PD Dr. Harun Tüysüz (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung) sowie Prof. Dr. Claudia Felser (Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe) und ihre Teams entdeckten einen neuen Typ von OER-Elektrokatalysatoren. Es gelang ihnen, eine Vielzahl von Heusler-Verbindungen vom Co2YZ-Typ mit einstellbaren physikalisch-chemischen Eigenschaften und gut definierten topologischen Oberflächen zu entwickeln, die Wasser sehr effektiv zu Sauerstoff zu spalten vermögen. “Grüner Wasserstoff” erfährt seit Einführung der Nationalen Wasserstoffstrategie eine hohe Aufmerksamkeit als Energieträger und Baustein für verschiedene industrielle Prozesse. Seine Herstellung durch die Wasserelektrolyse…
Magnetische Nanopartikel aus Bakterien Magnetische Nanopartikel aus Bakterien könnten schon bald eine bedeutende Rolle in der Biomedizin oder Biotechnologie einnehmen. Forscher*innen der Universität Bayreuth haben jetzt ein Verfahren entwickelt und optimiert, mit dem die Partikel aus Bakterien isoliert und von Zellrückständen gereinigt werden können. Kulturen menschlicher Zellen weisen in ersten Laborversuchen eine gute Verträglichkeit mit diesen Nanopartikeln auf. Die in der Zeitschrift „Acta Biomaterialia“ vorgestellten Ergebnisse sind daher ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu biomedizinischen Anwendungen, beispielsweise in bildgebenden…
Deep-Learning-Algorithmen enthüllen Regeln der Genregulation Mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) ist es einem deutsch-amerikanischen Wissenschaftsteam gelungen, komplexe Anweisungen der Genregulation in der DNA zu entschlüsseln. Sie trainierten ihr neuronales Netzwerk mit hochauflösenden Protein-DNA-Bindungsdaten. Mit Hilfe neu entwickelter Techniken zur Modellinterpretation gelang es ihnen, die relevanten DNA-Sequenzmuster aufzudecken. Die Ergebnisse liefern ein tieferes Verständnis dafür, wie DNA Sequenzen organisiert sind, um Gene zu regulieren. Algorithmen für künstliche Intelligenz sind äußerst leistungsfähig, um umfangreiche und komplexe Datensätze zu erschließen. Wie die Maschine…
Ein Protein für mehr als einen Zweck Ein Multifunktionswerkzeug zeigt seine Einsatzmöglichkeiten: Das Protein U-shaped (Ush) nimmt verschiedene Formen an, die ganz unterschiedlich auf die Entwicklung von künftigen Blutzellen einwirken. Je nachdem, in welcher Form Ush vorliegt, schaltet es bestimmte Gruppen von Genen ein, die den weiteren Werdegang der Zelle vorgeben. Das hat eine Forschungsgruppe aus der Medizin herausgefunden, indem es die Vorläufer von Blutzellen bei Fruchtfliegen untersuchte. Das Team um den Marburger Molekularbiologen Professor Dr. Alexander Brehm berichtet über…
Eher süß als salzig: Mikroalgen im Meer produzieren jede Menge Zucker während der Algenblüten. Diese enormen Mengen an Biomasse werden normalerweise durch marine Bakterien sehr schnell recycelt – ein Abbauprozess, der einen wichtigen Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs ausmacht. Besonders Zucker galt lange als leckere, leicht verdauliche Speise für hungrige Mikroben und deshalb als wenig geeignet für die natürliche Speicherung von Kohlenstoff. Forschende aus Bremen haben aber nun entdeckt: Es gibt einen Zucker in Algen, der dem mikrobiellen Abbau widersteht und…
In Lehrbüchern und Erklärvideos werden sie gerne als farbige Ballons oder Wolken dargestellt: Elektronenorbitale geben Auskunft über den Aufenthaltsort von Elektronen in Molekülen, wie eine unscharfe Momentaufnahme. Um den Austausch von Elektronen in chemischen Reaktionen zu verstehen, muss man jedoch nicht nur ihre räumliche Verteilung kennen, sondern gleichzeitig auch genau nachvollziehen können, wie sie sich mit der Zeit bewegen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Jülich, Marburg und Graz ist nun ein wichtiger Schritt in diese Richtung gelungen. Sie kombinierten Methoden auf…
Neues Werkzeug soll die Suche nach dem HCV-Impfstoff erleichtern. Weltweit sind rund 71 Millionen Menschen mit dem Hepatitis C-Virus (HCV) infiziert. Dass bis heute kein Impfstoff gegen das Virus gefunden werden konnte, liegt auch daran, dass es zahlreiche Virusvarianten gibt, die sich teilweise mehr als 30% voneinander unterscheiden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vom TWINCORE, der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) und dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig ist es nun gelungen, ein Testsystem zu entwickeln, das präzise die schützende Wirkung einer…
Essentielle Helfer im Kampf gegen das Coronavirus Der Reutlinger Antikörpertest ist sensitiv und treffsicher. Das bestätigen auch unabhängige Experten, die die Validierungsstudie vor ihrer Veröffentlichung begutachtet haben. Der am NMI und in enger Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) entwickelte Antikörpertest findet darüber hinaus bereits Anwendung in diversen Studien und liefert wertvolle Daten zum Pandemiegeschehen. Test besticht durch einzigartige Performance Die Validierung des am NMI Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts an der Universität Tübingen entwickelten Corona-Antikörpertests wurde heute in der…
Forscher am LMU Klinikum sehen darin möglichen Therapieansatz gegen Glioblastome. Es kommt nicht oft vor, dass Forscher noch einen neuen Zelltyp entdecken. Einem Team um Prof. Dr. Rainer Glaß von der Neurochirurgischen Klinik und Poliklinik des LMU Klinikums Großhadern ist dies nun gelungen. Diese TAMEP genannten Zellen treiben das schnelle Wachstum des Glioblastoms voran. Die Forscher wollen ihre Entdeckung für neue Therapien gegen die oft tödliche Erkrankung nutzen. Die Arbeit ist jetzt im Fachblatt „Cell Systems“ erschienen. Das Glioblastom ist…
Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz entschlüsseln immunhemmende Wirkung von Antibiotika Bei bestimmten Antibiotika tritt ein immunhemmender Wirkmechanismus auf. Dieser könnte sich auch für die Behandlung von Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise Multiple Sklerose (MS) eignen. Das berichten Wissenschaftler des Instituts für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene der Universitätsmedizin Mainz in der Zeitschrift „Immunity“. Über diesen Mechanismus konnten im Mausmodell die Symptome der mit der MS vergleichbaren Erkrankung EAE (Experimentelle Autoimmune Enzephalomyelitis) deutlich reduziert werden. Antibiotika dienen der gezielten Bekämpfung von bakteriellen Infektionen. Ein Antibiotikum,…
Katalysatoren aus mindestens fünf chemischen Elementen könnten der Schlüssel zur Überwindung bisheriger Limitierungen bei der Herstellung von grünem Wasserstoff, Brennstoffzellen, Batterien oder der CO2-Reduktion sein. Die Suche nach der optimalen Zusammensetzung dieser Multi-Element-Katalysatoren gleicht allerdings der Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen: Tausende bis Millionen mögliche Kombinationen zu testen lässt sich nicht verwirklichen. Forschungsteams der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und der Universität Kopenhagen haben daher einen Ansatz entwickelt, der die optimale Zusammensetzung vorhersagen kann und seine Treffsicherheit mit Hochdurchsatzexperimenten bestätigt. Viel…
Wissenschaftler*innen um die Neurobiologin Prof. Dr. Carola Haas, Forschungsgruppenleiterin an der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg und des Forschungszentrums BrainLinks-BrainTools, haben einen neuen Therapieansatz zur Prävention epileptischer Anfälle bei Schläfenlappenepilepsie erforscht. Sie zeigten bei Mäusen, dass sich mit einer niederfrequenten Stimulation bestimmter Hirnareale die epileptische Aktivität komplett beenden ließ. Statt mit Strom stimulierten die Forscher*innen die Zellen mit Licht. Dafür hatten sie zuvor ein lichtsensitives Molekül in die Zellen eingeschleust, das eine besonders präzise Stimulation erlaubt. Epileptische Aktivität, ausgehend…
Viele biologische Abläufe unterliegen rhythmischen Veränderungen. Bekannte Beispiele hierfür sind etwa der sogenannte zirkadiale Rhythmus, eine „innere Uhr“ mit etwa 24-stündiger Periode, oder der etwas kürzere, ultradiane Rhythmus. Oft ist die Zellteilung mit diesem Rhythmus gekoppelt. Biologen aus Saarbrücken und Kaiserslautern haben nun herausgefunden, dass dieser Rhythmus und dessen Kopplung mit der Zellteilung eng mit Wasserstoffperoxid zusammenhängt. Die Studie wurde im renommierten Fachjournal Nature Chemical Biology veröffentlicht. Die Abläufe in Lebewesen folgen, bis hin zur molekularen Ebene, einer fein orchestrierten…
Neu entdeckte Vielfalt auf der arabischen Halbinsel Das Landschaftsbild des Oman ist geprägt durch ausgedehnte Wüstenlandschaften und karge, trockene Hochgebirgsketten. Hört man von neu entdeckten Süßwasserfischen, denken wohl die wenigsten an den Wüstenstaat im Südosten der arabischen Halbinsel. Studien des Naturhistorischen Museums Wien belegen nun, dass die Fisch-Vielfalt in dieser trockenen Region bisher unterschätzt wurde. Für Fische wirkt die Landschaft lebensfeindlich, sie ist aber durchzogen von einem Netz aus oberirdischen Wasserläufen und unterirdischen Wasserverbindungen, die sich entlang des Hajar-Gebirges über…
Mit Hilfe der Optogenetik lassen sich Zellen gezielt mit Licht aktivieren und erforschen. Wissenschaftlern der Universität Würzburg ist es jetzt gelungen, diese Technik auf Pflanzen zu übertragen. Knapp zehn Jahre ist es her, dass das Wissenschaftsmagazin Science die Optogenetik als „Durchbruch des Jahrzehnts“ bezeichnet hat. Die Technik ermöglicht es, vereinfacht gesagt, die elektrische Aktivität von Zellen mit Lichtpulsen zu steuern. Mit ihrer Hilfe können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beispielsweise neue Einblicke in die Funktionsweise von Nervenzellen gewinnen und damit neurologische und…
Messen, was verbindet Das Coronavirus SARS-CoV-2 gelangt durch Membranfusion nach Kontakt seines Spikeproteins mit dem ACE2-Rezeptor in menschliche Zellen. Neue Studien belegen eine zweite Rolle des Proteins in COVID-19: das Verschmelzen von Körperzellen. Ein Forschungsteam des Paul-Ehrlich-Instituts hat vielversprechende Assays entwickelt, mit denen sich diese Fusionen messen lassen. Schon geringste Mengen des Spikeproteins reichen in Zellkultur aus, infizierte und nicht infizierte Zellen verschmelzen und absterben zu lassen. Viruspartikel mit Spikeprotein auf ihrer Oberfläche können sogar nur durch Kontakt Zellen veranlassen,…
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