Wie neue Sequenzierungsmethoden die RNA-Geheimnisse extremer Mikroorganismen lüften: Regensburger Forschende entschlüsseln die schrittweise Ribosomen-Biosynthese in Archaeen. Archaeen sind mikroskopisch kleine Lebensformen, die neben Bakterien und Eukaryoten (einschließlich Menschen und Tieren) zu den drei Hauptformen des Lebens auf unserem Planeten zählen. Sie wurden erst Ende des letzten Jahrhunderts entdeckt und sind bekannt dafür, dass sie unter extremen Lebensbedingungen an Orten überleben, die wir normalerweise als lebensfeindlich betrachten. Neuere Studien deuten zudem auf eine enge Evolutionsgeschichte von Archaeen und Eukaryoten hin, die…
Auftaktveranstaltung des Zukunftsclusters nanodiag BW an der Universität Freiburg. Rund 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der 36 am Zukunftscluster nanodiag BW beteiligten Forschungseinrichtungen und Unternehmen tauschen sich am 19. und 20. Juli an der Universität Freiburg zu den verschiedenen Vorhaben des multidisziplinären Innovationsnetzwerks aus. In den bis zu drei Projektförderphasen werden sie in den nächsten Jahren Analysesysteme auf Basis von Nanoporentechnologie entwickeln. Diese Systeme sollen epigenetische Einflussfaktoren von Erkrankungen wie Krebs oder Diabetes frühzeitig erkennen können. Vom Einsatz könnte das Gesundheitswesen,…
Forschende der TU Wien entwickeln einen geschichteten Fotokatalysator, mit dem sich Wasserstoff sehr effizient aus Wasser herstellen lässt. Die Suche nach nachhaltigen und sauberen Brennstoffen ist angesichts der globalen Energie- und Klimakrise von zentraler Bedeutung. Ein vielversprechender und zunehmend an Relevanz gewinnender Kandidat ist Wasserstoff. Die heutige industrielle Wasserstoffproduktion hat jedoch immer noch einen beträchtlichen CO2-Fußabdruck, insbesondere bei Verfahren wie der Dampfreformierung oder der nicht nachhaltigen Elektrolyse. Ein Team um Prof. Dominik Eder vom Institut für Materialchemie (TU Wien) konzentriert…
Die Röntgenmikroskopie (Kryo-SXT) ermöglicht hochaufgelöste Einblicke in das Innere von Zellen und Zellorganellen – und das in drei Dimensionen. Bisher wurden die 3D-Datensätze zeitaufwändig manuell analysiert. Nun hat ein Team der Freien Universität Berlin einen Algorithmus entwickelt, der auf einem „gefalteten“ neuronalen Netz basiert. Mit Expertinnen und Experten aus der Zellbiologie (FU Berlin) und der Röntgenmikroskopie am Helmholtz Zentrum Berlin wurde dieser Algorithmus nun erstmals zur Analyse von Zellbestandteilen in Kryo-SXT-Datensätzen eingesetzt und konnte innerhalb weniger Minuten Zellorganellen identifizieren und…
Wie ein einziges regulatorisches Protein als Multiwerkzeug den Umbau der bakteriellen Zellwand steuert. Die bakterielle Zellwand ist einem ständigen Umbau unterworfen, um Zellwachstum und -teilung zu ermöglichen. Dazu muss die Aktivität der Zellwand abbauenden Enzyme (Autolysine) eng mit der Neubildung des Grundbausteins Peptidoglykan abgestimmt werden. Forschende haben nun herausgefunden, dass ein zentraler Regulator ganz unterschiedliche Klassen von Autolysinen steuern kann. Da zahlreiche Antibiotika gegen die bakterielle Zellwand gerichtet sind, könnten die Ergebnisse dazu beitragen, neue therapeutische Strategien gegen bakterielle Infektionen…
In Nervenzellen legen RNA-Moleküle weite Strecken zurück. Damit sie an ihrem Bestimmungsort ankommen, brauchen sie vor allem eins: ein langes Leben. Darüber berichtet das Team um Marina Chekulaeva am MDC-BIMSB in der Fachzeitschrift “Molecular Cell”. Die Strecke, die RNA in Nervenzellen zurücklegen, ist für die kleinen Moleküle in etwa vergleichbar mit einer Reise eines Menschen um die Erde. Die längsten Nervenzellen im menschlichen Körper sitzen im unteren Rücken, von hier aus wandert die RNA in weitverzweigte Ausläufer, die bis hinunter…
Es gibt Neuigkeiten aus dem Immunsystem: Dendritische Zellen wandern im Verbund an der Außenseite von Blutgefäßen entlang. Botenstoffe halten dieses dynamische Netzwerk stabil. Die Zellen des Immunsystems zirkulieren vor allem im Blut und wandern nach einer Entzündung in die Gewebe des Körpers ein. Einige Typen von Immunzellen befinden sich allerdings dauerhaft in den Geweben, wo sie sich zu dreidimensionalen Netzwerken zusammentun. Wie entstehen diese Netzwerke und wie werden sie aufrechterhalten? Für die langlebigen Makrophagen (Fresszellen) ist die Antwort schon bekannt:…
Internationales Forschungsteam um Prof. Dr. Ute Hellmich von der Friedrich-Schiller-Universität Jena zeigt die Bedeutung von bislang vernachlässigten Protein-Bereichen. Die geordneten Bereiche von Proteinen lassen sich gut untersuchen. Entsprechend viel ist auch über die Rolle dieser Bereiche in der biologischen Funktion der jeweiligen Proteine bekannt. Dass aber auch ungeordnete Bereiche entscheidend sind, das zeigte nun ein Forschungsteam um die Biochemikerin Prof. Dr. Ute Hellmich in einer umfassenden Untersuchung des ungeordneten Bereichs eines Rezeptorkanal-Proteins. Im renommierten Fachmagazin „Nature Communications“ belegt die Gruppe…
Omikron-Varianten sind weltweit für die meisten COVID-19-Infektionen verantwortlich. Im Vergleich zu früheren Virusvarianten verursacht Omikron seltener schwere Erkrankungen. Von Omikron abgeleitete Virusvarianten sind aktuell weltweit für die meisten SARS-CoV-2-Infektionen verantwortlich. Im Vergleich zu früheren Virusvarianten verursacht Omikron seltener schwere Erkrankungen. Ein wichtiger Grund hierfür ist nach aktuellem Wissensstand, dass Omikron Lungenzellen schlechter infiziert und daher seltener eine Lungenentzündung auslöst. Ein internationales Team, dem auch Wissenschaftler*innen des Deutschen Primatenzentrums – Leibniz-Institut für Primatenforschung angehören, hat jetzt jedoch eine Mutation im Spike-Protein…
Antiinflammatorische Nanopartikel ahmen Glycocalyx nach Chronische entzündliche Darmerkrankungen (CED), wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa, sind weltweit auf dem Vormarsch. Der Nutzen derzeitiger Medikamente ist begrenzt – bei problematischen Nebenwirkungen. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein südkoreanisches Forschungsteam jetzt einen neuen Behandlungsansatz vor. Er basiert auf Nanopartikeln, die eine spezielle Kohlenhydratschicht (Glycocalyx) entzündeter Darmzellen nachahmen und ihre entzündungshemmende Wirkung gezielt in den erkrankten Darmpartien entfalten. Bauchkrämpfe, schwere Durchfälle, oft begleitet von erheblichem Gewichtsverlust sind einige Symptome, unter denen CED-Patienten…
Die Reibung in unseren Gelenken ist extrem gering – wie ist das physikalisch überhaupt möglich? Messungen an der TU Wien liefern Erklärungen und Ideen für neue Behandlungsmethoden. Reibung und Verschleiß als ewiges Ärgernis – das kennt man in der Technik genauso wie in der Medizin. Ob Schaltgetriebe oder Kniegelenk, immer wünscht man sich, dass bewegliche Teile mit möglichst geringer Reibung übereinander gleiten, sodass Energieaufwand und Abnützung möglichst klein sind. Die Natur löst dieses Problem auf bewundernswert effektive Weise: Die Reibung…
Holz ist ein knappes Gut. Da ist es nur logisch, dass auch die Papierindustrie nach Alternativen sucht. Eine Forschungsgruppe um HM-Professorin Helga Zollner-Croll beschäftigt sich mit der Extraktion von Zellstoff aus Nicht-Holzpflanzen. Erfolgreich, wie sich zeigt. Für die Herstellung von Papier – sei es für Druckerpapier, Hygienepapier oder für Verpackung – werden Zellulosefasern benötigt. Eine übliche Quelle hierfür ist Holz. Zunehmend ein knapperes Gut, mit dem insbesondere in Zeiten des Klimawandels sorgsam umgegangen werden sollte. „Auch in der Zellstoffindustrie geht…
Perowskit-modifizierte LEDs zeigen Lebensmittelverderb an. Ein Forschungsteam hat Leuchtdioden (LEDs) hergestellt, die Licht in zwei Wellenlängenbereichen gleichzeitig ausstrahlen und für eine vereinfachte die Frischeüberwachung von Obst verwendet werden können. Wie die Forschenden in der Zeitschrift Angewandte Chemie schreiben, bewirkte eine Modifizierung mit Perowskitmaterialien, dass die LEDs auch im Nahinfrarotbereich emittierten, einem Wellenlängenbereich, der in der berührungsfreien Lebensmittelüberwachung wichtig ist. Perowskite sind Kristalle, die Licht einfangen und umwandeln können. Wegen ihrer einfachen Herstellung und großen Effizienz werden Perowskite in Solarzellen, aber…
Struktur eines für die Reifung von tRNA essenziellen Enzyms gibt Einblicke in die Ursache neurodegenerativer Erkrankungen. Das Biomolekül Transfer-RNA (tRNA) spielt in allen Lebewesen eine entscheidende Rolle bei der Produktion von Eiweißen. Die tRNAs entstehen in mehreren Schritten aus Vorläufermolekülen. Katalysiert wird der Prozess unter anderem durch das Enzym tRNA Splicing Endonuclease (TSEN). Defekte in TSEN führen zu einer neurodegenerativen Erkrankung, der Pontozerebellären Hypoplasie, die mit schweren Behinderungen und einem frühen Tod einhergeht. Forscher der Goethe-Universität Frankfurt und der Johannes…
Ein Team unter der Leitung von Prof. Dr. Ryan Gilmour vom Institut für Organische Chemie der Universität Münster hat in „Nature Communications“ über die schnelle Erzeugung neuer fluorierter Molekülbausteine für die Arzneimittelforschung mittels Organokatalyse berichtet. Natürlich vorkommende organische Moleküle enthalten nur selten Fluor. Für die Herstellung von Arzneimitteln oder Agrochemikalien ist dieses chemische Element jedoch unverzichtbar. Die synthetische Chemie spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung neuer fluorhaltiger Molekülbausteine. Einfache, modulare Synthese-Strategien sind besonders gefragt. Ein Team unter der Leitung…
Stickstoff-dotiertes Graphit katalysiert Reaktionen zu frühen Biomolekülen. Die Energie der Sonne und Katalysatoren, die Reaktionen beschleunigen, waren die Voraussetzung, dass sich auf der Ur-Erde erste biochemische Stoffe bildeten. Ein Forschungsteam hat nun nachgewiesen, dass ein Feststoff, der sich aus einem Ammoniak-Methan-Plasma abscheidet, nur mit Sonnenlicht die Umsetzung von Aminen zu Iminen und somit eine der entscheidenden Reaktionen auf dem Weg zu den ersten Biomolekülen katalysiert. Die Studie ist in der Zeitschrift Angewandte Chemie erschienen. Vor drei bis vier Milliarden Jahren…
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