Biowissenschaften Chemie

Neue Einblicke in die Eigenschaften von süßem Überzug. Für viele ist der „Amerikaner“ – ein Gebäck mit süßem, weißlichen Überzug – eine Kindheitserinnerung beim Bäcker. Doch in der Glasur steckt viel Physik und Chemie. Ein Team um Thomas Vilgis am Max-Planck-Institut für Polymerforschung hat sich zusammen mit Kolleg*innen der Technischen Universität Berlin der süßen Glasur nun angenommen und tiefere Einblicke in deren Entstehungsprozess gewonnen. Mit den Ergebnissen könnte in Zukunft der industrielle Herstellungsprozess von Fondant optimiert werden. Zucker ist der…

Wie deubiquitinierende Enzyme auch als Fubi-Proteasen wirken. Max-Planck-Forschende identifizieren Mechanismen von Schlüsselspielern im Reifungsprozess von Ribosomen mit chemisch-biologischem Werkzeugkasten. Das kleine Protein Ubiquitin ist vor allem dafür bekannt, Proteine für den Abbau zu markieren, es reguliert jedoch auch praktisch alle zellulären Prozesse. Parallel zum Ubiquitin-System existieren verschiedene andere Ubiquitin-ähnliche Modifikator-Proteine. Eines davon ist Fubi, dass trotz seiner immunmodulatorischen Aktivität bisher kaum untersucht ist. Forschende um Malte Gersch, Forschungsgruppenleiter am Chemical Genomics Centre des Max-Planck-Instituts für molekulare Physiologie, haben nun erste…

Entschlüsselung des Weges bietet Aussicht auf Infektionsblockade. Forschende der Technischen Universität Dresden und der Touro University in Nevada haben entdeckt, welchen Weg das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) nutzt, um in den Kern einer gesunden Zelle einzudringen, wo es sich vermehren und weitere Zellen infiltrieren kann. Die Forschenden haben drei Proteine identifiziert, die das Virus für die Invasion benötigt. Sie haben ihrerseits Moleküle synthetisiert, die auf eines der Proteine abzielen. In Zukunft könnten so Therapien entwickelt werden, die eine Infektion mit HIV…

Unser eigener Schädelknochen… Alzheimer, Schlaganfall, Multiple Sklerose und andere neurologische Erkrankungen verursachen schwere Schäden durch Immunzell-vermittelte Entzündung, die Neuroinflammation. Diese Entzündungen richtig zu behandeln ist eine bedeutsame medizinische Herausforderung, da das Gehirn durch den Schädelknochen und die zusätzlichen, umgebenden Membranen geschützt ist, wodurch der Zugang zum Gehirn für Behandlungsansätze reduziert ist. Kürzlich wurden jedoch kleine Kanäle für die Bewegung von Immunzellen vom Knochenmark des Schädels zum Gehirn entdeckt. Darauf aufbauend zeigen neue Forschungsergebnisse, dass Zellen im Knochenmark des Schädels in…

Ein neues Modell der DNA-Segregation. Ein mathematisches Modell liefert neue Erkenntnisse zur Verteilung der Erbinformation während der bakteriellen Zellteilung. Wenn sich Zellen teilen, sind die präzise Aufteilung der Erbinformation und zuverlässige Vererbung ringförmiger DNA (Plasmide) entscheidend. Ein Forscherteam um Dr. Seán Murray vom Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie hat eine Computersimulation entwickelt, die den Schlüsselmechanismus dieses Vorgangs erklärt. Die Arbeiten ebnen den Weg für experimentelle Untersuchungen und zeigen grundlegende biochemische Prinzipien auf, die auch für die Synthetische Biologie und medizinische Anwendungen…

Bekämpfung multiresistenter Bakterien durch hochauflösende Strukturdarstellungen. Ein europäisches Forschungsteam unter Leitung des Fachbereichs Chemie der Universität Hamburg präsentiert in einer Studie Strukturen von 17 verschiedenen Antibiotika-Ribosom-Verbindungen mit hoher Detailauflösung. Das Wissen könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger Antibiotika zur Bekämpfung multiresistenter Bakterien ebnen. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal „Nature Structural & Molecular Biology“ veröffentlicht. Ribosomen sind große Molekülkomplexe, die in den Zellen von Pflanzen, Tieren, Menschen sowie Bakterien vorkommen und Proteine herstellen. Deshalb sind sie wichtige Ziele für Antibiotika,…

Aspergillus fumigatus passt sich an das Leben im Menschen an – und formt dessen Lungen-Mikrobiom. Aspergillus fumigatus-Stämme, die Menschen infizieren, haben einen deutlich veränderten Stoffwechsel im Vergleich zu anderen Stämmen in der Umwelt. Gleichzeitig führt eine Infektion mit dem Pilz offenbar zu einer Veränderung des menschlichen Lungenmikrobioms. Zu diesem Ergebnis kommen Forschende des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI) anhand von Genom-Daten von etwa 250 Pilz-Stämmen und Lungenmikrobiom-Daten von 40 Patienten sowie darauf aufbauenden Machine-Learning-Modellen. Der Pilz Aspergillus fumigatus ist…

Hinweise auf hydrothermale Tiere im Pazifik. Bei einer Forschungsfahrt entdeckte ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Meeresbiologin Monika Bright von der Universität Wien ein neues Ökosystem in der Tiefsee. Dieses befindet sich unter der Oberfläche von hydrothermalen Schloten eines gut untersuchten Unterwasservulkans am Ostpazifischen Rücken vor Mittelamerika. Monika Bright leitete die bahnbrechende 30-tägige Expedition an Bord des Forschungsschiffs Falkor (too) des Schmidt Ocean Institute und wurde von einem internationalen Wissenschaftsteam aus den Vereinigten Staaten, Deutschland, den Niederlanden, Frankreich, Costa…

Gekommen, um zu bleiben… Einmal infiziert – immer infiziert: Herpesviren schlummern im Körper und können durch bestimmte Umstände reaktiviert werden. Das Herpesvirus HCMV ist besonders weit verbreitet, gut verträgliche und effektive antivirale Medikamente oder Impfungen gibt es nicht. Doch ein Forscherteam von FMP und Charité hat jetzt einiges über die Interaktion zwischen HCMV und seinen Wirtszellen herausgefunden, was auch für die Entwicklung antiviraler Wirkstoffe nützlich sein könnte. Die Arbeit ist soeben im Fachmagazin „Nature Microbiology“ im erschienen. Herpesviren sind tückisch:…

Seit einigen Jahren weiss man, dass sich hinter «Multiple Sklerose» eine ganze Reihe unterschiedlicher Erkrankungen verbergen, die auch angepasste Therapien erfordern. Forschende der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel beschreiben nun eine weitere MS-ähnliche Erkrankung und erklären, wie sie sich diagnostizieren lässt. Typisch für Multiple Sklerose (MS) sind die Entzündungsherde im zentralen Nervensystem: Das Immunsystem richtet sich gegen körpereigene Strukturen und zerstört die Hülle der Nervenfortsätze, die sogenannte Myelinschicht. Das Bild, das die Forschung inzwischen von der Krankheit hat, ist…

Moleküle können aktive Cluster bilden, die Stoffwechselprozesse katalysieren, indem sie selbsterzeugten Konzentrationsgradienten folgen. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS). Ihr Modell beschreibt die Selbstorganisation von Molekülen, die an Stoffwechselwegen beteiligt sind und fügt so der Theorie über den Ursprung des Lebens einen möglichen neuen Mechanismus hinzu. So lässt sich besser verstehen, wie an komplexen biologischen Netzwerken beteiligte Moleküle, dynamische und funktionale Strukturen bilden können. Die Ergebnisse bieten einen Ansatzpunkt für…

… passt sich schnell an neue Umweltbedingungen an. Im Krankenhaus erworbene Infektionen sind oft besonders schwer zu behandeln, weil die Erreger Resistenzen gegen gängige Antibiotika aufweisen. In dieser Hinsicht besonders gefürchtet ist das Bakterium Acinetobacter baumannii, für dessen Bekämpfung unter großem Druck neue Therapieansätze gesucht werden. Bioinformatiker der Goethe-Universität und der Forschergruppe FOR2251 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) haben nun innerhalb von A. baumannii eine unerwartet große Diversität bestimmter Zellanhänge nachgewiesen, die mit der Pathogenität im Zusammenhang stehen. Daraus könnten Behandlungsstrategien…

… beeinflussen die Zusammensetzung des Mikrobioms. Forschungsteam des Kieler SFB 1182, vom Helmholtz Zentrum München und der University of Southern California weist nach, dass sich eine geänderte Flüssigkeitsdynamik im Darm auf die Mikrobenbesiedlung auswirkt. Spontane rhythmische Kontraktionen des Verdauungstrakts, auch als Peristaltik bezeichnet, spielen bei den allermeisten Lebewesen eine wichtige Rolle, um eine gesunde Darmfunktion zu ermöglichen. Diese intrinsische Aktivität scheint für das Leben und die Gesundheit vieler Lebewesen unerlässlich zu sein, vermuten Forschende. Sie wird durch rhythmische elektrische Impulse…

Das akute Lungenversagen (ARDS für Acute Respiratory Distress Syndrom) ist ein lebensbedrohlicher Zustand. Eine von Thrombozyten befeuerte überschießende Immunreaktion verschlechtert zusätzlich die Lungenfunktion. Forschende der Universitätsmedizin Würzburg haben nun herausgefunden, wie diese schwere Entzündungsreaktion unterdrückt werden kann. In der von Prof. Dr. Bernhard Nieswandt geleiteten Studie wird ein bedeutender Fortschritt in dem Verständnis des akuten Lungenversagens aufgezeigt. Die Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Blood veröffentlicht. Eine von zehn intensivmedizinisch behandelten Personen entwickelt ein akutes Lungenversagen (ARDS). Die meisten dieser Atemnotsyndrome,…

Forschende entdecken neuen Ansatz, um die Population eines der gefährlichsten Malariaüberträger einzudämmen. Forschende der Universität Oldenburg und des University College London (Großbritannien) haben herausgefunden, dass der Botenstoff Octopamin eine entscheidende Rolle beim Hören von Malariamücken und mittelbar auch bei deren Paarung spielt. Diese Erkenntnis könnte einen neuen Ansatz bieten, die Vermehrung dieser Insekten einzudämmen. Der Biologe Prof. Dr. Jörg Albert von der Universität Oldenburg hat gemeinsam mit Forschenden des University College London (Großbritannien) den Hörsinn von tropischen Stechmücken der Gattung…

Forscherteam entdeckt neuen Mechanismus. Wenn Viren oder Bakterien die Atemwege besiedeln, versucht der Körper diese durch Abhusten von Schleim wieder loszuwerden. Diese natürliche Abwehrreaktion ist bei bestimmten Atemwegserkrankungen wie der Mukoviszidose oder COPD gestört. Ein Forscherkonsortium der Universität des Saarlandes und der Universität Gießen hat nun einen grundlegenden Mechanismus entdeckt, der erklärt, wie diese Immunreaktion überhaupt in Gang gesetzt wird. Dies kann helfen, wirksamere Therapien zu entwickeln. Die Studie wurde in dem renommierten Fachmagazin „Science Advances“ veröffentlicht. Wenn sich Krankheitserreger…