An der TU Wien gelingt es mit Mikroskopie-Methoden, chemische Reaktionen auf Katalysatoren viel genauer und detailreicher zu beobachten als bisher. Dadurch wird nun klar, warum manche Effekte nicht vorhersehbar sind. Katalysatoren aus winzigen Metallpartikeln spielen in der Technik eine äußerst wichtige Rolle – von der Brennstoffzelle bis zur Herstellung von synthetischen Treibstoffen als Energiespeicher. Das Verhalten von Katalysatoren hängt aber von vielen Details ab, deren Zusammenspiel schwer zu verstehen ist. Selbst wenn man zweimal genau denselben Katalysator herstellt, kann es…
Antibiotika beeinflussen Zusammensetzung und Dynamik des Darmmikrobioms. Die Behandlung mit Antibiotika führt nicht nur zu einem Verlust der mikrobiellen Artenvielfalt, sondern begünstigt häufig auch die Selektion resistenter Bakterienstämme. Unklar war bislang, wie sich das Mikrobiom bei einer wiederholten Antibiotikatherapie verhält. In einer präklinischen Studie hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung zweier DZIF-Wissenschaftlerinnen mittels Metagenom- und Kultivierungsanalysen evolutionäre Mechanismen identifiziert, die nach wiederholter Antibiotikagabe zur Resilienz der mikrobiellen Gemeinschaft beitragen. Die Studie erschien jetzt im Fachjournal Cell Host & Microbe. Das…
Das Spleißosom ist die molekulare Maschine in unseren Zellen, die die Bauanleitungen für Proteine in eine lesbare Form bringt. Forschende am Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften und am Institute for Cancer Research (ICR) in London (Großbritannien) haben jetzt den entscheidenden Schritt aufgedeckt, der das Spleißosom anschaltet. Wie sie zeigen konnten, wird es durch zwei molekulare Motoren aktiviert. Die Erkenntnisse aus der Studie könnten neue Ansätze liefern, um potenzielle Krebsmedikamente zu verbessern, die auf den Spleiß-Prozess abzielen. Damit eine Zelle…
Mix and Match: Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen lüften die molekularen Geheimnisse einer methan-bildenden Mikrobe, die Sulfat in Sulfid umwandeln kann – einen gebrauchsfertigen Baustein für Zellen. Ihre Entdeckung eröffnet spannende Möglichkeiten für die Produktion von Biokraftstoff. Schwefel, ein unverzichtbarer Baustein des Lebens Schwefel ist ein grundlegendes Element des Lebens. Alle Lebewesen benötigen ihn, um Material für ihre Zellen herzustellen. Autotrophe Organismen wie Pflanzen und Algen gewinnen Schwefel, indem sie Sulfat in Sulfid umwandeln, das in die…
Einer Forschungsgruppe um die Marburger Biochemiker Dr. Jan Schuller und Professor Dr. Johann Heider sowie Professor Dr. Maciej Szaleniec aus Krakau ist es gelungen, mittels kryogener Elektronenmikroskopie die Struktur des Enzyms AOR aus dem Bakterium Aromatoleum aromaticum aufzudecken. „Das Bakterium nutzt dieses Molekül, um umweltschädliche Aldehydverbindungen abzubauen, es besitzt im Gegensatz zu anderen Enzymen mit ähnlicher Funktion aber auch die Fähigkeit, die biotechnologisch hoch interessante Rückreaktion zu katalysieren und somit Bioalkohole herzustellen“, erklärt Schullers Mitarbeiter Fidel Ramírez-Amador, einer der Leitautoren…
Forschende des Instituts für Physiologische Chemie haben ein neues Schlüsselprotein identifiziert, das die Neubildung von Nervenzellen im Gehirn reguliert: das Protein Yap1. Sie fanden heraus, dass Yap1 ein Jekyll- und Hyde-Protein ist. Es aktiviert einerseits die Bildung von neuen Nervenzellen. Bei einer Überaktivierung könnte es andererseits dazu beitragen, dass Stammzellen im Gehirn sich in Krebszellen entwickeln. Diese ersten vorklinischen Erkenntnisse der Mainzer Forschenden bieten einen Ansatz, um aufzuklären, wie Tumore im Gehirn entstehen. Darüber hinaus könnten sie die Grundlage für…
Die Alzheimer’sche Krankeit ist eine irreversible Form der Demenz und gilt als weltweit häufigste neurodegenerative Erkrankung. Der wichtigste Risikofaktor für diese Krankheit ist das Alter, allerdings ist noch unklar, warum. Bekannt ist, dass die Isolierschicht um Nervenzellen im Gehirn, Myelin genannt, im Alter degeneriert. Forschende am Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften konnten nun zeigen, dass defektes Myelin krankheitsbedingte Veränderungen bei Alzheimer aktiv fördert. Ein Verlangsamen der altersabhängigen Myelin-Schädigung könnte zukünftig neue Wege eröffnen, die Alzheimer-Krankheit zu verhindern oder ihr…
Neuer Link erklärt mRNA-Transport in Gehirnzellen. Max-Planck-Forschende aus Dresden, Dortmund, Frankfurt am Main und Göttingen haben gemeinsam den ersten Nachweis eines Proteinkomplexes erbracht, der für den Transport von Boten-RNA in Neuronen verantwortlich ist. Gehirnzellen können an jeder Ecke Proteine herstellen, auch in ihren langen Verzweigungen. Neuronen ohne diese Fähigkeit, verursachen schwere neurologische Störungen, die zu Behinderungen und Epilepsie führen können. Die Forschungsgruppen um Marino Zerial, Max-Planck-Institut (MPI) für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden, und Stefan Raunser, MPI für molekulare…
Forschenden ist es gelungen, Elektronen, die sich langsam bewegen, in einem Lösungsmittel herzustellen. Dank solcher Elektronen könnten bestimmte chemische Reaktionen in Zukunft effizienter werden. Eigentlich wollte das internationale Team von Forschenden ein rätselhaftes chemisches Objekt nachweisen: ein sich in Lösung befindliches Dielektron. Dieses besteht aus zwei Elektronen. Im Gegensatz zu einem Atom besitzt es keinen Kern. Bisher konnten Wissenschaftler:innen solche Objekte nicht direkt nachweisen. Während die Forschenden unter der Leitung von ETH-Professorin Ruth Signorell solche Dielektronen untersuchten, entdeckten sie zufällig…
Neuer Sonderforschungsbereich an der Charité. Das Neuroblastom ist die dritthäufigste bösartige Krebserkrankung bei Kindern. Die Heilungschancen sind sehr unterschiedlich, insbesondere bei fortgeschrittenen Fällen wird der Tumor leider oft resistent gegen die Therapie und ist bereits bei Diagnose metastasiert. Um die Behandlungsmöglichkeiten dieser Kinder zu verbessern, wollen Forschende unter Leitung der Charité – Universitätsmedizin Berlin in dem Sonderforschungsbereich „Entschlüsselung evolutionärer Mechanismen beim Neuroblastom“ nun untersuchen, wie ein solcher Tumor eigentlich entsteht und sich weiterentwickelt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Vorhaben…
Die überraschend neu entdeckte Glasfrosch-Art Chimerella mira aus Zentral-Peru kann durch ihre Augenfärbung von anderen Arten unterschieden werden. Glasfrösche tragen ihren Namen, weil ihre Bauchhaut durchsichtig ist und man durch sie die inneren Organe des Frosches erkennen kann. Sie zeigen bemerkenswerte Verhaltensweisen, indem sie zum Beispiel ihre Eier auf Pflanzen über Gewässern ablegen und diese Gelege gegen Freßfeinde verteidigen bis die Kaulquappen schlüpfen und ins Wasser fallen, um dort ihre Entwicklung zum Frosch abzuschließen. Derzeit sind 163 Glasfrosch-Arten aus den…
Haben intelligente Menschen ein “schnelleres” Gehirn? Forschende des BIH und der Charité – Universitätsmedizin Berlin gemeinsam mit einem Kollegen aus Barcelona machten den überraschenden Befund, dass Versuchspersonen die bei Intelligenztests besser abschnitten zwar einfache Probleme schneller lösen konnten, sie für schwierige Aufgaben jedoch mehr Zeit benötigten als Teilnehmende, die mit niedriger Punktzahl abschnitten. In personalisierten Gehirnsimulationen der 650 Teilnehmer*innen konnten die Forschenden ermitteln, dass Gehirne mit verringerter Synchronisation zwischen den Hirnarealen bei Entscheidungen regelrecht “zu voreiligen Schlüssen springen”, anstatt abzuwarten…
Wie Bakterien mit Elektrizität und Kohlendioxid nützliche Chemikalien produzieren können. Bei der mikrobiellen Elektrosynthese nutzen Mikroorganismen CO2 und Elektrizität, um zum Beispiel Alkohol zu produzieren. Wie dieser Prozess biologisch funktioniert, darüber wurde bisher jedoch nur spekuliert. Forschende des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI) konnten nun erstmals experimentell bestätigen, dass Bakterien Elektronen aus Wasserstoff nutzen und mehr Chemikalien produzieren können als bisher bekannt. Mikrobielle Elektrosynthese ist vor dem Hintergrund von Klimawandel und Energiewende eine vielversprechende Technologie: Sie kann Kohlendioxid binden,…
Proteine sind biologische Moleküle, die in sämtlichen Lebensformen beinahe alle biochemischen Aufgaben übernehmen. Dabei führen die winzigen Strukturen ultraschnelle Bewegungen aus. Um diese dynamischen Prozesse künftig genauer als bisher ergründen zu können, haben Forschende einen neuen Auswertungsalgorithmus entwickelt, mit dem sich Messungen an Freie-Elektronen-Röntgenlasern wie dem SwissFEL effizienter auswerten lassen. Diesen stellen sie nun im Fachblatt Structural Dynamics vor. Manchmal, wenn man beim Autofahren das Navigationssystem benutzt, verortet einen das Gerät kurzzeitig neben der Strasse. Dies liegt an der Ungenauigkeit…
Ein internationales Forscherteam aus Japan und Luxemburg zeigt erstmals, dass sich krankhafte Formen des Proteins α-Synuclein im Blut von Patienten zur Diagnose der Parkinson-Krankheit nutzen lassen. Außerdem können sie auf diese Weise verschiedene neurodegenerative Bewegungsstörungen voneinander unterscheiden. Diese bahnbrechenden Ergebnisse, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Medicine veröffentlicht wurden, sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer verbesserten Diagnostik anhand einfacher Blutproben. Die Parkinson-Krankheit, die Lewy-Körperchen-Demenz und die Multisystematrophie bilden eine Gruppe neurodegenerativer Erkrankungen, die als Synucleinopathien bezeichnet werden….
Biophotonik-Professor Thomas Hellerer und Doktorand Thomas Kellerer der Hochschule München entwickeln ein innovatives Bildgebungsverfahren, das winzige Wirkstofflieferanten beispielsweise von mRNA-Impfstoffen in der Zelle in Echtzeit trackt – und gleichzeitig Informationen über deren Umwelt liefert. Die Corona-Pandemie hat sie in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt: Impfstoffe, die auf der mRNA-Technologie basieren, haben wesentlich zur Bekämpfung der Pandemie beigetragen. Sie setzen voraus, dass das Botenmolekül mRNA in das Innere von Zellen geschleust wird. Da „nackte“ mRNA sehr empfindlich ist, wird sie dabei…
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