Biowissenschaften Chemie

Nachhaltiger und kostengünstiger: organische Batterie mit hoher Kapazität. Unsere heutigen Akkus, z.B. auf der Basis von Lithium-Ionen, sind alles andere als nachhaltig. Eine Alternative sind organische Akkus mit sogenannten redox-organischen Elektrodenmaterialien (OEMs), die ausgehend von natürlichen „grünen“ Materialien synthetisiert werden könnten. Ein chinesisches Team stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie ein neues OEM für wässrige organische Hochleistungsakkumulatoren vor, das sich einfach und kostengünstig recyceln lässt. Traditionelle anorganische Elektrodenmaterialien in kommerziellen Akkumulatoren bringen ein ganzes Spektrum an Problemen mit sich: limitierte…

Wie Gen-Interaktionen die Evolution der Zell-zu-Zell-Variation beeinflussen. Biologische Zellen, egal ob freilebend oder Teil eines vielzelligen Organismus, müssen Hunderte von Funktionen erfüllen, um zu überleben. Dazu zählen wie beispielsweise die Fähigkeit ihre Umwelt wahrzunehmen, Nährstoffe aufzunehmen und zu verstoffwechseln, abgestorbene Teile zu regenerieren oder sich fortzupflanzen. Die Informationen darüber, wie diese Funktionen auszuführen sind, werden von den Genen getragen und durch einen Prozess namens “Genexpression”, bei dem Genprodukte hergestellt werden, praktisch umgesetzt. Diese interagieren in einem Netzwerk, das als Gennetzwerk…

… für realistische Ex-vivo-Gewebemodelle für Forschung und personalisierte Medizin. Der Professor-Franz-Brandstetter-Preis 2022 für die beste am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) angefertigte Masterarbeit wird an Frau Yu-Hsuan Peng verliehen. Sie erhält die Auszeichnung für ihre herausragende Masterarbeit „Development of programmable DNA-crosslinked hydrogels for biomedical applications“. Yu-Hsuan Peng beschreibt in ihrer von Dr. Elisha Krieg betreuten Masterarbeit eine neue Klasse weicher, mit DNA vernetzter polymerer Hydrogelmaterialien. Im Rahmen ihres durch das BMBF geförderten Projekts untersuchte sie die Eigenschaften dieser…

Membranproteine von Cyanobakterien und von höheren Organismen sind strukturell ähnlich. SynDLP könnte ein bakterieller Vorfahre von vergleichbaren Membranproteinen bei Eukaryoten sein. Die Zellen von Lebewesen sind mit Proteinen ausgestattet, die an der Gestaltung und dem Umbau der Zellmembran beteiligt sind und dadurch wichtige Aufgaben erfüllen. Die Zellmembran umschließt das Zellinnere, unterliegt aber ständigen Veränderungen etwa durch Abtrennungen, Einstülpungen oder Fusionen. Daran sind auch verschiedene Proteine beteiligt, von denen lange Zeit angenommen wurde, dass sie ausschließlich oder vorwiegend in höheren Lebewesen…

… gibt Einblick in Evolution und Tumorresistenz. Der Zwergglattwal (Caperea marginata) ist der kleinste aller Bartenwale – aber auch er wird bis zu sechs Meter lang und drei Tonnen schwer. Die selten zu sichtende Art lebt in den antarktischen Gewässern der Südhalbkugel. Wissenschaftlich ist der letzte überlebende Vertreter eines ansonsten ausgestorbenen Familienzweigs der Bartenwale noch wenig erforscht. Dabei kann sein Erbgut für die Krebsforschung interessante Informationen bereithalten, wie ein Team von Wissenschaftlern aus Frankfurt und dem schwedischen Lund jetzt herausgefunden…

Physikochemie-Team der Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien e. V. mit dem Thüringer Forschungspreis für Angewandte Forschung ausgezeichnet. Das bisher Unsichtbare sichtbar machen – das gelingt einem Forschungsteam des Instituts für Physikalische Chemie der Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien e. V.: Mittels neu entwickelter spektroskopischer Methoden können die Forschenden die bei der Photokatalyse ablaufenden Prozesse in bisher nicht erreichter zeitlicher Auflösung und Genauigkeit beobachten. Dafür sind Prof. Dr. Benjamin Dietzek-Ivanšić, Dr. Linda Zedler und Dr….

So genannte lumineszierender Solarkonzentratoren können diffuses Sonnenlicht einfangen, um es für die Stromerzeugung zu verwenden. Die Sonnenstrahlung wird durch farbige Kunststoffplatten aufgefangen, an den Rändern wandeln Mikrosolarzellen das entstandene Licht in Elektrizität um. In einer Kooperation der Universität des Saarlandes mit der Universität Pisa wurde ein an der UdS entwickeltes Material nun erstmals für flexible Solarkonzentratoren eingesetzt. An vielen Orten der Erde trifft genügend Sonneneinstrahlung auf, um Energie zu erzeugen. Jedoch will man nicht überall die klassischen dunklen Photovoltaikelemente zur…

Das Gehirn setzt nach kurzem Fasten ein Hormon frei, das die Autophagie ankurbelt. Fasten löst Recycling in den Zellen, die sogenannte Autophagie, aus. Dadurch kann unser Körper seine Zellen selbständig reinigen und neue Energie gewinnen. Es wird angenommen, dass das gesundheitsfördernd ist und den Körper jung hält. Forschende des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung in Köln haben jetzt an Mäusen gezeigt, dass das Gehirn bei diesem Prozess eine entscheidende Rolle spielt. Schon nach einer kurzen Fastenzeit löst das Gehirn die Ausschüttung des…

Elektronenmikroskopie: Nano-Reporter-Proteine machen unsichtbare Prozesse sichtbar. Wie kommunizieren die Nervenzellen unseres Gehirns miteinander? Welche Prozesse laufen ab, wenn eine T-Zelle eine Krebszelle unschädlich macht? Noch immer sind die Details der Mechanismen auf zellulärer Ebene für uns unsichtbar. Spezielle Reporter-Proteine, die ein Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) entwickelt hat, sollen dabei helfen, diese sichtbar zu machen. Ein Blick durch das Elektronenmikroskop ermöglicht Wissenschaftler:innen den bisher tiefsten Blick in zelluläre Strukturen – seine Auflösung liegt im Sub-Nanometerbereich. Sogar Zellbestandteile…

– durch Glukose schaltbare Insulin-Transporter. Patient*innen mit Diabetes Typ 1 leben mit ständigem Risiko von Über- und Unterzuckerungen. Eine genauer gesteuerte Insulin-Freisetzung könnte helfen, ihren Blutzuckerspiegel besser zu regulieren. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein Forschungsteam jetzt eine neuartige durch Glukose schaltbare Insulin-Formulierung vor. Als Träger fungierende Lipid-Nanopartikel setzen je nach Zuckerspiegel mehr oder weniger Insulin frei. In unserem Körper wird der Insulin-Spiegel im Plasma hauptsächlich von β-Zellen der Bauchspeicheldrüse gesteuert und folgt den Schwankungen des Blutzuckerspiegels. Patient*innen mit…

Mit dem äquatorialen Pazifik steht eine der abgelegensten und am wenigsten erforschten Ozeanregionen unseres Planeten im Mittelpunkt einer Expedition, die heute im Rahmen des internationalen GEOTRACES-Programms beginnt. Ein internationales Team von Forschenden untersucht unter der Leitung von Professor Dr. Eric Achterberg, mariner Biogeochemiker am GEOMAR, wie ein begrenztes Angebot an Stickstoff und Eisen das Wachstum von Phytoplankton einschränkt. Es wird vermutet, dass ein vermindertes Phytoplankton-Wachstum in dieser Ozeanregion zu einer Freisetzung von Kohlendioxid führt. Phytoplankton, mikroskopisch kleine Pflanzen, die an…

Gene sind nicht die einzigen Triebkräfte der Evolution. Die charakteristischen Flossen der Rochen entstanden, weil sich die nicht-kodierenden Teile des Genoms und seine dreidimensionale Struktur verändert hatten, berichtet ein Forschungsteam um Darío Lupiáñez vom Max Delbrück Center in „Nature“. Der Kleine Rochen tanzt anmutig auf dem Meeresboden: Seine Brustflossen umgeben ihn wie ein weiter Mantel. Sie bewegen sich wellenartig, während er unter einer Sandschicht entlang gleitet. Mit seiner gesprenkelten sandfarbenen Tarnung ist der Fisch leicht zu übersehen. Forscher*innen des Max…

Neuartiges Mikroelektroden-Array-System ermöglicht Langzeitkultivierung und elektrophysiologische Analysen. Hirnorganoide sind sich selbst organisierende Gewebekulturen, die aus Patientenzell-erzeugten induzierten pluripotenten Stammzellen gezüchtet werden und Gewebestrukturen ausbilden, die in vielerlei Hinsicht dem Gehirn in vivo ähneln. Dies macht Gehirn-Organoide sowohl für die Erforschung der normalen Gehirnentwicklung als auch für die Entstehung von Nervenerkrankungen interessant. Neuronale Aktivität, gemessen durch elektrische Signale der Zellen, konnte in den Organoiden bisher jedoch nur unzureichend untersucht werden. Ein Wissenschaftlerteam um Dr. Thomas Rauen vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin…

Leipziger Wissenschaftler steigern Effizienz. Einer der meistverwendeten Kunststoffe weltweit trägt den chemischen Namen Polyethylenterephthalat, bekannt unter der Abkürzung “PET”. Als mehrfach verwendbare PET-Getränkeflasche ist er im Alltag sehr präsent. Am Ende des Lebenszyklus des PET-haltigen Produktes stellt die umweltfreundliche Wiederverwendung der PET-Bestandteile durch die Aktivität von Enzymen eine ökonomisch und ökologisch interessante Alternative zur Verbrennung, Deponierung oder dem rein chemischen Recycling dar. Ein Forschungsteam der Universität Leipzig hat die Funktionsweise eines Enzyms, das PET in Hochleistung abbauen kann, verstanden und…

An der Universität Innsbruck haben Wissenschaftler:innen mit Hilfe des Hochleistungscomputer-Clusters “Leo” und detaillierter Detektivarbeit über 30.000 Viren entdeckt. Diese verstecken sich in den Genomen einzelliger Organismen. In manchen Fällen besteht bis zu 10% der mikrobiellen DNA aus eingebauten Viren. Bei einer groß angelegten Untersuchung von komplexen einzelligen Mikroben machten Dr. Christopher Bellas, Marie-Sophie Plakolb und Prof. Ruben Sommaruga vom Institut für Ökologie der Universität Innsbruck eine unerwartete Entdeckung. Eingebaut in das Genom der Mikroben fanden sie die DNA von über…

Bei fortgeschrittenem Brustkrebs scheitert die Behandlung oft daran, dass die Krebszellen resistent gegen die Therapie werden. Basler Forschende haben nun einen Mechanismus dahinter aufgedeckt und eine mögliche Lösung für das Problem gefunden: eine Therapie in Kombination mit einem bekannten Antioxidans, das oft auch als Schleimlöser zum Einsatz kommt. Viele Krebstherapien bringen nicht die erhofften Resultate – der Grund dafür ist oft, dass die Tumore eine Resistenz gegen das Medikament entwickeln. So zum Beispiel bei Alpelisib, einem Wirkstoff, der in der…