Biowissenschaften Chemie

Welche möglichen räumlichen Strukturen können komplexe Proteine einnehmen? Diese Frage beantworten Konstanzer Biophysiker*innen am Beispiel von Ubiquitin-Dimeren durch eine neuartige Kombination hochauflösender NMR-Spektroskopie mit aufwendigen Computersimulationen. Proteine bestehen aus Aminosäuren, die nach Vorgabe unseres Erbguts zu langen Aminosäureketten verknüpft werden. Diese liegen jedoch nicht einfach wie Perlenketten zusammengerollt in unseren Zellen vor, sondern falten sich zu komplexen, dreidimensionalen Strukturen. Dabei bestimmt die Faltung eines Proteins in entscheidendem Maße dessen Funktion: Aus ihr geht beispielsweise hervor, mit welchen anderen Molekülen ein…

Erfassung der Wildtierpopulationen erlaubt Rückschlüsse auf das Übertragungsrisiko von Infektionskrankheiten auf den Menschen. Die allseits bekannten Wattestäbchen, mit denen wir während der COVID-19-Pandemie so vertraut geworden sind, könnten auch ein wertvolles Werkzeug sein, um Biodiversität zu erfassen. Zu diesem Ergebnis kam ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Instituts für One Health (HIOH) in Greifswald, einem Standort des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI). Die Gruppe fand heraus, dass sich unzählige Vögel und Säugetiere durch einfaches Abtupfen der von den Tieren auf…

Alexandra Stolz erhält Exploration Grant der Boehringer Ingelheim Stiftung. Mit einem „Exploration Grant“ von 161.000 Euro fördert die Boehringer Ingelheim Stiftung ein Projekt von Dr. Alexandra Stolz von der Goethe-Universität. Die Gruppenleiterin am Institut für Biochemie II sucht gemeinsam mit Prof. Jeff Kelly vom Scripps Research Institute im kalifornischen San Diego nach Substanzen, mit denen sich das zelleigene Entgiftungs- und Entsorgungsprogramm gezielt anschalten lässt, um damit vor allem neurodegenerative Krankheiten bekämpfen zu können. Alexandra Stolz ist assoziiert mit dem Clusterprojekt…

Durch mehr Nachkommen in Jahren mit niedrigem Schädlingsbefall bleiben natürliche Tabak-Mutanten mit Abwehrschwäche in der Pflanzenpopulation bestehen. Ein Team von Forschenden am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena zeigt in einer aktuellen Studie in der Zeitschrift PNAS, dass eine einzelne Mutation, die unmittelbare Auswirkungen auf die pflanzliche Fitness hat, in natürlichen Pflanzenpopulationen langfristig erhalten bleibt. Wenn weniger Fraßfeinde in der Nähe sind, wachsen Pflanzen mit dieser Mutation sogar schneller und erzeugen mehr Nachkommen. Ein Team von Forschenden am Max-Planck-Institut für…

Wie Kortisonpräparate bei der Behandlung von akuten und chronischen Entzündungserkrankungen wirken. Forschungsteam der Universität Jena, des Universitätsklinikums Jena und der Harvard Medical School klärt einen wichtigen Mechanismus der Wirkung von Kortisonpräparaten bei der Behandlung von akuten und chronischen Entzündungserkrankungen auf. Ob Sportverletzung, „Mausarm“ oder Schmerzen im Knie – zur Behandlung von akuten Entzündungen kommen häufig Kortisonpräparate zum Einsatz. Auch chronische Entzündungskrankheiten wie Asthma, Diabetes und chronisch-entzündliche Darmerkrankungen werden mit Kortison-haltigen oder davon abgeleiteten Medikamenten behandelt. Der Grund: Diese Medikamente haben…

Eine spezielle Stärke könnte als Hilfsstoff für Medikamente die Behandlung von Patientinnen und Patienten verbessern. Sie eignet sich als Trägersubstanz für Wirkstoffe und hat Vorteile gegenüber bereits etablierten Hilfsstoffen. Das hat ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) herausgefunden. Über seine Forschung berichtet es im „Journal of Controlled Release“. Viele Wirkstoffen können aktuell nicht optimal verabreicht werden: Sie werden vom Körper schlecht aufgenommen und zu schnell abgebaut. Diese Probleme können durch sogenannte Wirkstoffträger-Systeme gelöst werden, die im Körper Wirkstoffe kontrolliert über…

Der Darm ist ein idealer Ort für eng verwandte Bakterien, um lebenswichtige Informationen wie Antibiotikaresistenzen auszutauschen. Theoretisch sollten Bakterien der gleichen Art ähnliche Nährstoffe verbrauchen und so das Wachstum ihrer Artgenossen blockieren. Wie also können verschiedene Stämme im Darm zusammenleben? ETH-​Forschende zeigen, dass Unterschiede in der Nährstoffverwendung die Koexistenz zweier Stämme ermöglichen und so den Austausch von Resistenzen fördern. Bakterien werden zunehmend resistent gegen gängige Antibiotika. Ein Schlüsselfaktor ist dabei der Austausch von Resistenzen zwischen eng verwandten Bakterienstämmen. Wenn verwandte…

Genetische Überreste von Viren, die im menschlichen Erbgut natürlicherweise vorkommen, könnten für den Verlauf neurodegenerativer Erkrankungen von Bedeutung sein. Zu diesem Schluss kommen Forschende des DZNE auf der Grundlage von Studien an Zellkulturen. Sie berichten darüber im Fachjournal „Nature Communications“. Nach ihrer Einschätzung könnten solche „endogenen Retroviren“ zur Ausbreitung abnormaler Proteinaggregate – wie sie für bestimmte Demenzerkrankungen typisch sind – im Gehirn beitragen. Die viralen Relikte wären damit potenzielle Ansatzpunkte für Therapien. Schon länger wird diskutiert, ob Virusinfektionen zur Entstehung…

Forschende des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD), des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg haben an akuter lymphatischer Leukämie (ALL) erkrankte Erwachsene mit CAR T-Zellen der dritten Generation behandelt. Ihre Studie stellt eine hohe Wirksamkeit bei vergleichsweise schwachen Nebenwirkungen fest und eröffnet damit neue therapeutische Perspektiven für Patientinnen und Patienten mit ALL. Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD). Die akute lymphatische Leukämie ist…

SARS-CoV-2-Viren gelingt es, menschliche Zellen mit einem Minimum eigener Proteine zu kapern und als Brutkästen für ihre Nachkommen zu nutzen. Eines der viralen Multifunktionsproteine ist das Nucleocapsidprotein (N), das in Vervielfältigung und Verpackung eine zentrale Rolle spielt. Forschende der Goethe-Universität haben jetzt herausgefunden, wie N sowohl virale RNA allgemein als mithilfe von „Fingern“ auch spezifische RNA-Positionen erkennt. Die spezifische Erkennung ist an die erhöhte Temperatur der Wirtszelle angepasst. Möglicherweise wird Fieber, das wir im Laufe einer Infektion entwickeln, von SARS-CoV-2…

Eine neue Studie zeigt das Potenzial künstlich erzeugter DNA-Strukturen, die mit Antikörpern bestückt werden und das Immunsystem gezielt gegen Krebszellen richten. Immuntherapien gelten im Kampf gegen den Krebs als besonders vielversprechend. Das Prinzip: Das körpereigene Immunsystem so aktivieren, dass es schädliche Zellen identifiziert und zerstört. Dabei sollten Krebszellen möglichst effektiv und zielgerichtet erkannt werden, ohne dass gesunde Zellen zu Schaden kommen. Ein Team aus Forschenden der LMU, der Technischen Universität München (TUM) und von Helmholtz München hat nun eine neue…

Wenn es brennt, greift das Feuer schnell auch auf Gardinen oder Polstermöbel über. Flammschutzmittel sollen das verhindern – doch viele von ihnen sind giftig für Mensch und Umwelt. Um künftig sicherere Flammschutzmittel herstellen zu können, untersucht Prof. Dr. Burak Atakan vom Lehrstuhl für Thermodynamik an der UDE ihre Wirkungsweise gemeinsam mit dem Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West (DTNW), einem An-Institut der UDE. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Projekt die nächsten drei Jahre mit ca. 612.000 Euro. Um die Ausbreitung eines Brandes…

… zentral für Lernfähigkeit von Säugetiergehirnen. Deutsch-amerikanisches Forschungsteam um Freiburger Physiologen zeigt die fundamentale Bedeutung der Noelin-Proteine für die Plastizität von Nervenzellen auf Ergebnis von Untersuchungen der molekularen Struktur nativer Glutamatrezeptoren des AMPA-Typs Noelin-Mangel führt zu langfristigen negativen Auswirkungen auf die Morphologie und Funktion von Neuronen Einem deutsch-amerikanischen Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Bernd Fakler von der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg, ist es gelungen, den zentralen Einfluss von Noelin1-3-Proteinen auf die Lernfähigkeit von Säugetiergehirnen nachzuweisen. Die ausführlichen…

… der Evolution auf ozeanischen Inseln. Gehölzpflanzen sind auf ozeanischen Inseln ungewöhnlich häufig anzutreffen. Wissenschaftler*innen der Universität Bayreuth haben jetzt zusammen mit Forschungspartnern in Italien, Großbritannien, Norwegen und Spanien eine neue Erklärung dieses Phänomens entdeckt: Mit der Verholzung von Biomasse haben sich viele auf ozeanischen Inseln heimische Pflanzenarten vor den Folgen häufiger Vulkanausbrüche geschützt, bei denen weite Gebiete mit großen Aschemengen bedeckt werden. Verholzende Pflanzen können auch bei Ascheschichten von bis zu einem halben Meter überleben. Am Beispiel der Kanareninsel…

Singulett-Sauerstoff-Batterie für die photodynamische Therapie tiefsitzender Infektionen. Bei der antibakteriellen photodynamischen Therapie werden durch Bestrahlung reaktive Sauerstoffspezies erzeugt, die Bakterien abtöten. Da sie externes Licht und Sauerstoff benötigt, ist sie nur für oberflächliche Infektionen geeignet. Ein chinesisches Forschungsteam stellt jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie eine molekulare „Singulett-Sauerstoff-Batterie“ vor, die mit reaktivem Sauerstoff „beladen“ wird, den sie in tiefen Gewebeschichten freisetzt, und zielgerichtet Methicillin-resistente Staphylokokken angreift. Antibiotika-resistente Keime sind auf dem Vormarsch. Für gesunde Menschen zwar oft harmlos, nutzen die…

Bisher ging man davon aus, dass RNAs und Proteine im Rahmen zellulärer Abläufe nur kurzzeitig miteinander interagieren. Das stimmt so nicht, wie Forschende des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie in Marburg entdeckten. Im Entwicklungszyklus von Bakterien-Viren werden bestimmte RNAs fest an Wirtsproteine „angeklebt“. Das Prinzip der RNAylierung könnte neue Wege für die Phagentherapie oder die Entwicklung von Medikamenten eröffnen. „Leben beruht auf Beziehungen zwischen Molekülen“, schrieb der berühmte Biologe Linus Pauling. Wechselwirkungen zwischen Proteinen und RNA (Ribonukleinsäuren) bestimmen beispielsweise die Translation,…