Biowissenschaften Chemie

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Medikamente und Kunststoffe effizienter herstellen mit Licht

Wer Medikamente, Kunststoffe oder Düngemittel auf herkömmliche Weise herstellen will, braucht Hitze für die chemischen Reaktionen. Anders bei der Photochemie: Hier liefert Licht die Energie. Zudem braucht der Weg zum gewünschten Produkt oft weniger Zwischenschritte. Forschende der Universität Basel legen nun noch eins drauf und zeigen, wie sich die Energieeffizienz von photochemischen Reaktionen um das Zehnfache steigern liesse. Nachhaltigere und kostengünstigere Anwendungen rücken damit in greifbare Nähe. Industrielle chemische Reaktionen erfolgen meist in mehreren Etappen über verschiedene Zwischenprodukte. Photochemie ermöglicht…

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Neuer Ansatzpunkt im Kampf gegen Pseudomonas aeruginosa entdeckt

Forschungsteam von TWINCORE und HZI zeigt, wie ein Enzym die Pathogenität des Erregers reguliert. Pseudomonas aeruginosa ist ein gefährlicher Krankenhauskeim, der Atemwege und Lunge befällt. Für Personen mit geschwächtem Immunsystem oder schweren Atemwegserkrankungen kann eine Infektion mit dem Bakterium lebensbedrohlich sein. Wirksame Behandlungsmöglichkeiten gibt es bislang nicht. Forscherinnen und Forscher vom TWINCORE, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung in Hannover, sowie des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig konnten nun zeigen, dass ein Enzym die krankmachende Wirkung des Erregers durch…

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Wie minimalistische Moleküle des pflanzlichen Immunsystems aktiviert werden

Eine neue Studie, die jetzt in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, zeigt, dass die Phasentrennung – ein Phänomen, welches auftritt, wenn man versucht Öl und Wasser zu mischen – auch im Immunsystem von Pflanzen eine wichtige Rolle spielt. Eine Studie um Jijie Chai von der Westlake University, China, Jane Parker und Paul Schulze-Lefert vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln, hat gezeigt, dass eine wichtige Gruppe von Immunproteinen sich in Tröpfchen kondensieren muss, um aktiviert zu werden und dadurch Pflanzen vor…

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Der mühsame Weg eines Pilztoxins

Neue Einblicke in die Freisetzung von Candidalysin versprechen Fortschritte in der Therapie von Infektionen mit Candida albicans. Das Toxin Candidalysin des Hefepilzes Candida albicans ist bei einer Infektion in eine ungewöhnliche Proteinstruktur eingebunden, deren Aufbau unbekannt war. Nun gelang es Forschenden des Leibniz-HKI, die Funktion der ungewöhnlichen Anordnung zu entschlüsseln. Durch Veränderungen an der Proteinstruktur konnte auch die Pathogenität des Pilzes vermindert werden. Die neuen Erkenntnisse wurden genutzt, um das Pilztoxin mit Hilfe von künstlichen Antikörpern unschädlich zu machen. Damit…

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Neuer Katalysator beschleunigt die Freisetzung von Wasserstoff aus Ammoniak

Großprojekt mit Kieler Beteiligung will den Import von grünem Wasserstoff erleichtern. Deutschland kann seinen Bedarf an klimafreundlichem Wasserstoff wohl nur durch Importe decken, zum Beispiel aus Südamerika oder Australien. Für solche langen Transportwege lässt sich Wasserstoff zum Beispiel in Ammoniak umwandeln. Um die anschließende Rückgewinnung des Wasserstoffs zu erleichtern, haben Forschende des Instituts für Anorganische Chemie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) zusammen mit ihren Kooperationspartnern einen aktiveren und kostengünstigeren Katalysator entwickelt. Die Ergebnisse sind in dem Wasserstoff-Leitprojekt TransHyDE des Bundesministeriums…

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Forschende „filmen“ die Aktivierung eines wichtigen Rezeptors

Studie unter Beteiligung der FAU könnte zur Entwicklung besserer Medikamente beitragen. Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, die Aktivierung eines wichtigen Rezeptors zu „filmen“. Dazu haben sie die beteiligten Moleküle zu verschiedenen Zeitpunkten eingefroren und unter dem Elektronenmikroskop fotografiert. Die so erhaltenen Standbilder konnten sie dann zu einer Sequenz zusammensetzen. Diese zeigt Schritt für Schritt, welche räumlichen Änderungen der Rezeptor bei seiner Aktivierung durchläuft. An der Studie waren Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) maßgeblich beteiligt. Die Ergebnisse, die nun in…

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Rätsel um Therapieansprechen beim kleinzelligen Lungenkrebs entschlüsselt

Kölner Wissenschaftler*innen haben in einem langjährigen Forschungsprojekt die Tumorentwicklung im Therapieverlauf untersucht. Sie identifizierten verschiedene Populationen von Tumorzellen, die sehr unterschiedlich auf die Chemotherapie in der Frühphase der Krankheit sowie auf weitere Therapien im Krankheitsverlauf reagieren / Veröffentlichung in „Nature“. Das kleinzellige Lungenkarzinom (Small Cell Lung Cancer, SCLC) ist ein hochaggressiver Tumor der Lunge, der vor allem bei starken Raucher*innen auftritt. Aufgrund der schnellen Ausbreitung dieser Tumorerkrankung können die meisten Patient*innen nur mit einer Chemotherapie behandelt werden, die zunächst auch…

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Schutz aus unerwarteter Quelle

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Viren, die ins Genom einer Zelle integriert sind, diese Wirte vor aggressiven Riesenviren schützen können und so ihr Überleben sichern. Entgegen der weit verbreiteten Meinung sind nicht alle Viren für Organismen schädlich. Manchmal können Viren ihre Wirte sogar vor der Infektion durch andere Viren schützen. Wissenschaftler*innen des MPI für medizinische Forschung, Heidelberg und ihre Kollaborationspartner haben nun gezeigt, dass dies bei so genannten endogenen Virophagen der Fall ist: kleine DNA-Viren, die meist in das Genom von…

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Forschung zu Adhäsionsstrukturen in Zellen

Studie zeigt erstmals, dass verschiedene Formen von Adhäsionsstrukturen bei Zellen ineinander übergehen. Zellen bilden Anheftungs-Strukturen aus, um sich in ihrer Umgebung zu verankern. Ihr koordinierter Auf- und Abbau ermöglicht es auch, dass Zellen sich von einem Ort zum anderen bewegen. Von diesen Adhäsionen gibt es verschiedene Formen. Gut untersucht sind die fokalen Adhäsionen. Bislang ging die Forschung davon aus, dass sie neu entstehen, wenn Zellen sich bewegen. Eine Studie unter Leitung eines Kaiserslauterer Forscherteams hat nun erstmals gezeigt, dass verschiedene…

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Können genetische Parasiten die Interaktionen zwischen Mikroben und Wirten verändern?

Forscherinnen und Forscher der Max-Planck-Institute (MPI) für Evolutionsbiologie in Plön und für Biologie in Tübingen haben bedeutende Fortschritte beim Verständnis der Evolution von Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikroben gemacht. Die Studie konzentriert sich auf Pseudomonas syringae, einen weltweit verbreiteten Pflanzenpathogen, und in diesem Fall auf den Schaden, der der Kiwiproduktion zugefügt wird. Der Ausbruch einer neuen Linie von Pseudomonas syringae pv. actinidae (Psa) hat weltweit verheerende Pflanzenkrankheiten bei Kiwis verursacht. Die Krankheit, die sich in Form von nekrotischen Flecken auf…

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Neue Erkenntnisse zur Atherosklerose

TREM2, ein Rezeptor auf der Oberfläche von Makrophagen, könnte eine wichtige Rolle bei der Atherosklerose spielen. Eine Publikation in Nature Cardiovascular Research vom Uniklinikum Würzburg (UKW) und der Medizinischen Universität Wien zeigt sowohl Mechanismen, über die der Rezeptor TREM2 auf die Atherosklerose einwirkt, als auch einen möglichen therapeutischen Ansatz mit dem agonistischen TREM2-Antikörper 4D9. Atherosklerose ist eine chronische Erkrankung der Gefäßwand. Ablagerungen von Lipiden, insbesondere von Cholesterin, treiben die Entstehung von Plaques in der innersten Schicht von Arterien voran. Diese…

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Am Gletscher: Mücken geben Einblick ins Ökosystem

Eingebettet zwischen schroffen Felswänden sind die Eismassen von Gletschern ein höchst unwirtlicher Lebensraum. Dennoch tummeln sich in ihrem Schmelzwasser Mückenlarven, genauer: die Vorstufen der Zuckmücken. Ein Forschungsprojekt in den Ötztaler Alpen macht sich das Vorkommen der Tierchen zunutze, um Rückschlüsse auf das Ökosystem und dessen Gefährdung durch den Klimawandel zu ziehen. Spätestens ab 2.000 Meter über dem Meeresspiegel wird es ungemütlich. Neben der Kälte sorgen extreme Wetterereignisse, knappe Nährstoffe und kurze Wachstumsperioden dafür, dass sich die meisten Lebewesen aus den…

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Forscherinnen entwickeln künstliche Bausteine des Lebens

Kölner Wissenschaftlerinnen haben erstmals künstliche Nukleotide, die Bausteine der DNA, mit mehreren zusätzlichen Eigenschaften im Labor hergestellt, die künftig als künstliche Nukleinsäuren therapeutische Anwendungen finden können / Veröffentlichung im „Journal of the American Chemical Society“. Die DNA, die die Erbinformation aller Lebewesen trägt, besteht aus nur vier verschiedenen Bausteinen, den Nukleotiden. Der klassische Aufbau dieser Nukleotide ist dreigeteilt: eine Zuckergruppe, eine Phosphatgruppe, sowie eine der vier Nukleobasen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Nukleotide sind millionenfach aneinandergereiht und bilden durch…

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Mögliche Tumormarker für die Entstehung von Leberzellkrebs gefunden

Ein Forschungsteam der MHH vergleicht Veränderungen auf natürlichen Killerzellen der angeborenen Immunabwehr bei chronisch an Hepatitis-C Erkrankten als Risikofaktor für die spätere Entwicklung eines hepatozellulären Karzinoms (HCC). Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist ein bösartiger Lebertumor, der sich aus entarteten Leberzellen entwickelt. Meist entsteht das HCC in einer stark vorgeschädigten Leber, bei der das Gewebe zerstört wird und vernarbt. Verursacht wird eine solche Leberzirrhose unter anderem durch eine Infektion mit dem Hepatitis-C-Virus (HCV). Für chronisch HCV-Infizierte ist daher das Risiko für…

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Seehundlaus – Königin des Klammerns

Forschende der Uni Kiel entschlüsseln überlegene Haltekräfte der Seehundlaus, ein obligater Ecktoparasit, unter extremen Bedingungen im Meer. Die Ergebnisse tragen zu neuen Erkenntnissen über Parasiten im Meer bei und geben Impulse für die Entwicklung etwa von Unterwassergreifern nach dem Vorbild der Natur. Die neue Studie ist kürzlich in der Nature-Fachzeitschrift Communications Biology erschienen. Insekten sind die vielfältigste und artenreichste Tiergruppe und kommen in fast allen Lebensräumen auf der Erde vor. Trotz ihrer weiten Verbreitung an Land, ist ihr Vorkommen im…

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Horizontaler Gentransfer

Wie Pilze ihre Fähigkeit zur Infektion von Insekten verbessern. Forschende des Kiel Evolution Center untersuchen erstmals im Detail, wie ein für den biologischen Pflanzenschutz wichtiger Pilz ein vorteilhaftes Chromosom horizontal weitergeben und dabei einen bislang wenig erforschten Weg des Austauschs von Erbinformationen nutzen kann. Nachhaltige, nicht auf chemischen Pestiziden beruhende Maßnahmen zum Pflanzenschutz greifen auf verschiedene Organismen und biologische Wirkstoffe zurück, um Kulturpflanzen vor Schädlingen zu schützen. Solche für den biologischen Pflanzenschutz verwendete Organismen sind zum Beispiel mikroskopisch kleine Pilze…

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