… ermöglicht die Untersuchung von Krankheiten in ihren frühen Stadien. Wie kann eine einzige kranke Zelle in einem intakten Gehirn oder einem menschlichen Herzen aufgespürt werden? Diese Fragestellung gleicht der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Die Teams von Ali Ertürk von Helmholtz Munich und der LMU und Matthias Mann am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München haben nun eine neue Technologie namens DISCO-MS entwickelt, die dieses Problem lösen kann. DISCO-MS nutzt Robotertechnologien, um Proteomikdaten von „kranken“ Zellen zu…

Insulinhypersekretion geht dem Versagen der Pankreas-β-Zellen voraus. Um Patienten mit Diabetes bestmöglich behandeln zu können, ist es notwendig, den Krankheitsmechanismus zu verstehen. MODY Typ 3 ist eine monogen vererbte Form von Diabetes, die durch einen Gendefekt im HNF1A-Gen verursacht wird. Die Folge ist ein fortschreitendes Versagen der Beta-Zellen, das zum Ausbruch der Krankheit mit Hyperglykämie führt. Warum führen Mutationen in HNF1A zu MODY3-Diabetes? Ein Forscherteam unter der Leitung von Henrik Semb, Direktor des Instituts für Translationale Stammzellforschung (IST) am Helmholtz…

Was sorgt dafür, dass Knochen gut auf Belastung reagieren? Ein Team der Charité Berlin hat Hinweise auf die Schlüsselfunktion von nicht-kollagenen Eiweißverbindungen entdeckt und wie sie den Knochenzellen helfen, auf äußere Belastungen zu reagieren. An Fischmodellen untersuchten die Forschenden Knochenproben mit und ohne Knochenzellen, um Unterschiede in Mikrostruktur und Wassereinlagerung aufzuklären. Am Berliner Forschungsreaktor BER II gelang es ihnen erstmals, die Wasserdiffusion durch das Knochenmaterial genau zu messen – mit einem überraschenden Ergebnis. Vor rund 500 Millionen Jahren entwickelten sich…

Magnetische Bakterien können ihre Fortbewegungen am Magnetfeld der Erde ausrichten, weil sie in ihrem Zellinneren Ketten magnetischer Nanopartikel enthalten. Die Baupläne für die Herstellung und Verkettung dieser Magnetosomen sind in den Genen der Bakterien gespeichert. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Professoren Dr. Dirk Schüler und Dr. René Uebe an der Universität Bayreuth hat jetzt erstmals ein Cluster solcher Gene in nichtmagnetischen Bakterien entdeckt. Diese Gene sind inaktiv, aber funktionsfähig und wahrscheinlich durch horizontalen Gentransfer in die Bakterien gelangt….

Heidelberger Wissenschaftler entschlüsseln die genetischen Grundlagen der schnellen Hodenevolution bei verschiedenen Säugetierarten und beim Menschen. Der evolutionäre Druck bei männlichen Säugetieren, die Zeugung von eigenem Nachwuchs sicherzustellen, hat zu einer rasanten Evolution des Hodens geführt. Bioinformatische Untersuchungen, die ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Prof. Dr. Henrik Kaessmann, Wissenschaftler am Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg, durchgeführt haben, zeigen, dass dieser Druck insbesondere die Evolution später Stadien der Spermienbildung beschleunigt hat. Ziel war es, erstmals vergleichend die genetische…

Neue Software zur Einstellung entwickelt. Charité-Studie zeigt Gleichwertigkeit der Software mit bisherigem klinischen Verfahren. Die Tiefe Hirnstimulation (THS) ist ein Therapieverfahren, das zur Behandlung von Parkinson-Erkrankten eingesetzt wird. Zwei im Gehirn implantierte Elektroden stimulieren dabei dauerhaft bestimmte Hirnregionen. Die Einstellung der Stimulationsparameter ist allerdings ein aufwendiger Prozess. Ein Forschungsteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin hat nun eine Software entwickelt, die die Einstellung effizienter machen könnte. In ihrer im Fachmagazin The Lancet Digital Health* erschienenen Studie konnten die Forschenden zeigen, dass…

Wie Wiederholungen von Umweltreizen im Gehirn verarbeitet werden. In unserem Alltag sind wir permanent von verschiedenen visuellen und akustischen Reizen umgeben. Und viele davon wiederholen sich ständig. Nach einer Weile gewöhnen wir uns an sie, und unser Gehirn verarbeitet dann die gleichen Töne oder Bilder etwas anders. Die Arbeitsgruppe um Dr. Stefan Dürschmid vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg konnte zeigen, dass im menschlichen Kortex unterschiedliche Netzwerke dafür zuständig sind, entweder die Antworten auf Umweltreize selbst oder die Anzahl der…

Eine internationale Forschungskooperation unter Marburger Leitung hat den Mechanismus aufgeklärt, mit dem das Enzym KAT6A zu seinen Zielgenen gebracht wird. Das Team weist nach, dass KAT6A mittels einer neu entdeckten Domäne an bestimmte Stellen der DNA andockt, an denen es die Verpackung der DNA lockert. Die Forschungsgruppe um den Biochemiker Dr. Robert Liefke berichtet im Fachblatt „Nucleic Acids Research“ über ihre Ergebnisse. Die Erbsubstanz DNA liegt nicht nackt und bloß im Zellkern, sondern wird umhüllt von einer Schutzschicht aus Proteinen,…

Nylon-6 ist ein widerstandsfähiger, nicht bioabbaubarer Kunststoff, der sich mit konventionellen Ansätzen nicht recyceln lässt. Einen neuen Recyclingweg für Nylon-6 stellt ein US-amerikanisches Team jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie vor: Mittels eines leicht zugänglichen Lanthan-Trisamido-Katalysators wird Nylon-6 hochselektiv, fast quantitativ, lösungsmittelfrei und bei relativ moderaten Temperaturen zum Ausgangsmonomer ε-Caprolactam depolymerisiert. Wie beim Abfädeln einer Perlenkette werden die Monomere dabei nach und nach vom Kettenende ausgehend freigesetzt. Nylon ist der Stoff, aus dem Strümpfe gemacht werden. Es ist aber auch…

Ein Polyester-Kunststoff mit hoher mechanischer Stabilität, der trotzdem gut recycelt werden kann und sogar kompostierbar ist: Forschende der Universität Konstanz um den Chemiker Stefan Mecking stellen ein neues Material vor. Wie können Kunststoffe so gestaltet werden, dass ihre positiven Materialeigenschaften erhalten bleiben, sie aber gleichzeitig besser rezykliert werden können? Diese und andere Fragen zur Umweltverträglichkeit von Kunststoff-Materialien erforscht der Chemiker Stefan Mecking in seiner Arbeitsgruppe an der Universität Konstanz. In ihrem aktuellen Artikel in der internationalen Ausgabe der Fachzeitschrift Angewandte…

Eine Software, die bessere Bilder von den Vorgängen innerhalb menschlicher Zellen liefert: Das ist das Ziel eines Forschungsprojekts an der Uni Würzburg. Die Chan Zuckerberg Science Initiative unterstützt das Projekt. Bildgebende Technologien sind von zentraler Bedeutung, wenn es darum geht, die Grundlagenforschung in praktisch allen Disziplinen der Lebenswissenschaften voranzutreiben. Dabei gilt: Je höher die Auflösung dieser Bilder ist, je kleiner die dargestellten Objekte sind, desto größer ist auch der Erkenntnisgewinn. Jetzt arbeitet eine Forschungsgruppe am Lehrstuhl für Biotechnologie und Biophysik…

Mit einem multimodalen Mikroskop will das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zusammen mit drei Partnern im Verbundprojekt PriMe die Erkennung von bakteriellem Befall über eine schnelle, markerfreie und berührungslose Bildgebung möglich machen. Damit ließe sich die Charakterisierung und Klassifizierung von Biofilmen maßgeblich beschleunigen – interessant ist das für die Forschung, aber auch für das klinische Umfeld und die Diagnostik. Die Zusammensetzung von Biofilmen zu entschlüsseln, dauert zurzeit mindestens einen Tag – für das klinische Umfeld, in dem Biofilme lebensbedrohlich sein…

Rare Bakterienarten sind im Ozean am aktivsten, häufige Arten hingegen sind weniger aktiv. Ein internationales Team aus Meeresbiolog*innen mit Beteiligung von Gerhard J. Herndl und Eva Sintes von der Universität Wien hat eine Methode entwickelt, die es erlaubt die Atmungsaktivität von einzelnen Bakterienarten zu bestimmen. Dabei fanden sie heraus, dass im offenen Ozean weniger häufige Bakterienarten die größten Atmungsraten haben, also mehr Sauerstoff verbrauchen und CO2 produzieren. Jene Bakterien hingegen, die besonders häufig im Ozean zu finden sind, verbrauchen eine…

Eine Studie von Forschenden der Hochschulmedizin Dresden und am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) zeigt das große wissenschaftliche Potential der Kernspinresonanz-Analyse (auch NMR-Analyse – Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) für die Erforschung von Tumorerkrankungen. Mittels NMR konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Blutserum von Patientinnen und Patienten mit Tumoren des oberen Verdauungstrakts eine spezifisch veränderte Zusammensetzung an Stoffwechselprodukten (Metaboliten) messen. Eine Analyse im Zeitverlauf lieferte starke Anhaltspunkte dafür, dass der ermittelte metabolische Fingerabdruck unmittelbar auf das Tumorwachstum zurückzuführen ist und…

Ein Forschungsteam der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig hat einen neuen Mechanismus entdeckt, der mit starkem Übergewicht bei Kindern in Verbindung gebracht wird. Eine genetische Veränderung führt zu einer ungewöhnlichen Expression eines Gens, das mit der Kontrolle des Hungergefühls zusammenhängt. Bisher wird diese Veränderung mit der allgemeinen Gendiagnostik bei Adipositas nicht erkannt. Die wichtigen Erkenntnisse wurden im renommierten Fachjournal Nature Metabolism veröffentlicht. Adipositas und daraus folgende Erkrankungen gehören zu den häufigsten Todesursachen weltweit. Die Gründe für Adipositas sind noch nicht…

Ein neues Instrument zur Identifizierung niedermolekularer Verbindungen bietet Vorteile für Diagnostik, Arzneimittelentdeckung und Grundlagenforschung. Ein neues Modell des maschinellen Lernens wird Wissenschaftlern helfen, niedermolekulare Verbindungen zu identifizieren, die in der Medizin, der Arzneimittelentwicklung und der Umweltchemie Anwendung finden. Das von Forschern der Aalto-Universität und der Universität Luxemburg entwickelte Modell wurde mit Daten aus Dutzenden von Laboren trainiert, um zu einem der genauesten Werkzeuge zur Identifizierung niedermolekularer Verbindungen zu werden. Tausende verschiedener niedermolekularer Verbindungen, so genannte Metaboliten, transportieren Energie und übermitteln…