Biowissenschaften Chemie

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Ein einziges Molekül bringt Symbiose aus dem Gleichgewicht

Eine funktionierende Symbiose zum beiderseitigen Vorteil kann sehr fragil sein, das zeigt eine neue Studie zum Zusammenleben von Bakterien und Pilzen. Forschende des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI) in Jena fanden heraus, dass die Bakterienart Mycetohabitans rhizoxinica nur dann unbehelligt in den Hyphen des Pilzes Rhizopus microsporus lebt, wenn sie ein bestimmtes Protein produziert. In einer Symbiose schließen sich zwei Organismen zusammen und profitieren voneinander, bei der Endosymbiose lebt einer der Organismen gar im anderen. Und manchmal können sie…

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Neue Rolle für Geschmacksrezeptoren

Bitterrezeptoren könnten als endogene Sensoren für Gallensäuren dienen. Geschmacksrezeptoren für Bitteres finden sich nicht nur auf der Zunge, sondern auch auf Zellen außerhalb des Mundraums. Wie eine neue Studie des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München nun zeigt, kämen solche extraoralen Bitterrezeptoren auch als endogene Sensoren für Gallensäuren infrage. Diese Entdeckung legt nahe, dass neben Nahrungsbestandteilen auch körpereigene Substanzen die Evolution der Bitterrezeptoren beeinflusst haben könnten. Ferner liefert die Studie neue Ansätze, um gesundheitliche Effekte von Lebensmittelinhaltstoffen zu…

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Hautverjüngung als Krebsprävention

DKFZ und Beiersdorf gründen Joint Innovation Lab. Haut verjüngen – Hautkrebs vermeiden: Das ist die Vision der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im neuen Joint Innovation Lab, das Beiersdorf und das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) zum 1. Juli 2023 gründen. In dem gemeinsam betriebenen Labor nehmen die Forschenden die „epigenetische Uhr“ der Hautzellen unter die Lupe mit dem Ziel, die biologische Alterung zurückzudrehen und damit auch das Hautkrebsrisiko zu reduzieren. Die Zellen unserer Haut – wie auch alle anderen Körperzellen – tragen eine…

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Neuartige CAR-T-Zelltherapie als vielversprechende Option bei aggressiven Lungentumoren

Zusammenarbeit von Medizin Uni Innsbruck und Biotech-Firma invIOs in neuem BRIDGE-Projekt – Von neuen immuntherapeutischen Medikamenten wie der CAR-T-Zelltherapie profitieren vor allem Patientinnen und Patienten mit Blutkrebs. Bei soliden, also festen Tumoren ist der durchschlagende Erfolg bislang ausgeblieben. Das soll sich mit der Zusammenarbeit des Teams um Zellgenetiker Gottfried Baier von der Medizin Uni Innsbruck und dem Wiener Biotech-Unternehmen invIOs schon bald ändern: Sie setzen auf die Blockade von Checkpoint Proteinen in CAR-T-Zellen. Die österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützt das vielversprechende…

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Virusähnliche Transposons überwinden die Artenschranke

Wissenschaftler:innen wissen seit Jahrzehnten, dass Gene von einer Art auf eine andere übertragen werden können, sowohl bei Tieren als auch bei Pflanzen. Der Mechanismus, wie ein solch unwahrscheinliches Ereignis abläuft, war aber bisher unbekannt. Jetzt identifizierten Forschende der Gruppe von Alejandro Burga am Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften einen Vektor für horizontalen Gentransfer (HGT) in Fadenwürmer. Die Ergebnisse, die am 29. Juni im Fachjournal Science veröffentlicht wurden, könnten bei der Bekämpfung von Krankheitserregern Anwendung finden….

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DNA-Organisation in Echtzeit

Wie die Dynamik der DNA die Genaktivität steuert. Obwohl Chromosomen, die unsere genetische Information speichern, dicht gepackt sind, damit sie in den Zellkern passen, sind sie ständig in Bewegung. Bestimmte Regionen müssen in Kontakt kommen, damit ein Gen aktiviert werden kann. Eine Gruppe von Wissenschafter:innen des Institute of Science and Technology Austria (ISTA), der Princeton University und des Pasteur Instituts in Paris hat diesen dynamischen Prozess nun visualisiert. Das gibt uns neue Einblicke in die physikalischen Eigenschaften der DNA. Oftmals…

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Tarnung bei Kopffüßern

Die Suche nach guten Übereinstimmungen. Die Tarnung von Kopffüßern, eine der faszinierendsten Verhaltensweisen von Tieren, wurde bereits von Aristoteles um 350 v. Chr. beschrieben. Viele Tintenfisch-, Kraken- und Kalmararten haben Mittel entwickelt, um das Substrat, auf dem sie liegen, zu imitieren, damit sie von Beutetieren oder Räubern nicht entdeckt werden. In einem kürzlich erschienenen Artikel in der Zeitschrift Nature (28. Juni 2023) beschreiben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung und des Okinawa Institute of Science and Technology die große Raffinesse und…

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Neuer Ansatz zur Wasserspaltung

Ein Team unter der Leitung von Chemiker Prof. Dr. Armido Studer von der Universität Münster hat ein photokatalytisches Verfahren entwickelt, bei dem Wasser durch ein oxidiertes Triarylphosphin als Reagenz aktiviert wird. Die Aktivierung ist Voraussetzung, um Wasser in seine Bestandteile zu spalten. Wasserstoff gilt als ein Energieträger der Zukunft – zumindest, wenn er klimafreundlich hergestellt wird. Auch für die Herstellung von Wirkstoffen und anderen bedeutsamen Substanzen kann Wasserstoff wichtig sein. Zur Gewinnung von Wasserstoff lässt sich Wasser (H2O) durch eine…

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Rasanter Protonen-Deal

Experiment enträtselt, wie sich blitzschnelle Harnstoff-Umwandlung abspielt. Wie begann das Leben auf der Erde? Diese Frage fasziniert die Fachwelt seit langem, im Laufe der Zeit schmiedete sie diverse Theorien. Eine der Hypothesen geht davon aus, dass die Ursprünge unseres Daseins in warmen Pfützen zu suchen sind, die es vor vier Milliarden auf der Erde gegeben haben soll. Das Wasser darin hatte vermutlich Harnstoffmoleküle enthalten. Dieser war der UV-Strahlung der Sonne ausgesetzt, die damals relativ ungehindert zur Erdoberfläche durchdringen konnte. Das…

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Junge Forschende entwickeln „Fungilyzer“

– den biologischen Dünger mit Zukunftspotenzial. iGEM2023: neues HHU-Projekt Im achten Jahr nimmt ein Team von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) an iGEM („international Genetically Engineered Machine“) teil, einem internationalen studentischen Wettbewerb der synthetischen Biologie. Das diesjährige Team aus HHU-Studierenden plant, mit einem biologischen Dünger aus verbesserten symbiotischen Pilzen die Landwirtschaft effektiver zu machen. So sollen auch negative Effekte von Überdüngung auf die Umwelt eingeschränkt werden. Eine besondere Schwierigkeit für die Landwirtschaft ist, dass Pflanzen phosphathaltige Dünger nur ineffizient aufnehmen. Denn…

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Bakterielle Signalgeber im Boden

Bakterien der Gattung Streptomyces produzieren chemische Stoffe, als Arginoketide bezeichnet, auf die viele andere Mikroorganismen reagieren: Bakterien bilden daraufhin Biofilme, Algen schließen sich zu Aggregaten zusammen und Pilze bilden gleichfalls Signal-Stoffe, die sie sonst nicht produzieren und die auf weitere Organismen wirken. Das zeigt eine Studie von Forschenden des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI), für die sie verschiedene Streptomyces-Arten, die von ihnen gebildeten Arginoketide und deren Einfluss auf andere Boden-Mikroorganismen erforschten. Auch wenn Mikroorganismen nicht sprechen können, kommunizieren sie…

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Erste Beobachtung von gummiartiger Elastizität in flüssigem Glycerin

Einfache molekulare Flüssigkeiten wie Wasser oder Glycerin sind für technische Anwendungen, in der Biologie oder auch für das Verständnis von Eigenschaften im flüssigen Zustand von großer Bedeutung. Forschern am MPSD ist es nun gelungen, flüssiges Glycerin in einem völlig unerwarteten gummiartigen Zustand zu beobachten. In PNAS berichten sie, wie sie mit einem gepulsten Laser schnell expandierende Blasen auf der Oberfläche der Flüssigkeit im Vakuum erzeugten. Die mikrometerdicke Flüssigkeitshülle der Blase verhielt sich jedoch nicht wie erwartet wie eine viskose Flüssigkeit,…

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Im Reservemodus?

Fruchtfliegen bleiben durch einen Stoffwechsel­schalter im Gehirn funktionsfähig. Eine neue Studie unter der Leitung von Forschenden der Technischen Universität Dresden (TUD) zeigt, dass Zellen im Gehirn von Fruchtfliegen die bemerkenswerte Fähigkeit besitzen, ihre Energieproduktion auf Fett umzustellen. Dieser Schalter fungiert als Auslöser, um Signale an andere Organe des Körpers zu senden, damit diese in Hungerzeiten beginnen, Lipide aus den Fettspeichern in das Gehirn zu liefern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Das Gehirn, eines der energieintensivsten Organe…

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Wie das Gehirn Zahlen verarbeitet

Neues Verfahren verbessert Messung von Neuronenaktivität. Die Aktivität des menschlichen Gehirns zellgenau messen – das war bislang nur sehr eingeschränkt möglich. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben einen Ansatz entwickelt, der dies deutlich vereinfacht. Sie setzen auf Mikroelektroden und die Unterstützung von Hirntumor-Patient:innen: Während Wach-OPs nehmen diese an Studien teil. So konnte das Team zeigen, wie unser Gehirn Zahlen verarbeitet. Wir denken täglich über Zahlen nach. Das geschieht zum einen sehr konkret – wenn wir Gegenstände zählen. Zum anderen…

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Die Kraft des Lichts

Neuer Assistenzprofessor am ISTA entwickelt chemische Reaktionen mit Lichtenergie. Mit Bartholomäus Pieber hat im Juni ein neuer Assistenzprofessor am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) gestartet. Der Chemiker versucht, die gefahrlose und abfallfreie Kraft des Lichts als Energiequelle für die synthetische Chemie nutzbar zu machen. Zusammen mit seinem Team entwickelt er sowohl innovative chemische Reaktionen, die durch sichtbares Licht angetrieben werden, als auch nachhaltige Strategien für die Synthese von Feinchemikalien wie etwa Pharmazeutika. Die Lauf- oder Wanderschuhe anziehen und…

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Wie sich die Zellform reversibel ändern lässt

Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Bart Jan Ravoo (Westfälische Wilhelms-Universität Münster) und Prof. Dr. Timo Betz (Universität Göttingen) beschreibt erstmals, wie sich lebende Zellen durch eine gezielte Beeinflussung der Zellmembran mittels Lichts reversibel verformen lassen. Membranen erfüllen in lebenden Zellen viele Aufgaben: Sie grenzen die Zellen beispielsweise von der Umgebung ab und schützen sie. Außerdem leiten sie durch Transportproteine die notwendigen Nährstoffe in das Innere. Auch wenn Zellen zu Geweben zusammenwachsen, sich durch Teilung vermehren oder sich bewegen, spielen Membranen…

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