Biowissenschaften Chemie

Wenn sich beim ungeborenen Kind die vorderen Hirnhälften nicht oder unvollständig teilen, entsteht eine Holoprosenzephalie. Das MDC-Team um Annette Hammes stellt nun im Fachjournal „Development“ Kandidatengene vor, die den Schweregrad dieser angeborenen Fehlbildung des Vorderhirns positiv beeinflussen können. Bei etwa einem bis vier von 1.000 Ungeborenen kommt es zu einer Holoprosenzephalie (HPE), bei der sich die vorderen Hirnhälften nicht oder nur unvollständig teilen. Mit dieser häufigsten Fehlbildung des Vorderhirns beim Menschen gehen Entstellungen des Gesichts einher, etwa Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalten oder sehr…

Tausende Komponenten steigern die Wirksamkeit – Forscher aus Gießen und Australien veröffentlichen Überblicksarbeit. Spinnen produzieren Gifte, um ihre Beute zu erlegen und um sich zu verteidigen. Das Gift einer einzigen Spinne kann Tausende Komponenten enthalten, was sie zu den chemisch komplexesten Giften des Tierreichs und somit zu bedeutsamen Quellen neuer Naturstoffe macht. Man schätzt, dass aus den etwa 50.000 bekannten Spinnenarten über 10 Millionen neue Naturstoffe isoliert werden können. Da bislang nur ein Bruchteil davon entdeckt wurde, besteht weltweit großes…

Studie der Universität Tübingen und des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung erfordert Revision des bisherigen Modells – Widerstandskraft als wichtiges Ziel im Nutzpflanzenbau. Wie Tiere besitzen auch Pflanzen ein Immunsystem, das auf Angriffe mikrobieller Krankheitserreger reagiert. Es besteht aus zwei Zweigen: erste Abwehrmaßnahmen beginnen bei der Erkennung solcher Eindringlinge außerhalb der Zellen, ein zweiter Alarmierungsweg wird von der Pflanze selbst in der Zelle ausgelöst. In jüngster Zeit hatten sich die Hinweise vermehrt, dass diese bisher getrennt geglaubten Zweige des pflanzlichen Immunsystems verbunden…

Einheimische Kammmolche suchen gezielt die besten Fortpflanzungsgewässer aus. Kammmolche (Triturus cristatus) muten in ihrem verborgenen Unterwasserreich an wie urtümliche kleine Drachen und überraschten nun ein internationales Forscher:innenteam unter der Leitung von Prof. Dr. Sebastian Steinfartz von der Universität Leipzig. Ihre Forschungsergebnisse zeigen erstmals, dass die vermeintlich ortstreuen Amphibien nicht nur häufiger wandern als bislang angenommen, sondern dabei gezielt in für sie geeignete Gewässer zur Fortpflanzung einwandern. Diese Erkenntnis ist nicht nur ein entscheidender Baustein für das Verständnis der Ökologie von…

Natürliche Killerzellen töten nicht nur Krebszellen oder virusinfizierte Zellen ab. Sie steuern bei Hautverletzungen auch die Balance zwischen Wundheilung und Bakterienabwehr. Wird der Heilungsprozess beschleunigt, schwächt dies die Immunabwehr, wie Forschende der Universität Zürich zeigen. Relevant ist dies sowohl für die Behandlung von Hautverletzungen wie auch die Bekämpfung antibiotikaresistenter Keime. Natürliche Killerzellen sind ein bestimmter Typ von Immunzellen. Sie erkennen abnormale Körperzellen wie Tumor- und virusinfizierte Zellen und töten diese ab. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Christian Stockmann,…

Wenn weniger als zwei Nanometer Platz zur Verfügung stehen, gibt es Stau in der Protonenwelt. Protonen können in wässrigen Lösungen üblicherweise sehr schnell wandern – schneller als andere Ionen. Das gilt allerdings nur, wenn sie mehr als zwei Nanometer Platz haben, wie eine Studie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und der University of California in Berkeley zeigt. Auf engem Raum funktioniert der sogenannte Grotthus-Mechanismus nicht mehr, der Protonen schneller wandern lässt als Ionen, die diffundieren. Die Ergebnisse beschreibt das Team des…

Nano-Bälle und Diamantsplitter aus Silizium und Germanium… Zwei neue Stoffklassen im Bereich der Nanomaterialien haben Chemiker der Goethe-Universität Frankfurt entwickelt und zusammen mit ihren Kooperationspartnern an der Universität Bonn untersucht: Erstmals gelang die Herstellung eines Nano-Balls aus Siliziumatomen und eines Bausteins für einen diamantähnlichen Kristall der Halbleiter-Elemente Silizium und Germanium. Die beiden neuen Stoffklassen haben Anwendungspotenziale zum Beispiel in der Miniaturisierung von Computerchips, bei hochauflösenden Bildschirmen etwa für Smartphones oder in Solarzellen und Leuchtdioden mit höchsten Wirkungsgraden. Nur wenige Nanometer…

Mit ultrakurzen Lichtimpulsen macht der Berliner Experimentalphysiker Thomas Elsässer winzige Bewegungen der Materie sichtbar. Was er mit seinem Team erforscht, ist von großem praktischem Nutzen für die Entwicklung neuer Werkstoffe, für Medizin und Biologie – und für ein schnelles, stabiles Internet. Lange war es nur eine Vision, heute ist es möglich: Elektronenbewegungen in Festkörpern oder auch die Abläufe chemischer Reaktionen in Echtzeit zu verfolgen. Dafür erzeugen Wissenschaftler ultrakurze und ultraintensive Lichtimpulse und untersuchen deren Wechselwirkung mit Materie. So können sie…

Gecko-inspirierter Roboter bestätigt den Nutzen des Schwanzes als fünftes Bein. Eine in Nature Communications Biology veröffentlichte Studie veranschaulicht, dass Geckos gleiten können. Videoaufnahmen zeigen, wie die Reptilien von einem Baum zum nächsten fliegen und dann erfolgreich eine harte Landung hinlegen. Experimente mit einem dem Tier nachempfundenen Roboter bestätigen die Vermutung, dass die Fortbewegungsfähigkeit eines Geckos nicht allein seinen Füßen zu verdanken ist. Der Schwanz spielt eine ebenso wichtige Rolle, fand das Team vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart, dem…

Hochaktives Hirudin aus dem Blutegel zellfrei hergestellt. Für eine erfolgreiche Proteinsynthese ist die korrekte aber schwer beherrschbare Faltung der Proteine wichtig, da sie ausschlaggebend für deren Aktivität ist. Am Fraunhofer IZI-BB konnte in Kooperation mit der Universität Greifswald das blutgerinnungshemmende Protein Hirudin aus dem Blutegel kürzlich mit 100-fach höherer Wirksamkeit außerhalb lebender Zellen hergestellt werden. Blutegel saugen nicht nur Blut, sie geben auch Wirkstoffe an ihre Wirte ab. Seit Jahrtausenden nutzen Menschen Blutegel therapeutisch bei verschiedenen Erkrankungen, um Schmerzen oder…

Hochschule Furtwangen veröffentlicht erste Metatranskriptomstudie für gewaschene Wäsche. Jeder Deutsche wäscht mehr als 5 kg Wäsche pro Woche. Was viele dabei nicht wissen: selbst frisch gewaschene Wäsche enthält immer noch deutliche Mengen an Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze. Mit Keimen in Waschmaschinen und auf Wäsche beschäftigt sich seit Längerem ein Projektteam um Prof. Dr. Markus Egert an der Hochschule Furtwangen (HFU). Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat diese Arbeiten jetzt zum „Projekt des Monats“ gewählt. Kürzlich hat die Gruppe…

– ein Ansatz für neue Therapien. Expert*innen der Technischen Universität München (TUM) am Universitätsklinikum rechts der Isar und am ZIEL – Institute for Food & Health – in Freising ist es erstmals gelungen, Unterschiede im Fettstoffwechsel von Darmkrebszellen zu belegen Woher zieht ein bösartiger Tumor die Energie, die er braucht, um immer weiter wachsen zu können? Das ist eine zentrale Frage der Krebsforschung. Denn: Kennt man die Energiequelle, könnte man dem Tumor vielleicht die Zufuhr abschneiden, ihn sozusagen „aushungern“. Die…

Die Proteinkinase Akt spielt eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Krebs. Die unterschiedlichen Funktionen ihrer drei Isoformen sind jedoch bis heute nicht geklärt. Das liegt vor allem daran, dass geeignete biochemische und zelluläre Aufklärungsstrategien fehlen. Die Arbeitsgruppe um Prof. Daniel Rauh von der TU Dortmund hat nun neue chemische Werkzeuge entwickelt, die das Verständnis der Akt-Isoform-spezifischen Funktionen in Gesundheit und Krankheit verbessern und die Entwicklung von Therapeutika der nächsten Generation fördern können. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten…

Insekten beschleunigen den Abbau am Kilimanjaro… Weltweit bewirken klimatische Einflüsse, Insekten und andere Gliederfüßer sowie Mikroorganismen eine ständige Zersetzung von Totholz. Dieser natürliche Abbau setzt erhebliche Mengen von Kohlenstoff in die Umwelt frei und hat daher großen Einfluss auf den Kohlenstoff-Kreislauf der Erde. Dies belegt eine neue, in „Nature“ veröffentlichte Studie. In 55 Wald-Standorten auf sechs Kontinenten wurden Geschwindigkeit und Ursachen des Totholz-Abbaus untersucht. Dr. Andreas Hemp und Dr. Claudia Hemp von der Universität Bayreuth haben in diesem Rahmen den…

Wissenschaftler des MPI für medizinische Forschung und Partner haben synthetische Exosomen entwickelt, die die Signalübertragung zwischen Zellen beim Wundverschluss steuern. Sie sind analog zu den natürlich vorkommenden extrazellulären Vesikeln (EV) aufgebaut und übernehmen eine grundlegende Rolle bei der Kommunikation zwischen Zellen. Die Wissenschaftler*innen haben Schlüsselmechanismen bei der Regulierung der Wundheilung aufgedeckt. Sie zeigen auch erstmals erfolgreich, dass vollsynthetische Exosomen mit therapeutischer Funktionalität konstruiert werden können. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Science Advances veröffentlicht. Extrazelluläre Vesikel vermitteln zwischen Zellen Eine gut…

Neue Studie zeigt Hitzeschutzfunktion des Chaperon cpSRP43. Mithilfe komplexer Stoffwechselprozesse stellen Pflanzen Chlorophyll her – den Stoff, der Pflanzen ihre grüne Farbe verleiht und Photosynthese ermöglicht. Dass die sogenannte Chlorophyllbiosynthese auch bei Hitze reibungslos funktioniert, verdanken die Pflanzen einem bestimmten Helferprotein: dem Chaperon cpSRP43. Es sorgt dafür, dass wichtige Stoffwechselenzyme auch in der Mittagshitze ihre Form behalten und für die Chlorophyllproduktion sorgen. Das zeigen Wissenschaftler:innen des Instituts für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und des California Institute of Technology…