Eine neue Studie zeigt, wie die chemischen Eigenschaften von RNA-Molekülen die Entstehung von komplexem Leben vorangetrieben haben könnten. Wie konnte sich komplexes Leben auf der unwirtlichen frühen Erde entwickeln? Am Anfang stand wohl die Ribonukleinsäure (RNA) als Träger erster Erbinformationen. Um Komplexität in ihren Sequenzen aufzubauen, müssen diese Biomoleküle Wasser abscheiden. Auf einer frühen Erde, die größtenteils mit Meerwasser bedeckt war, war das allerdings gar nicht so einfach. In einer kürzlich im Fachmagazin Journal of the American Chemical Society (JACS)…
Die Erforschung der Evolution von Proteinen liefert neue Ansatzpunkte für eine schnelle und gezielte Entwicklung von Medikamenten. Viele wichtige Medikamente, wie Antibiotika und Krebsmedikamente, stammen von Naturstoffen aus Bakterien ab. Die bakteriellen Enzyme, die diese Wirkstoffe produzieren, gelten wegen ihres Baukastenprinzips als ideale Werkzeuge für die Synthetische Biologie. Durch Erforschung der Protein-Evolution fand ein Team um Prof. Dr. Helge Bode „Fusionsstellen“ nach dem Vorbild der Natur, die eine schnellere und gezieltere Wirkstoffentwicklung ermöglichen. Industrielle Produktion folgt meist dem Fließbandprinzip: Bauteile…
Eisen ist eines der häufigsten Elemente auf der Erde und auch im gesamten Universum. Es spielt eine Schlüsselrolle in allen Bereichen unseres Lebens, sei es in der Industrie oder für den Sauerstofftransport in unserem Blut. Forschern der Universität des Saarlandes und weiterer Kollegen aus Deutschland ist nun die Synthese einer neuen Form von Eisen gelungen. Auf Basis dieser Grundlagenforschung bieten sich Perspektiven für wichtige Anwendungsfelder wie zum Beispiel in der Energiewirtschaft. Die Erkenntnisse wurden jüngst im renommierten Fachmagazin „Nature Chemistry“…
Die Entdeckung eines „Master-Gens“ für das männliche Geschlecht gibt Aufschluss über genetische Signalwege und konvergente Evolution, die Braunalgen und Tiere bei der Geschlechtsbestimmung verbinden. Forscher des Max-Planck-Instituts für Biologie in Tübingen haben Neuland betreten und gezeigt, dass ein HMG-Box-Gen in Braunalgen entscheidend für die Bestimmung des männlichen Geschlechts ist. Dieser Durchbruch erweitert unser Verständnis für die Mechanismen der Geschlechtsbestimmung in eukaryontischen Organismen erheblich. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, unterstreicht die evolutionären Parallelen in den Entwicklungswegen zwischen…
LMU-Evolutionsbiologen identifizieren erstmals ein Gen in tropischen Schmetterlingen, das Verhalten bei der Partnerwahl beeinflusst. Leuchtende Farben und Muster auf den Flügeln sind ein charakteristisches Kennzeichen der tropischen Heliconius-Schmetterlinge. Dieses auffällige Äußere schreckt nicht nur Fressfeinde ab – die Schmetterlinge sind giftig und schmecken für Vögel bitter –, es ist auch ein wichtiges Signal für die Partnerwahl. Ein Team um den Evolutionsbiologen Richard Merrill von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) hat sich in Kooperation mit Forschenden der Universidad del Rosario in Bogotá…
Forschungsteam unter Federführung des Julius Kühn-Instituts untersucht mit neuartigen Technologien das komplexe Erbgut der bedeutenden Sauerkirschsorte und zieht Rückschlüsse auf Entstehung der Obstart. Sauerkirschen (Prunus cerasus L.) haben ein sehr großes (tetraploides) Genom. Das liegt daran, dass sich im Verlauf der Evolution, also auf dem Weg von den wilden Vorfahren zu den heutigen Sorten, die Genome der Elternteile kombiniert haben. Die schiere Größe und Komplexität des Genoms erschwerte bislang die Entschlüsselung der kompletten Gensequenz bestimmter Sorten. Einer Forschungsgruppe des Julius…
… bei der Besiedelung des Verdauungstrakts. Candida albicans ist ein Hefepilz, der natürlicherweise im Verdauungstrakt der meisten Menschen vorkommt. Jedoch ist der Pilz nicht immer harmlos. Er kann leichte bis schwere Infektionen im ganzen Körper auslösen. Bei diesen Infektionen ist ein Toxin, das Candidalysin, beteiligt. Es scheint vor allem bei vaginalen Infektionen von zentraler Bedeutung zu sein. Dass das Toxin ebenso eine wichtige Rolle bei der Besiedlung des Verdauungstrakts spielt, hat nun ein Team des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie…
Ein Forscherteam unter der Leitung von Paul Schulze-Lefert vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln, hat ein modulares Toolkit entwickelt, um Bakterienstämme zu verfolgen, die Pflanzengewebe im Wettbewerb mit anderen Mitgliedern des Mikrobioms besiedeln. Die Studie wurde jetzt in Nature Microbiology veröffentlicht. Die enorme Vielfalt an Mikroorganismen, die eine gesunde Pflanze in der Natur als Gemeinschaft beherbergt, wird als Pflanzenmikrobiom bezeichnet. Um die Zusammensetzung des mit bloßem Auge unsichtbaren Mikrobioms zu erfassen, wird üblicherweise die DNA-Sequenz eines universellen mikrobiellen Markergens bestimmt,…
Publikation in PNAS beschreibt evolutionären Schlüsselprozess. Ein neue Studie beschreibt, wie Wasserstoffgas, die Energie der Zukunft, in der Vergangenheit, am Ursprung des Lebens vor 4 Milliarden Jahren, Energie lieferte. Neue Erkenntnisse darüber, wie die ersten Zellen auf der Erde dazu kamen, H2 als Energiequelle zu nutzen, werden in der Fachzeitschrift “The Proceedings of the National Academy of Sciences” veröffentlicht. Die Studie stammt von einem Team um William F. Martin von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Martina Preiner vom Max-Planck-Institut (MPI) für…
Raucher:innen und Konsument:innen von E-Zigaretten teilen nicht nur eine Gewohnheit, sondern auch ähnliche, mit Krebs assoziierte Veränderungen an Zellen, so eine neue Studie von Wissenschaftler:innen der Universität Innsbruck und dem University College London (UCL), veröffentlicht in der Fachzeitschrift Cancer Research. Dass der Konsum von Tabak negative gesundheitliche Folgen birgt, ist schon lange kein Geheimnis mehr. Schätzungen zufolge verursachte er im Jahr 2019 weltweit 7,69 Millionen Todesfälle – Tendenz steigend. Auf der Suche nach Alternativen zur klassischen Zigarette steigen Menschen vermehrt…
Die Krümmung einer Oberfläche bestimmt das Bewegungsverhalten von Zellen. Sie bewegen sich bevorzugt entlang von Tälern oder Rillen, während sie Erhebungen meiden. Mit diesen Erkenntnissen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) und des Weizmann Institute of Science entwickelten Wissenschaftler*innen ein Modell, welches das zelluläre Verhalten vorhersagt. Solche universellen Prinzipien ermöglichen ein besseres Verständnis der Migration von Immun- und Krebszellen und ebnen den Weg für neue Behandlungsmöglichkeiten. Die Zellwanderung innerhalb des Körpers ist ein grundlegendes biologisches Phänomen. Immunzellen…
Das Hormon reguliert in Nervenzellen, ob Mitochondrien stillgelegt oder weiterbetrieben werden. Das Hormon Insulin kontrolliert viele zelluläre Vorgänge und passt sie an die Energieversorgung des Körpers an. Dass zu den Insulin-gesteuerten Vorgängen auch die Qualitätskontrolle von Zellkraftwerken in Nervenzellen zählt, fand ein Team um Angelika Harbauer am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz nun heraus. Ist im Körper ausreichend Energie vorhanden, vereinfacht Insulin den Abbau von fehlerhaften Kraftwerken. Ist Energie knapp oder das Insulinsignal gestört, wird das Recycling unterbunden und die Mitochondrien…
Ergebnisse ermöglichen die Erforschung besserer Brustkrebs-Therapiemöglichkeiten. Zelllinien sind ein wichtiges in vitro Model in der Brustkrebsforschung. Ein Team um Biochemikerin Dr. Sonja Eberth und Bioinformatikerin Dr. Claudia Pommerenke vom Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH in Braunschweig hat die molekularen Eigenschaften der Brustkrebszelllinien der Institutssammlung umfangreich charakterisiert. Die Ergebnisse dieser Studie, die kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Cells publiziert wurde, ermöglichen eine Zuordnung der einzelnen Brustkrebszelllinien zu den bekannten klinisch-relevanten Brustkrebsarten und geben Einblicke in neue potentiell tumorrelevante…
Wie das Gehirn zwischen Verhaltensweisen umschaltet. Wie schaltet unser Gehirn zwischen verschiedenen Verhaltensweisen um? Eine aktuelle Studie liefert nun eine erste Antwort auf diese zentrale neurowissenschaftliche Frage. Die Forschenden untersuchten bei Mäusen die elektrische Aktivität einer bestimmten Hirnregion. Die Auswertung erfolgte unter anderem mit einem lernfähigen Computer-Algorithmus. Diese künstliche Intelligenz identifizierte eine Art charakteristischen Fingerabdruck in den Signalen. Aus ihm lässt sich ablesen, zu welchem Verhalten die Tiere umschalten werden – und zwar bereits zwei Sekunden, bevor sie das tatsächlich…
…als neue Hochleistungs-Energiespeichermaterialien entdeckt. Forscher der Universität Bayreuth haben unter extremen Bedingungen einzigartige Scandium-Polynitride mit exotischer Chemie und potenziellen Anwendungen als Materialien mit hoher Energiedichte synthetisiert. Ihre Ergebnisse sind in der Zeitschrift “Nature Communications” veröffentlicht. Materialien mit hoher Energiedichte (High Energy Density Materials, HEDMs) sind aufgrund ihrer überlegenen energetischen Leistung, zu der eine hohe Detonationsgeschwindigkeit, ein hoher Detonationsdruck und eine hohe Energiespeicherkapazität gehören, für verschiedene Anwendungen von zentraler Bedeutung. Ihr Einsatz in der Weltraumforschung als Raketentreibstoffe und in der Verteidigung…
Neue antimikrobielle Strategien sind dringend erforderlich, um Krankheitserreger einzudämmen. Das gilt insbesondere für Gram-negative Bakterien, die durch eine dicke zweite Membran vor dem Angriff von Antibiotika geschützt sind. Mikrobiologinnen und Mikrobiologen der Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität Bochum haben die Wirkung von fünf verschiedenen Substanzen verglichen, die den Aufbau dieser äußeren Membran hemmen. Neben den erwarteten Konsequenzen fanden sie – je nach Substanz – eine Reihe von zusätzlichen zellulären Antworten der bakteriellen Zelle. Die Ergebnisse können helfen, das…
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