefäße wachsen weiter und treiben die Expansion…

Immunzellen sind dazu in der Lage, Infektionen wie ein Spürhund zu „erschnüffeln“. Sie nutzen dazu spezielle Sensoren, die sogenannten Toll-like-Rezeptoren (TLR). Doch durch welche Signale werden TLR aktiviert? Und wie hängen Ausmaß und Art der Aktivierung von der detektierten Substanz ab? In einer aktuellen Studie haben Forschende der Universität Bonn und des Universitätsklinikums Bonn (UKB) eine innovative Methode genutzt, um diese Fragen zu beantworten. Ihr Ansatz könnte dabei helfen, die Suche von Wirkstoffen gegen Infektionskrankheiten, Krebs, Diabetes oder Demenz zu…

Eisen-Elektrokatalyse baut Polystyrol ab und liefert grünen Wasserstoff Kunststoffe sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Doch so nützlich sie sind, so problematisch sind die Unmengen an Plastikmüll, die auf Deponien und in der Umwelt landen. Ein deutsches Forschungsteam stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen neuen Ansatz für das Recycling von Polystyrol-Abfällen vor. Das effiziente elektrochemische Verfahren arbeitet mit einem kostengünstigen Eisenkatalysator, liefert Wasserstoff als Nebenprodukt und könnte über Solarpanele betrieben werden. Weniger als 10% der weltweit produzierten Kunststoffe…

Pangenome sind Sammlungen von Genomsequenzen mehrerer Individuen einer Art. Die strukturellen Varianten, die durch diese Datensätze aufgedeckt werden, sind für die genetische Analyse von Nutzpflanzen von großer Bedeutung. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des IPK-Leibniz-Instituts hat nun das Pangenom der Gerste untersucht. Dazu wurden komplette Genomsequenzen von 76 Wild- und Kulturgersten herangezogen, ebenso wie Resequenzierungsdaten von weiteren 1.315 Genotypen. Ein darauf basierender Katalog der Sequenzvariation umfasst strukturell komplexe Loci für wichtige Merkmale, die sich bisher der eingehenderen Analyse entzogen…

Startup entwickelt neues Verfahren – DBU fördert Es kommt nicht alltäglich vor, dass junge Startups aus Deutschland eine Neuheit mit branchenveränderndem Potential auf den Markt bringen. Doch genau das plant das aus der Universität Hannover heraus gegründete Unternehmen Phaeosynt mit ihren aus Kieselalgen gewonnenen Antikörpern für medizinische Diagnostik. Bisher ist die gesamte Branche dafür größtenteils auf tierische Zellen oder lebende Tiere angewiesen. Phaeosynt will das ändern. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Startup mit 125.000 Euro. „Aus ethischer Sicht…

Auf den ersten Blick haben der Eiswürfel in Ihrem Getränk und der Geruch von Omas berühmtem Eiersalat nicht viel gemeinsam. Aus chemischer Sicht sind die zugrunde liegenden Moleküle Wasser (H2O) und Schwefelwasserstoff (H2S) jedoch nicht unähnlich. Die Bindung des Wasserstoffs eines Wassermoleküls an den Sauerstoff eines anderen Wassermoleküls wurde bereits ausführlich untersucht. Die Frage, ob sich das größere Geschwisterchen H2S ähnlich verhält, ist jedoch weniger gut verstanden. Eine neue Publikation des Bochumer Exzellenzclusters „Ruhr Explores Solvation“ (RESOLV) schließt jetzt diese…

Einem Forschungsteam der Universität Basel ist es gelungen, einfache, umweltsensitive Zellen mitsamt Zellorganellen synthetisch zu erzeugen. Erstmals konnten sie mit diesen Protozellen auch die natürliche Kommunikation zwischen Zellen nachahmen – nach dem Vorbild von Lichtsinneszellen im Auge. Sie eröffnen damit neue Möglichkeiten für die Grundlagenforschung und Anwendungen in der Medizin. Leben ist Kommunikation: Vom Bakterium bis zum mehrzelligen Organismus sind Lebewesen darauf angewiesen, dass ihre Zellen Signale senden, empfangen und verarbeiten können. Erstmals ist es Forschenden gelungen, die natürliche Zellkommunikation…

Setzt man aktive Filamente einer lokal begrenzten Beleuchtung aus, akkumulieren sich diese zu stabilen Strukturen entlang der Grenzen der beleuchteten Fläche. Auf dieser Grundlage ist es Forscher*innen vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) gelungen, ein Modell zu entwickeln, mit dem sich die Selbstorganisation fadenförmiger lebender Materie simulieren lässt. Dieses Modell liefert wichtige Erkenntnisse für potentielle technische Anwendungen bei der Bildung von Strukturen. Fadenförmige Cyanobakterien sammeln sich in Bereichen mit für sie günstigen Lichtverhältnissen an und nutzen die dortige Lichtenergie…

Neue Studie Tübinger Forschender zeigt, wie Lernprozesse im Gehirn unsere Wahrnehmung formen. Ein Forschungsteam um Professor Dr. Markus Siegel vom Hertie-Institut für klinische Hirnforschung an der Universität Tübingen hat herausgefunden, dass unser Gehirn ständig die eigene Wahrnehmung der Welt optimiert, indem es aus den Erfahrungen der Vergangenheit lernt und Vorhersagen über die Zukunft trifft. Die in dem Fachjournal Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt, dass das Gehirn seine neuronalen Strukturen so anpasst, dass es besser auf die Muster und Regelmäßigkeiten in…

Wissenschaftler entdecken die wichtige Rolle mütterlicher kleiner RNA in der Pflanzenzüchtung. Möchten Pflanzenzüchter widerstandsfähige und hochwertige Nutzpflanzen erzeugen, kreuzen sie häufig Pflanzen verschiedener Arten, um erwünschte Eigenschaften zu übertragen. Das vorzeitige Absterben der Hybridsamen stellt sie dabei jedoch vor Hindernisse. Grund dafür ist eine Fortpflanzungsbarriere, die oft verhindert, dass eng verwandte Arten lebensfähige Samen miteinander produzieren können. Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie bietet Einblicke in diese Herausforderung, indem sie kleine RNA-Moleküle als Schlüsselmoleküle in diesem Prozess identifiziert….

Wenn man Metall-Nanopartikel auf Kohlenstoff platziert, werden sie viel aktiver. Was man bisher nur aus Erfahrung vermutete, konnte nun an der TU Wien erstmals im Detail erklärt werden. Edelmetalle spielen in der chemischen Industrie eine wichtige Rolle als Katalysatoren: Mit Hilfe von Silber, Platin, Palladium oder anderen Elementen kann man chemische Reaktionen ablaufen lassen, die sonst nicht oder nur mit viel geringerer Reaktionsrate voranschreiten würden. Oft setzt man diese Metalle in Form winziger Nanopartikel ein. Wie gut sie wirken, hängt…

– ein neuer Ansatz zur Verbesserung der Standardisierung. Wissenschaftler des IUF – Leibniz-Instituts für umweltmedizinische Forschung in Düsseldorf haben kürzlich eine Studie zum Thema „Neubewertung von Markergenen in humanen induzierten pluripotenten Stammzellen für eine verbesserte Qualitätskontrolle“ in Nature Communications veröffentlicht. Die Arbeit wurde gemeinsam mit Kollegen des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin und des Universitätsklinikums Düsseldorf durchgeführt. Humane induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) haben ein großes Potenzial für wissenschaftliche und medizinische Anwendungen. Sie werden in der Forschung zur Modellierung…

Forschungsteam der Freien Universität Berlin entdeckt überraschende Unterschiede in alternden bakteriellen Zellen. Ein Forschungsteam der Freien Universität Berlin unter Leitung des Biologen Dr. Ulrich Steiner hat überraschende Erkenntnisse über das Altern bei Bakterien gewonnen. In einer neuen Studie, die jetzt im renommierten Fachjournal Science Advances erschienen ist, zeigt das Team, dass selbst genetisch identische, in derselben Umgebung lebende Bakterienzellen im Alterungsprozess unterschiedlich reagieren und dass es sogar innerhalb verschiedener Zellregionen Unterschiede im Altern gibt. Die Forschung könnte nicht nur zu…

Es gibt Chromosomen, die ihre Vererbungsrate zu ihrem eigenen Vorteil erhöhen können. Ein Beispiel sind sogenannte B-Chromsomen. Diese zusätzlichen Chromsomen, die in den meisten Arten keine Funktion erfüllen, gibt es in zahlreichen Pflanzen, Tieren und Pilzen. Sie machen sich verschiedene Mechanismen zu nutzen, die verhindern, dass überflüssige genetische Elemente wie sie im Laufe der Zeit entfernt werden. Diese Mechanismen sind bisher aber kaum bekannt. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des IPK Leibniz-Instituts konnte nun Gene auf dem B-Chromosom des…