Biowissenschaften Chemie

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Schweine als Organspender

– neue Erkenntnisse zur Prävention von Infektionen durch Retroviren. Intensiv wird daran geforscht, die Transplantation von Organen speziell gezüchteter Schweine auf den Menschen zu ermöglichen. Im Schweinegenom befinden sich allerdings die Genome verschiedener endogener Retroviren (PERV A, B and C), die möglicherweise Infektionskrankheiten verursachen könnten. Ein Forschungsteam des Paul-Ehrlich-Instituts hat bei der Schweinerasse (Yucatan-Miniaturschwein „Haplotyp SLA D/D“) nachgewiesen, dass das Retrovirus PERV-C vermehrungsfähig und daher infektiös sein könnte. Die Identifizierung des PERV-C-Genoms ermöglicht es jetzt, durch Gen-Editierung das PERV-C-Retrovirusgenom aus…

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Die Muskelgesundheit hängt von der Lipidsynthese ab

Muskeldegeneration, die häufigste Ursache für Gebrechlichkeit bei Erbkrankheiten und im Alter, könnte durch einen Enzymmangel in einem Lipid-Biosyntheseweg verursacht werden. Forscher:innen am Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften beleuchten anhand von Labormausmodellen, wie das Enzym PCYT2 die Muskelgesundheit bei Krankheit und Alterung beeinflusst. Die Ergebnisse der Studie erscheinen am 20. März in Nature Metabolism. Die Muskeldegeneration infolge von Erbkrankheiten und im Alter betrifft weltweit Hunderte von Millionen Menschen. Bei der Skelettmuskulatur, dem Proteinspeicher des Körpers, führt…

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HvSWEET11b spielt eine zentrale Rolle bei der Kornentwicklung von Gerste

Obwohl es in jedem Pflanzengenom sogenannte “Sugars Will Eventually be Exported Transporters” (SWEETs) gibt, fehlt bislang noch ein umfassendes Verständnis ihrer Funktionsweise. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des IPK-Leibniz-Instituts hat deshalb untersucht, welche Rolle SWEETs bei der Entwicklung des Gerstenkorns spielen und ist der Frage nachgegangen, welche Substrate von den SWEET-Proteinen im Samen transportiert werden. Sie konnten zeigen, dass die Expression von HvSWEET11b in Eizellen des Afrikanischen Krallenfrosches (Xenopus laevis) nicht nur den bidirektionalen Transfer von Saccharose und Glucose, sondern…

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Proteine können auf rote Blutzellen übertragen werden

Proteine spielen in Form so genannter Ionenkanäle eine überragende Rolle bei der Kommunikation zwischen Zellen. Durch diese Kanäle in der Zellmembran strömen Botenstoffe, die Mechanismen im Körper in Gang setzen oder stoppen können. Fehlen solche Kanäle oder sind sie defekt, kann das schwere Krankheiten nach sich ziehen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität des Saarlandes haben nun entdeckt, dass rote Blutzellen solche Kanalproteine untereinander austauschen können. Das könnte eine wichtige Erkenntnis für die weitere Entwicklung von Therapien gegen bestimmte Krankheiten sein….

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Neue Katalysatoren und Photomaterialien im Blick

Grundlegende Innovationen möchte Chemieprofessor Qing Ye mit borhaltigen Molekülen erreichen. Dafür hat er eine stattliche Fördersumme eingeworben, die auch Stellen für Promovierende beinhaltet. Für eine neue Generation chemischer Katalysatoren wird die Basis womöglich an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) gelegt. Hier erforscht Professor Qing Ye die Molekülklasse der Bisalkinyl-Borane. „Sie sind im Vergleich zu anderen Boranen bislang nur wenig untersucht“, sagt er, „und ich sehe in ihnen ein großes Potenzial für grundlegende Innovationen.“ Dieses Potenzial sieht offenbar auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft…

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Bakterielle Waffen gegen virale Erkrankungen

Zwei neue Naturstoffklassen mit Wirksamkeit gegen RNA-Viren entdeckt. Die COVID-19-Pandemie hat auf dramatische Weise gezeigt, dass die Entwicklung effektiver Wirkstoffe gegen virale Krankheitserreger von großer Bedeutung für die globale Gesundheit ist. Obwohl für zahlreiche Viruserkrankungen wirksame Impfstoffe zur Verfügung stehen, besteht ein dringender Bedarf an neuen und effektiven Therapiemöglichkeiten. Am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) erforscht das Team um Prof. Rolf Müller neue Wirkstoffe zur Behandlung von Infektionen. In ihren neuesten Studien konnten die Forschenden gleich zwei neue Naturstofffamilien…

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Wie Tumore Blutgefässe umwandeln

Im immer dichter werdenden Zellhaufen von wachsenden Tumoren verwandeln sich Blutgefässe in Kanäle, die mit Fasern vollgestopft sind. Das schwächt die Abwehrkraft von Immunzellen, wie Resultate von Forschenden an der ETH Zürich und der Universität Strassburg nahelegen. Vor knapp zehn Jahren machten Forschende erstmals die Beobachtung, dass Tumore verschiedener Krebsarten wie Darmkrebs, Brustkrebs oder schwarzer Hautkrebs Kanäle aufweisen, die von der Oberfläche ins Innere des Zellhaufens führen. Doch wie diese Kanäle entstehen und welche Funktionen sie ausüben, blieb lange im…

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Neue Technologien für die Produktion von mRNA-basierten Arzneimitteln

Effizient und stabil… mRNA-basierte Impfstoffe waren eine der wichtigsten Elemente bei der Bekämpfung des Corona-Virus. Die Technologie wurde ursprünglich für die Krebstherapie entwickelt und kann im Kampf gegen viele Krankheiten eingesetzt werden. Das Fraunhofer IPK erforscht jetzt gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft, wie mRNA-Therapeutika und andere Medikamente besser produziert und wirksamer angewendet werden können. Die große Herausforderung beim Einsatz von RNA-Molekülen für medizinische Zwecke ist nach wie vor, dass sie sehr schnell enzymatisch abgebaut werden. Das heißt: Ohne…

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Wo das HI-Virus im Gehirn schläft

Das Humane Immundefizienz-Virus HIV-1 kann verschiedene Gewebe des Menschen infizieren. Sobald das Virus in die Zellen eingedrungen ist, integriert es sein Genom in das zelluläre Genom, was zu einer anhaltenden Infektion führt. Die Rolle der Struktur und Organisation des Wirtsgenoms bei der HIV-1-Infektion ist bisher nicht gut verstanden. Anhand eines Zellkulturmodells, das auf Mikroglia-Immunzellen des Gehirns basiert, hat ein internationales Forscherteam unter Leitung von Wissenschaftler:innen des Universitätsklinikums Heidelberg und des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) nun die Einbaumuster von HIV-1…

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Größtes Genom eines Insekts entdeckt

Das größte bisher bekannte Genom eines Insekts wurde jetzt in einer Feldheuschrecke nachgewiesen. Es ist etwa siebenmal größer als das menschliche Genom. Die aktuelle Studie von Forschenden des Leibniz-Instituts zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) und der tschechischen Akademie der Wissenschaften, veröffentlicht in PLOS ONE, widerlegt damit die Vorstellung, dass das Erbgut von Insekten kleiner und damit weniger komplex ist. Die Gefleckte Schnarrschrecke (Bryodemella tuberculata) zählt zu den auffälligsten und heute zugleich seltensten Heuschreckenarten Mitteleuropas. Ihr letztes Rückzugsgebiet findet sie hierzulande…

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Zelluläre Müllabfuhr unterscheidet sich je nach Zelltyp

In jeder Zelle werkeln „Miniatur-Reißwölfe“, die defekte oder nicht länger gebrauchte Zellbestandteile zerlegen und recyceln. Der genaue Aufbau dieser Schredder unterscheidet sich von Zelltyp zu Zelltyp, zeigt nun eine Studie der Universität Bonn. So verfügen Krebszellen über eine Spezialvariante, die sie besonders effektiv mit Bausteinen für ihren Energiestoffwechsel versorgen kann. Die Ergebnisse sind vorab online veröffentlicht. Nun ist die finale Version in der Zeitschrift „Molecular & Cellular Proteomics“ erschienen. Lysosomen sind zentraler Teil der zelleigenen Müllabfuhr. Die von einer fettähnlichen…

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Krankheitsmodelle für Multiples Myelom entwickelt

Forschenden um Martin Janz und Klaus Rajewsky ist es am Max Delbrück Center gelungen, genetisch definierte Mausmodelle für zwei Subtypen des Multiplen Myeloms zu entwickeln. Sie helfen, die Entwicklung der Krankheit beim Menschen genauer zu verstehen. Darüber berichtet das Team im Magazin „PNAS“. B-Lymphozyten, kurz B-Zellen, sind zentrale Akteure des Immunsystems. Dringen Krankheitserreger in den Körper ein, werden B-Zellen aktiv und entwickeln sich zu Plasmazellen, die Antikörper freisetzen. Ein wichtiger Schritt ist dabei die Keimzentrumsreaktion. Wird der Reifungsprozess der B-Zellen…

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CO2-Elektrolyse statt Kohle

Die Braunkohle im Rheinischen Revier wird auch von der chemischen Industrie genutzt, um wichtige Grundchemikalien herzustellen. Doch spätestens nach dem Kohlestopp müssen diese Chemikalien auf anderen Wegen gewonnen werden. Ein Beispiel ist Kohlenmonoxid, kurz: CO, das für die Produktion von Kunststoffen und Essigsäure verwendet wird. Wissenschaftler vom Forschungszentrum Jülich arbeiten hierzu an einer klimafreundlichen Technik, die auf erneuerbar erzeugtem Strom basiert. Mittels CO2-Elektrolyse wird dabei klimaschädliches CO2 direkt in Kohlenmonoxid umgewandelt. Eine wichtige Hürde haben die Forscher nun genommen und…

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Reaktiver Sauerstoff verändert den Kohlenstoffkreislauf im Watt

Reaktive Sauerstoffspezies – sehr reaktive, sauerstoffhaltige Moleküle – beeinflussen maßgeblich die Mineralisierung in Gezeitensanden, so eine Studie von Bremer Forschenden. Ihre Untersuchung ist daher wichtig, um den Kohlenstoffkreislauf des Meeres besser zu verstehen. Das Wattenmeer, häufig besucht von Seevögeln, Meeressäugern und Erholungssuchenden, erstreckt sich auf einer Länge von 500 Kilometern entlang der Nordseeküste Dänemarks, Deutschlands und der Niederlande. Es besteht größtenteils aus so genannten intertidalen permeablen Sedimenten – also aus Meeresboden, der im Wechsel von Ebbe und Flut von Meerwasser…

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Neue Angriffsmöglichkeit gegen Staupevirus entdeckt

Das hochansteckende Hundestaupevirus ist gefährlich für Hunde und wildlebende Tiere. Zudem ist es eng verwandt mit dem ebenso hochansteckenden Masernvirus. Forschende der Universität Bern und der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften haben nun erstmals die Struktur des «Andock-Proteins» des Hundestaupevirus bestimmt und auf molekularer Ebene abgebildet. Damit ist der Grundstein gelegt für die Entwicklung neuer Therapien für eine bessere Bekämpfung von Hundestaupe – und der Ansatz kann auch für die Bekämpfung von Masern genutzt werden. Das Masernvirus und das Hundestaupevirus…

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Forschungserfolg: Wie CO2 unsere Meere beeinflusst

Das Verhalten von Mikroorganismen ist entscheidend, um zu verstehen, was der Eintrag von Kohlendioxid in den Ozeanen bewirkt. Forschende der Constructor University in Bremen haben in Zusammenarbeit mit Kolleg:innen aus Australien, den USA, und der Schweiz nun neue Erkenntnisse über den Stoffwechselaustauch zwischen den Kleinstlebewesen gewonnen. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Zeitschrift „Nature Microbiology“ veröffentlicht. Mikroorganismen sind ein zentraler Bestandteil des marinen Ökosystems – unter anderem produzieren sie Sauerstoff und binden Kohlendioxid. „Bisher wurde angenommen, dass die Diffusion…

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