Biowissenschaften Chemie

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“Tanz der Ladungen”

…ermöglicht neue Art der chemischen Reaktivität. Neue Studie ermöglicht beispiellose Form der Alkentransformation. Ein Team der Universität Wien unter der Leitung von Nuno Maulide hat eine neue Methode zur Umwandlung von Alkenen in komplexere Produkte entwickelt. Alkene sind Bausteine, die in verschiedensten Anwendungen – von Pharmazeutika bis Petrochemie – nötig sind und deren Transformation in andere Produkte von besonderem Interesse ist. Der innovative Ansatz der Chemiker*innen: Sie nutzen “tanzende” positive Ladungen für die Alkentransformation, und umgehen damit die bisherige Notwendigkeit…

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Erkennen, angreifen, ausschalten

Wie Seepferdchen-förmige Toxine Insekten töten. Dortmunder Max Planck-Forschende enthüllen erstmals die detaillierte Struktur des Bakterientoxins Mcf1. Auch Insekten werden regelmäßig von krankheitserregenden Bakterien befallen. Diese setzen dabei Toxine frei, um ihre Wirte zu töten. Das Bakterium Photorhabdus luminescens beispielsweise pumpt Insektenlarven mit dem tödlichen Toxin “Makes caterpillars floppy 1” (Mcf1) voll, wodurch die Larven erst erschlaffen und dann sterben. Doch wie Mcf1 seine verheerende Wirkung entfaltet, war bisher ein Rätsel. Forschenden unter der Leitung von Stefan Raunser, Direktor am Max-Planck-Institut…

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Wie man helle Quantenpunkte noch heller macht

Mit Hilfe chemischer Verfahren und quantenmechanischer Effekte haben Forschende die Helligkeit von Quantenpunkten aus Blei-​Halogenid-Perowskiten deutlich verbessert. Durch Aufbringen von Phospholipiden auf die Oberfläche der Quantenpunkte wurde die Photonenerzeugung stabiler. Unter Ausnutzung eines quantenmechanischen Effekts konnte zudem die Anzahl der pro Sekunde erzeugten Photonen erhöht werden. Quantenpunkte sind so etwas wie künstliche Atome: Nur wenige Nanometer gross und aus Halbleitermaterialien bestehend, können sie Licht einer ganz bestimmten Farbe aussenden oder gar einzelne Photonen, was für Quantentechnologien wichtig ist. Die Entdecker…

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Grünes Methanol für die Kreislaufwirtschaft

– neuer Katalysator am LIKAT entwickelt. Das ist die Vision: am Feldrand oder auf dem Betriebshof mittels erneuerbarer Energien den Grundstoff Methanol zu produzieren. Gebraucht würden dafür außer Wind oder Sonne noch Wasser und CO2, um zu den Ausgangsstoffen des grünen Methanol-Verfahrens zu gelangen: Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2), die katalytisch zu Methanol reagieren. Möglich macht dies ein neuer Katalysator, der in Rostock entwickelt wurde. Ein Verfahren auf dieser Basis verzichtet komplett auf fossile Rohstoffe. Und es ist hochselektiv, d.h….

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Neuer Ansatz für die Alternsforschung

Erkenntnisse des Forschungsteams um Dr. Holger Bierhoff zu molekularem Mechanismus, der bei der Entstehung von Brustkrebs eine wichtige Rolle spielt, dienen auch der Alternsforschung am FLI. Jena. Mit einer wichtigen Entdeckung ging die Friedrich-Schiller-Universität Jena Mitte Januar 2024 an die Öffentlichkeit: Ein Team von Forschenden der Universitäten Jena und Shenzhen (China) sowie des Uniklinikums Jena hatten einen molekularen Mechanismus entschlüsselt, der bei der Entstehung von Brustkrebs eine wichtige Rolle spielt. Interessanterweise wird dieser Mechanismus durch die so genannte lange, nicht-codierende…

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Aktive Nervenfasern im Gehirn werden dynamisch mit Energie versorgt

Spezialisierte Zellen namens Oligodendrozyten reagieren auf die Aktivität der Hirnzellen und versorgen die langen Nervenverbindungen bedarfsgerecht mit Energie, wie UZH-Forschende zeigen. Wird bei Mäusen diese zelluläre Kommunikation unterbrochen, treten mit fortschreitendem Alter Schäden an den Nervenfasern auf, die jenen bei neurodegenerativen Erkrankungen ähneln. Die Gehirnfunktion ist abhängig von der schnellen Weiterleitung elektrischer Signale entlang der Axone. Diese langen Ausläufer der Nervenzellen verbinden Milliarden von Hirnzellen miteinander. Um eine schnelle und effiziente Signalübertragung zu gewährleisten, werden die Axone von speziellen Zellen…

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Calciumionen als Tumorgift

Die Öffnung von Calciumkanälen führt zu einem tödlichen Calciumeinstrom in Tumorzellen. Calciumionen sind zwar lebensnotwendig für Zellen, wirken in höheren Konzentrationen aber als Gift. Einem Forschungsteam ist es nun gelungen, mit einem Kombinationswirkstoff den Einstrom von Calcium in die Zelle so zu beeinflussen, dass tödliche Konzentrationen entstehen. Eine externe Calciumquelle ist dafür nicht nötig, da nur das gewebeeigene Calcium aktiviert wird, heißt es in der Studie, die in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht wurde. Biologische Zellen benötigen Calciumionen unter anderem…

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Es liegt in unseren Genen

– und wie sich unser Genom in 3D faltet. Ob wir gesund bleiben oder schwer erkranken, wird von unseren Genen mitbestimmt. Aber auch die Faltung unseres Genoms hat darauf maßgeblich Einfluss, denn die 3D-Genomorganisation regelt, welche Gene an- und abgeschaltet werden. Forschenden um Marieke Oudelaar und Elisa Oberbeckmann am Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften ist es jetzt gelungen, die 3D-Faltung des Hefegenoms im Labor nachzustellen und die zugrunde liegenden Mechanismen zu entschlüsseln. Unser Körper besteht aus hunderten verschiedenen Zelltypen, die…

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Enzym für die Biokatalyse nutzt Lösungsmittel als Substrat

Ein Bochumer Team hat eine neue Reaktion entdeckt, die es erlaubt, schwierige Bindungen zu brechen. Außerdem ist der Biokatalysator in Lösung stabil. Viele Anwendungen der chemischen Industrie benötigen als Treibstoff die Moleküle NADH oder NADPH. Ihre Herstellung durch einen Biokatalysator hat das Team von Prof. Dr. Dirk Tischler, Leiter der Arbeitsgruppe Mikrobielle Biotechnologie der Ruhr-Universität Bochum, genau untersucht. Die Forschenden konnten belegen, dass der Biokatalysator Format-Dehydrogenase neben Format auch Formamide umsetzen kann. Zum einen heißt das, dass das Enzym auch…

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Gruppe von Enzymen hilft in Chloroplasten beim Stressabbau

Stress wie Hitze oder Kälte kann bei Pflanzen etwa in den Chloroplasten, den Orten der Photosynthese, dazu führen, dass reaktiver Sauerstoff bestimmte Proteine oxidiert, das heißt, ihnen Elektronen wegnimmt. In der Folge können sie oft ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen. Ein Forscherteam um die Kaiserslauterer Professorin Dr. Stefanie Müller-Schüssele hat nun herausgefunden, dass eine Enzym-Gruppe, die Glutaredoxine, helfen, diesen oxidativen Stress abzubauen. Sind sie nicht vorhanden, können die Chloroplasten den Grundzustand nur langsam wiederherstellen, in dem die Proteine in reduzierter…

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Netzwerker unter beengten Umständen

Deutsch-israelisches Forschungsteam untersucht messenger-Ribonukleoproteine. Mehr als 1.000 Akteure sind in einer Zelle daran beteiligt, wenn genetische Information in Proteine übersetzt wird. Ein neues deutsch-israelisches Forschungsprojekt arbeitet daran, deren jeweilige Aufgabe zu identifizieren. Wenn in den Zellen des Menschen genetische Information aus dem Zellkern ins Zellplasma transportiert und dort in Proteine übersetzt werden soll, kommt einem bestimmten Molekül eine zentrale Rolle zu: der mRNA – vom englischen messenger RNA oder übersetzt: der Boten-RNA. Damit diese mRNA ihre Arbeit nach Plan erledigen…

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Erste Lupus-Patientin erfolgreich mit CAR-T-Zell-Therapie behandelt

Wissenschaftler:innen der Universitätsmedizin Mainz haben erstmals eine Patientin mit der Autoimmunkrankheit Lupus erfolgreich mit der sogenannten CAR (Chimäre Antigen-Rezeptor)-T-Zell-Therapie behandelt. Insbesondere für schwere Erkrankungen, bei denen die bisher vorhandenen Therapien nicht ausreichend wirksam sind, stellt dieses hochmoderne immuntherapeutische Verfahren eine neue, vielversprechende Behandlungsoption dar. Als eines von zwei Zentren in Deutschland und einziger Standort in Rheinland-Pfalz bietet die Mainzer Universitätsklinik die innovative Immuntherapie jetzt im Rahmen einer klinischen Studie auch für Betroffene mit Autoimmunerkrankungen an. Universitätsmedizin Mainz bietet als eines…

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Neuer Signalweg gefunden: Atherosklerose besser verstehen

Ein Team um die LMU-Mediziner Christian Weber und Yvonne Döring hat neue Mechanismen nachgewiesen, die an der Entstehung entzündlicher Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt sind. Atherosklerose ist eine chronische entzündliche Erkrankung an den Innenwänden von Blutgefäßen und damit für viele Herz-Kreislauf-Erkrankungen verantwortlich. Dabei spielen sogenannte dendritische Zellen eine Rolle, deren Funktion es ist, Fremdstoffe im Körper zu erkennen und eine Immunantwort dagegen einzuleiten. Sie produzieren das Signalprotein CCL17, welches einen regulatorischen Einfluss auf die Aktivität und Mobilität von T-Zellen hat, die wiederum infizierte…

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mRNA-Wirkstoff bekämpft erfolgreich Eierstockkrebs in Mäusen

Eierstockkrebs ist oft sehr aggressiv und spricht schlecht auf die verfügbaren Therapien an. Eine aktuelle Studie der Goethe-Universität Frankfurt und des Universitätsklinikums Frankfurt macht Hoffnung, dass sich das mittelfristig ändern könnte. Die Forscherinnen und Forscher haben darin eine sogenannte mRNA als Wirkstoff verwandt. Mit deren Hilfe stellten die Tumorzellen ein Protein wieder her, das unkontrollierte Vermehrung der Tumorzellen verhindert oder sie abtötet. Der mRNA-Wirkstoff bekämpfte erfolgreich sowohl Krebszellen und Tumoren „im Reagenzglas“ wie auch Metastasen in Mäusen. Jedes Jahr sterben…

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Wie sich das Coronavirus gegen unser Immunsystem wehrt

Forschungsteam identifiziert „Schutzschalter“ in Protein des Virus SARS-CoV-2. Mit über 700 Millionen Erkrankten und fast sieben Millionen Toten war die weltweite Ausbreitung von Covid-19 die bislang verheerendste Pandemie des 21. Jahrhunderts. Impfstoffe und Medikamente gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 konnten den Krankheitsverlauf bei vielen Menschen abschwächen und die Pandemie eindämmen. Die Gefahr weiterer Ausbrüche ist jedoch nicht gebannt: Das Virus verändert ständig seinen Bauplan. Dadurch kann es immer effektiver menschliche Zellen infizieren und sich vermehren. Zusätzlich entwickelt es im „molekularen Wettrüsten“…

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Ein Pilz geht neue Wege

Forschende analysieren Biosyntheseweg und entdecken ein fähiges Enzym Die Untersuchung der Biosynthese von Panepoxydon, einem wichtigen Stoff für die biomedizinische Forschung, bei Ständerpilzen förderte ein neues Enzym als wichtigen Katalysator zu Tage. Die Ergebnisse der Forschenden des Leibniz-HKI, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Exzellenzclusters Balance of the Microverse wurden jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht. Der borstige Knäueling, wissenschaftlich Panus rudis, ist ein Pilz aus der Familie der Stielporlingsverwandten. Er zählt zu den Erstbesiedlern von totem Laubholz,…

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