Forschern von TU Graz und acib gelingt die erste enzymgetriebene biokatalytische Synthese von Nukleinsäure-Grundbausteinen. Das erleichtert die Entwicklung antiviraler Wirkstoffe und RNA-basierter Therapeutika. Durch die COVID-19-Pandemie und die damit verbundene intensive Suche nach Therapeutika und Impfstoffen erfährt die chemische Substanzklasse der Nukleoside ein enorm verstärktes Interesse. Natürliche und synthetische Nukleoside haben eine antivirale Wirkung und können als Bausteine von Ribonukleinsäuren (RNA) fungieren. Eingebaut in RNA ergeben sich neuartige Wechselwirkungen innerhalb des Makromoleküls mit positiven Konsequenzen für die Stabilität und biologische…
Mithilfe eines Roboterarms Edelmetallfreie Nanopartikel könnten künftig als leistungsfähige Katalysatoren dienen, zum Beispiel für die Wasserstoffherstellung. Um sie zu optimieren, müssen Forscherinnen und Forscher die Eigenschaften einzelner Partikel analysieren können. Ein neues Verfahren dafür hat ein Team vom Zentrum für Elektrochemie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und vom Institut für Anorganische Chemie der Universität Duisburg-Essen (UDE) vorgestellt. Die Gruppe entwickelte eine Methode, bei der mit einem Roboterarm einzelne Partikel unter einem Elektronenmikroskop ausgewählt und zur elektrochemischen Analyse auf eine Nanoelektrode aufgebracht…
Der Erhalt und die Regeneration von Geweben lässt im Alter nach. Am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena werden Gene gesucht, die diese Prozesse steuern. Hierzu werden Plattwürmer genutzt, da sie eine unsterbliche Regenerationsfähigkeit besitzen. Jüngste Arbeiten zeigen eine neue Funktion des Tnfaip2-Gens, das die Stammzellen zur Bildung von differenzierten Organzellen befähigt, indem es den Fettstoffwechsel aktiviert. Bei Verlust des Gens verlieren Plattwürmer ihre unsterblichen Fähigkeiten des Organerhalts und der Regeneration. Störungen des Fettstoffwechsels könnten auch zum Verlust…
Struktur und Funktion von Katalysatoren in Aktion zu verstehen – das ermöglicht ein von Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mit Kolleginnen und Kollegen an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des Paul Scherrer Instituts PSI in der Schweiz und an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Frankreich eingesetztes innovatives Diagnoseinstrument: Die operando-Röntgenspektroskopie visualisiert Struktur und Gradienten komplexer technischer Katalysatoren in 3D und erlaubt einen Blick ins Innere funktionierender chemischer Reaktoren. Darüber berichten die Forschenden nun in Nature Catalysis….
Jülicher Forschende entdecken neue Formel zur Veränderung elektronischer und magnetischer Eigenschaften von Oxid-Grenzflächen (Advanced Materials) Die meisten Materialien sind entweder magnetisch, oder sie sind es nicht. Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben nun aber einen neuen Mechanismus entschlüsselt, der es ermöglicht, die elektronischen und magnetischen Eigenschaften eines Materials gezielt und umkehrbar zu verändern. Der Effekt beruht auf dem Transfer von Ionen an der Grenzfläche zweier Oxide – die Forschenden konnten nun die Existenz dieses Prozesses erstmalig experimentell nachweisen. Beide Oxide allein…
Warum Wasser die katalytische Aktivität einiger Moleküle erhöhen kann, haben Forscherinnen und Forscher aus Bochum und Berkeley untersucht. Mithilfe der Terahertz-Spektroskopie und komplexen Computersimulationen zeigten sie, dass Wasser besondere Eigenschaften entfaltet, wenn es in einen winzigen Raum eingesperrt ist – so wie er zum Beispiel in manchen Enzymen vorliegt. Das Wasser bildet ein Tröpfchen, das aus dem Käfig ausbrechen will, und erleichtert es so anderen Molekülen, seinen Platz einzunehmen, also zum katalytischen Zentrum zu gelangen. Das Forschungsteam beschreibt die noch…
Wo sitzt welches Protein? An der TU Wien wurde nun eine neue Technik entwickelt, mit der man den Aufenthaltsort von Proteinen in der Zelle mit höchster Präzision erfassen kann. Proteine sind gleichzeitig die Bausteine und die Werkzeuge unserer Zellen. Um wichtige biologische Prozesse zu verstehen, muss man oft genau wissen, wo sich welche Proteine in welcher Häufigkeit befinden. Das ist allerdings eine große Herausforderung: Erstens, weil Proteine viel zu klein sind, um sie mit einem gewöhnlichen Lichtmikroskop abzubilden, und zweitens,…
Über das Leben von Quallen und anderen Vertretern des gelatinösen Planktons im offenen Ozean ist wenig bekannt. Wissenschaftler*innen des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Scientific Reports eine Studie veröffentlicht, für die Videobeobachtungen in der Wassersäule mit einem Tiefsee-Kamerasystem und Umweltdaten kombiniert wurden. Sie liefert erstmals Unterwasser-Bilddaten zur Verteilung und Vielfalt der gelatinösen Planktonarten im Verhältnis zu ihrer Umwelt im tropischen Nordostatlantik, einer der produktivsten Ozeanregionen der Welt. Rippenquallen, Staatsquallen, Feuerwalzen – gelatinöses Plankton ist…
Neurodegenerative Erkrankungen: Veröffentlichung in „Angewandte Chemie“ Sogenannte Oligomere sind die Hauptverdächtigen für die Entstehung von Krankheiten wie der Alzheimer-Demenz. Nachdem vor zwei Jahren ein Team von Biophysikern der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und des Forschungszentrums Jülich herausfand, dass die Oligomere ihren eigenen Abbau verhindern können, identifizierten sie nun auch den dahinterliegenden Mechanismus. Was dabei genau geschieht, erläutern sie in einer jetzt erschienenen Veröffentlichung im Fachorgan Angewandte Chemie. Viele neurodegenerative Erkrankungen wie auch die Alzheimer-Demenz werden ausgelöst, indem bestimmte Eiweißmoleküle (Proteine) verklumpen….
Winzige Ozeanfossilien verdeutlichen die Rolle des Ozeans bei früheren Veränderungen der Kohlendioxidkonzentrations in der Atmosphäre. Während der letzten Eiszeiten waren die Kohlendioxid-Konzentrationen in der Atmosphäre niedriger als in der übrigen Zeit. Die Ursache dafür war bisher jedoch unklar. Nun haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz und der Universität Princeton in New Jersey Hinweise dafür gefunden: Sie zeigen, dass sich der Aufstieg von Tiefenwasser im Antarktischen Ozean während der Eiszeiten abgeschwächt hat, was wiederum dazu geführt hat, dass mehr…
Senckenberg-Wissenschaftlerin Julia Sigwart hat gemeinsam mit einem internationalen Team Vorschläge formuliert, um das Potential mariner Naturstoffe für die Produktion von medizinischen Wirkstoffen besser nutzen zu können. Die Forschenden zeigen in einem kürzlich erschienenen Kommentar im Fachjournal „Natural Product Reports“ die Bedeutung von Meeresorganismen für die Medizin. Sie fordern eine Verschlankung der wissenschaftlichen Prozesse, um potentielle Heilmittel schneller identifizieren zu können. Der zugelassene Wirkstoff Vidarabine® stammt ursprünglich aus dem Meeresschwamm Tectitethya crypta. Das Fischgift Curianol wird in der Herzchirurgie eingesetzt. Und…
Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert neue Forschungsgruppe an der Philipps-Universität Marburg Die Verknüpfung zwischen der Energielandschaft von Festkörpermaterialien, deren Struktur auf atomarer Skala sowie der Dynamik des Ionentransports, sind in der Chemie und Physik von großer Bedeutung. Diesem Thema widmet sich die neue Forschungsgruppe „Energielandschaften und Struktur in ionenleitenden Feststoffen“ (ELSICS), deren Sprecherschaft bei Prof. Dr. Karl-Michael Weitzel von der Philipps-Universität Marburg liegt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ELSICS zunächst für vier Jahre von 2021 bis 2024 mit insgesamt 2,3 Millionen Euro….
3D-Zellkulturtechnik kann Mausembryonen ersetzen Werden Stammzellen von Mäusen in einem speziellen Gel kultiviert, wachsen Strukturen heran, die einem Teil des Embryos ähneln. Ein Berliner Forschungsteam zeigt im Fachjournal Science, wie aus kugeligen Zellhaufen innerhalb von fünf Tagen Gebilde mit Anlagen für Nerven-, Knochen-, Knorpel- und Muskelgewebe heranwachsen. Damit könnte zukünftig etwa die Wirkung pharmakologischer Wirkstoffe effektiver untersucht werden – und in einer Breite, die in lebenden Organismen nicht möglich wäre. Müttern würde es die Strapazen der Schwangerschaft ersparen, aber Säugetiere…
Eine Muskelfaser besteht aus nur einer Zelle, hat aber ganz viele Kerne. Wie sehr sich diese voneinander unterscheiden, hat ein MDC-Team um Professorin Carmen Birchmeier gezeigt. Die Studie in „Nature Communications“ kann unter anderem helfen, Muskelerkrankungen wie die Duchenne-Dystrophie besser zu verstehen. Gewöhnlich besitzt jede Zelle genau einen Kern. Nicht so die Muskelzellen unserer Skelettmuskeln: In einem vergleichsweise riesigen Zytoplasma enthalten diese langen, faserigen Zellen Hunderte von Kernen. Inwieweit sich die Kerne einer einzelnen Muskelfaser hinsichtlich ihrer Genaktivität voneinander unterscheiden…
Das Display eines Smartphones reagiert auf Fingerdruck. Die fleischfressende Venusfliegenfalle dagegen bemerkt sogar, wenn ein Leichtgewicht wie eine Fliege auf ihr landet. Spezielle Gene machen das möglich. Alle Pflanzenzellen lassen sich durch Berührungen oder Verletzungen zu Reaktionen bewegen. Die fleischfressende Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) besitzt dafür hochsensible Organe: Sinneshaare, die selbst schwächste mechanische Reize registrieren, verstärken und in elektrische Signale umwandeln, die sich dann schnell im Pflanzengewebe ausbreiten. Ein Forschungsteam der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg hat einzelne Sinneshaare isoliert und darin den…
In biologischen Zellen übersetzt die Transfer-RNA (tRNA) den von der Messenger-RNA (mRNA) übermittelten Bauplan von Proteinen. Neue Ergebnisse der Ultrakurzzeitspektroskopie und theoretischer Analysen zeigen, dass die komplexe gefaltete Struktur der tRNA durch Magnesium-Ionen stabilisiert wird, die sich in Kontakt mit Phosphatgruppen an ihrer Oberfläche befinden. RNA-Strukturen bestehen aus langen Ketten von Nukleotiden, die sich aus einer Nukleobase, z.B. Adenin, Uracil, Cytosin oder Guanin, einer Phosphatgruppe und einem Zuckermolekül zusammensetzen. Die Phosphatgruppen weisen eine negative Ladung auf und bilden zusammen mit…
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