Human Frontier Science Program fördert in Göttingen koordiniertes Forschungsprojekt. Die ersten Gehirne im Tierreich stellten einen entscheidenden Schritt in der Evolution dar. Tiere konnten nun Informationen aus der Umgebung verarbeiten, Möglichkeiten ebenso wie Gefahren erkennen. Aber wie bildeten sich die ersten Gehirne aus und welche Form hatten sie? Prof. Dr. Fred Wolf von der Universität Göttingen und vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation sowie Pawel Burkhardt vom Michael Sars Centre der Universität Bergen, Norwegen, erhalten eine Förderung des Human Frontier…

Biosensoren werden für eine schnelle und zuverlässige Erkennung von Drogen sowie Infektionen und Erkrankungen immer wichtiger. Im Einsatz etwa bei der Polizei oder im Gesundheitsbereich ist vor allem eine präzise und praktikable Anwendung entscheidend. Im Rahmen einer Studie am Institut für Physik der Universität der Bundeswehr München wurde ein Biosensor zur Erkennung von Metamphetamin (Crystal Meth) und Cortisol entwickelt, der äußerst konzentrationsgenau messen kann. Im nächsten Schritt ist die Entwicklung eines Demonstrators geplant. Zahnschäden, Hirnblutungen und Schlaganfälle – Metamphetamin, auch…

Weltweit einzige klinische Studie, in der Patient*innen mit Herzschwäche künstliches Herzgewebe implantiert wird, um den Herzmuskel dauerhaft zu stärken, hat den ersten wichtigen Meilenstein erreicht: Die Ermittlung der maximalen sicheren Höchstdosis konnte nach Behandlung von 10 Patient*innen abgeschlossen werden. Die weltweit einzige klinische Studie, in der Patient*innen mit Herzschwäche künstliches Herzgewebe implantiert wird, um den Herzmuskel dauerhaft zu stärken, hat den ersten wichtigen Meilenstein erreicht: Die Ermittlung der maximalen sicheren Höchstdosis konnte nach Behandlung von 10 Patient*innen abgeschlossen werden. Mit…

Ein Team der Technischen Universität München (TUM) hat Stammzellen angeregt, die Entstehung des menschlichen Herzens nachzubilden. Das Ergebnis ist ein Organoid, eine Art Miniatur-Herz. Damit lassen sich die früheste Phase der Entstehung unseres Herzens studieren und Erkrankungen erforschen. Etwa drei Wochen nach der Empfängnis beginnt das menschliche Herz sich zu formen. Damit liegt die frühe Phase der Herzentwicklung in einer Zeit, in der viele Schwangerschaften noch unbemerkt bleiben. Auch deshalb sind viele Details der Herzbildung unbekannt. Untersuchungen an Tieren lassen…

– menschliche Gewebemodelle mit maßgeschneiderten Biomaterialien. Menschliche Gewebemodelle statt Tierversuche? Was für manche Fragestellungen schon möglich ist, steht für komplexere Zusammenhänge und Anwendungen immer noch vor größeren Hürden. In einem gemeinsamen Projekt des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung, Mainz, und des Translationszentrums für Regenerative Therapien am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, Würzburg, sollen wissenschaftliche Grundlagen und Biomaterialien für die standardisierte Herstellung von validen Gewebemodellen erarbeitet werden. Die moderne Medizin setzt in der präklinischen Wirkstoffentwicklung zunehmend auf dreidimensionale menschliche Gewebemodelle. Diese stellen eine ethisch…

Kaliumkanäle als Strategie, um Nervenzellen vor Entzündung und Entmarkung zu schützen. Multiple Sklerose (MS) ist die am weitesten verbreitete chronisch-entzündliche Erkrankung des Zentralnervensystems. Sie ist gekennzeichnet durch eine Entmarkung der die Nervenfasern umkleidenden Myelinschicht, und bei fortschreitender Erkrankung auch die Zerstörung der darunterliegenden Nervenzellen. Im Rahmen einer internationalen Studie haben Wissenschaftler der Neurologischen Klinik der Universitätsmedizin Mannheim federführend, gemeinsam mit Kollegen aus Düsseldorf, Münster, Cambridge und San Francisco, nun Kaliumkanäle entlang der Nervenfasern im ZNS als mögliche Angriffspunkte identifiziert, um…

Ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie in Marburg und der Technischen Universität Berlin rekonstruierte längst ausgestorbene Proteine eines UV-Schutzsystems von Cyanobakterien. Das überraschende Ergebnis: die Proteine passten bereits perfekt zueinander, als sie aufeinandertrafen. Diese Entdeckung erweitert die bisherigen Kenntnisse zu den Spielregeln der Evolution. Proteine sind die Schlüsselakteure in nahezu allen molekularen Vorgängen in der Zelle. Um ihre unterschiedlichen Funktionen zu erfüllen, müssen sie mit anderen Proteinen interagieren. Solche Wechselwirkungen werden durch äußerst komplementäre Schnittstellen vermittelt. Hier sind in…

Seit mehr als 50 Jahren wird vermutet, dass Fettzellen die in ihnen gespeicherten Lipide permanent umbauen. Forschende der Universität Bonn haben diesen Prozess mit Hilfe von Kulturzellen nun erstmals direkt nachgewiesen. Die Studie zeigt unter anderem, dass die Zellen schädliche Fettsäuren schnell eliminieren. Andere veredeln sie zu besser nutzbaren Molekülen. Langfristig entstehen so beispielsweise aus den Bestandteilen von Palmfett die Bausteine hochwertigen Olivenöls. Die Ergebnisse sind nun in der Fachzeitschrift Nature Metabolism erschienen. Fettmoleküle dienen Fettzellen als Energiespeicher. Sie bestehen…

Ein deutsch-niederländisches Forscherteam definiert die mikrobiellen Nischen neu und stellt seinen Ansatz im Fachmagazin „Nature Ecology and Evolution“ vor. Was bestimmt den Lebensraum – die ökologische Nische – eines Mikroorganismus? Es sind Umweltfaktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit und Nährstoffgehalt. Aber welchen Beitrag diese im Einzelnen leisten, ist nur schwer vorherzusagen. Ein deutsch-niederländisches Forscherteam hat jetzt die mikrobiellen Nischen neu definiert: Die Forschenden haben bestimmt, welche Mikroorganismen zusammenleben. Unter der Leitung von Prof. Dr. Bas E. Dutilh von der Universität Jena und…

Seit Beginn der Corona-Pandemie arbeiten Forschende an Schleimhautimpfstoffen, die über die Nase verabreicht werden. Nun haben Berliner Wissenschaftler*innen eine abgeschwächte Lebendimpfung für die Nase entwickelt. In „Nature Microbiology“ beschreiben sie den besonderen Immunschutz, den sie auslöst. Gemeinsame Pressemitteilung von Freier Universität Berlin, Max Delbrück Center und Charité – Universitätsmedizin Berlin Coronaviren verbreiten sich vor allem durch die Luft. Wenn eine infizierte Person spricht, hustet, niest oder lacht, scheidet sie mit ihrer Atemluft Tröpfchen mit Viren aus. So können die Erreger…

In einer aktuellen Veröffentlichung zeigen Forschende des Exzellenzclusters PMI, wie ein Enzymkomplex in Darmzellen die Besiedlung mit Mikroorganismen reguliert. Das Mikrobiom des Darms, das heißt die Gemeinschaft von Bakterien und anderen Mikroorganismen, die im menschlichen Darm leben, wirkt sich nachweislich auf den Stoffwechsel und das Immunsystem des Menschen aus. Wie ein gesundes Mikrobiom im Zusammenspiel mit dem Wirt reguliert wird und wie sich Fehlbesiedlungen mit krankmachenden Keimen verhindern lassen, ist bisher immer noch nicht richtig verstanden. Einen wichtigen Mechanismus für…

Forscher:innen entwickeln neue Methode. Der Mensch besitzt mehr als 30 Billionen Zellen. Forschungsansätze zur Aufklärung von menschlichen Krankheiten oder Entwicklungsprozessen basierend auf der Analyse von Einzelnen-Zellen waren aufgrund der unzählbaren Menge von Zellen im Organismus bis vor Kurzem eine futuristische Vision. Durch die Entwicklung von neuen Sequenziermethoden wird zurzeit das Verständnis der zellulären Heterogenität revolutioniert. Seltene oder gar neue Zelltypen können mit den Technologien aufgespürt werden, indem die genetische Information auf der Basis von Ribonukleinsäureketten aus den Zellen extrahiert und…

Mit einer neuen Technik konnten Forschende live beobachten, was in der ersten Pikosekunde passiert, wenn ein Proton sich nach Lichteinstrahlung von einem Farbstoff löst. In bestimmten Molekülen, den sogenannten Fotosäuren, kann durch die Anregung mit Licht lokal ein Proton freigesetzt werden. In der Lösung kommt es zu einer plötzlichen Änderung des pH-Wertes – eine Art schneller Schalter, der für viele chemische und biologische Prozesse bedeutend ist. Bisher war allerdings noch unklar, was eigentlich genau im Moment der Protonenfreisetzung passiert. Genau…

… bietet Erleichterung für Millionen Patienten weltweit. Fast jeder vierte Krebstote hatte einen Hohlorgantumor etwa im Gallengang oder in der Speiseröhre. Ein derartiger Tumor kann meist nicht operativ entfernt werden. Möglich ist nur eine kurzzeitige Öffnung des Hohlorgans mit einem Stent, also einer röhrchenförmigen Prothese. Der Tumor wächst jedoch wieder ein und dringt durch den Stent in das Hohlorgan. Ioana Slabu vom Institut für Angewandte Medizintechnik und Benedict Bauer vom Institut für Textiltechnik haben nun eine neuartige Technologie für die…

Neurowissenschaftler der Universität Zürich haben neuartige Objektive für die Lichtmikroskopie entwickelt, die statt Linsen Spiegel nutzen. Als Inspiration dienten ihnen einerseits astronomische Teleskope und andererseits die Augen von Jakobsmuscheln. Die innovative Technologie ermöglicht hochauflösende Bilder von Geweben und Organen in einer breiteren Palette von Immersionsmedien als mit herkömmlichen Objektiven. Einige Muschelarten können sehen. Jakobsmuscheln zum Beispiel haben bis zu 200 Augen, die ihnen helfen, Fressfeinde wie herannahende Seesterne zu erkennen. Allerdings unterscheidet sich das Muschelauge erheblich vom menschlichen Auge. Während…

Kölner Forschende beschreiben einen Schlüsselmechanismus, der den Entscheidungsprozess zur Bildung des Herzens in menschlichen embryonalen Stammzellen ermöglicht. Diese Entdeckung eröffnet einen besseren Einblick in die Art und Weise, wie das menschliche Herz entsteht und was bei dem Prozess schief gehen kann: Schlimmstenfalls entstehen Herzerkrankungen oder der Embryo stirbt ab. Die Ergebnisse sind in „Science Advances“ erschienen. Beim Menschen bestimmt ein spezieller mRNA-Translationsschaltkreis bereits in einem frühen Stadium der Embryonalentwicklung die Kompetenz zur Herzbildung. Das ist das Ergebnis der neuen Studie…