Atmen, Sehen, Hören – die Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) ist an einer Vielzahl von physiologischen Prozessen beteiligt und auch Ursache für diverse Erkrankungen. Einige GPCR-Vertreter reagieren auf mechanische Reize, wie Wissenschaftler:innen um Prof. Dr. Dr. Ines Liebscher von der Universität Leipzig herausfanden. In Zusammenarbeit mit chinesischen Forschungsgruppen ist ihnen jetzt ein weiterer Meilenstein auf dem Weg zum Verständnis des Aktivierungsmechanismus dieser Rezeptorklasse gelungen. Erstmals konnten sie die Struktur von speziellen aktiven Rezeptoren beschreiben. Die Erkenntnisse sind aktuell im international…

Menschlicher Rezeptor zur Untersuchung der Zellfunktion mit Licht. Wissenschaftler*innen der Universitätsmedizin Göttingen identifizieren den menschlichen OPN5 Rezeptor als neues Target zur Steuerung der Zellaktivität und Untersuchung der Zellkommunikation mit Licht. Veröffentlicht am 1. April 2022 in renommierter Fachzeitschrift Nature Communications. (umg/mbexc) Die Gq Proteine und die von ihnen ausgelöste Signalkaskade spielen in allen Zellen unseres Körpers eine wichtige Rolle: Botenstoffe binden an der Zellmembran und aktivieren über sogenannte G-Protein gekoppelte Rezeptoren intrazelluläre Proteine, um die Aktivität innerhalb der Zelle zu…

Chemische Synthesen in Flüssigkeiten und Gasen finden im dreidimensionalen Raum statt. Aus zufälligen Kollisionen muss in extrem kurzer Zeit etwas Neues entstehen. Doch es geht auch anders: Auf einer Goldoberfläche im Ultrahochvakuum können still nebeneinanderliegende Moleküle dazu gebracht werden sich zu verbinden– sogar solche, die in Flüssigkeiten nie miteinander reagieren möchten. Forscher an der Empa haben nun eine solche Reaktion entdeckt. Das Beste daran: die Experten können “auf Zeitlupe schalten” und bei jedem Reaktionsschritt zusehen. In der Chemie gibt es…

Bei Mikroverunreinigungen im Wasser handelt es sich häufig um Hormone, die sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken können. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig haben ein Verfahren zum photokatalytischen Abbau dieser Verunreinigungen im Durchfluss durch Polymermembranen entwickelt und in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den mit Titandioxid beschichteten Membranen zersetzt. (DOI: 10.1038/s41565-022-01074-8)…

Wissenschaftlerinnen des Zentrums für Integrative Biodiversitätsentdeckung des Museums für Naturkunde Berlin und Wissenschaftler des ZUSE-Instituts Berlin und der RWTH Aachen haben ein neues Sinnesorgan zur Wahrnehmung von Vibrationssignalen bei Kleinzikaden entdeckt und in The Royal Society Biology Letters publiziert. Die Entdeckung dieses neuen Organes bietet zahlreiche neue Forschungsansätze, da einige Arten von Kleinzikaden wirtschaftlich bedeutsame Pflanzenkrankheiten übertragen. Zur Biologischen Schädlingsbekämpfung könnte mittels Störsignal die Paarung der Insekten unterbunden und somit deren Ausbreitung eingedämmt werden. Die großen Singzikaden sind bekannt für…

Regensburger Forschende zeigen, dass der Umbau von Zucker in Fett auch parasitischen Wespen nützt. Fettsäuren und daraus hergestellte Fette spielen als Energielieferanten in Notzeiten eine wichtige Rolle für praktisch jedes Lebewesen. Daher können die meisten Organismen Zucker in Fettsäuren und Fette umwandeln, um darauf bei Bedarf zurückgreifen zu können. Dass dies auch für parasitische Wespen gilt, wurde lange in Frage gestellt. Nachdem Forschende der Universität Regensburg kürzlich gezeigt haben, dass parasitische Wespen nicht generell auf einen derart zentralen Stoffwechselweg verzichten,…

Enzyme dienen als Vorbild für die Entwicklung von synthetischen Katalysatoren mit hoher Effizienz. In vielen biologischen Prozessen ermöglichen Grenzflächen Enzymen, als Katalysatoren zu agieren. Dr. Giovanni Zamborlini und Prof. Mikro Cinchetti von der Fakultät Physik der TU Dortmund ist es in einer internationalen Forschungsgruppe gelungen, solch eine Grenzfläche zu konstruieren. An dieser können natürliche Prozesse modelliert und verstanden werden, um künftig zweidimensionale Katalysatoren mit hoher Effizienz und Selektivität zu entwickeln. Ihre Ergebnisse präsentieren sie in der neusten Ausgabe der renommierten…

Brustkrebs ist inzwischen weltweit die häufigste Tumorerkrankung. Deshalb wird Frauen in Deutschland ab dem 50. Lebensjahr eine systematische Krebsfrüherkennungsuntersuchung – das Mammographie-Screening – angeboten. Die Universitätsradiologie Münster erforscht innovative Bildgebungstechniken und deren Auswirkung auf die Effizienz der Brustkrebs-Früherkennung. Die Universitätsradiologie Münster erforscht innovative Bildgebungstechniken und deren Auswirkung auf die Effizienz der Brustkrebs-Früherkennung. In der ToSyMa-Studie wurde die Kombination aus Digitaler Brust-Tomosynthese (DBT) – einer Weiterentwicklung der digitalen Mammographie – und sogenannten synthetischen 2D-Mammogrammen mit dem bisherigen Screening-Standard verglichen. Erste Ergebnisse…

Forschende am Paul Scherrer Institut PSI und dem Istituto Italiano di Tecnologia IIT haben eine neuartige Substanz entwickelt, die ein Protein im Zellskelett lahmlegt und dadurch zum Zelltod führt. Substanzen dieser Art können so beispielsweise Tumore am Wachstum hindern. Für ihre Arbeit kombinierten die Forschenden eine strukturbiologische Vorgehensweise mit Wirkstoffdesign am Computer. Die Studie ist in dem Journal Angewandte Chemie International Edition erschienen. Das Zellskelett, auch Zytoskelett genannt, durchzieht als dynamisches Geflecht von fadenähnlichen Proteinstrukturen alle unsere Zellen. Es gibt…

Bisher gab es zwei ganz unterschiedliche Ansätze, Gewebe künstlich herzustellen. An der TU Wien entwickelte man nun einen dritten, mit dem man die Vorteile beider Varianten verbindet. Es ist ein Wunschtraum der Medizin: Wenn man aus Stammzellen künstliches Gewebe in beliebiger Form herstellen könnte, dann ließen sich Verletzungen mit körpereigenen Zellen heilen, eines Tages könnte man vielleicht sogar künstliche Organe herstellen. Allerdings ist es schwierig, Zellen auf die gewünschte Weise in die gewünschte Form zu bringen. Die Methoden, die es…

Anwendungspotenziale für Deutschland… Neue Membranmaterialien, effiziente Transport- und Trennprinzipien, selbstreinigende und -regenerierende Membranen, fluiddynamisch optimierte Membranmodule, selbstregelnde Membranprozesse, neue Membranherstellungsverfahren, die Kombination von Membrantrennung und anderen Trennverfahren und Membranreaktoren werden in diesem Positionspapier diskutiert. Die Trennung von Stoffgemischen ist eine technische und biologische Grundoperation. Die Natur setzt für die Stofftrennung eine Vielzahl von Membranen ein, wie beispielweise Gefäßwandungen, Zellwände oder Membranproteine. Bei industriellen und technischen Anwendungen dominieren jedoch nach wie vor die klassischen Trennverfahren: Destillation/Rektifikation, Extraktion, Kristallisation oder Ad- bzw….

Team der TU Darmstadt nutzt Raman- und NMR-Spektroskopie für Messungen. Wie verhalten sich Stoffe in Flüssigkeitsgemischen bei der Verdunstung und wie lassen sich Verdunstungsprozesse besser steuern? Zur Klärung dieser Fragen leistete ein Team der TU Darmstadt nun einen wichtigen Beitrag: Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gelang es erstmals, unterschiedliche Stoffkonzentrationen in Gemischen berührungsfrei nachzuweisen. Die Ergebnisse ihrer Forschung veröffentlichten sie nun im renommierten Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS). Die Verdunstung von Tropfen aus Flüssigkeitsgemischen spielt eine große…

Eine Infektion der Magenschleimhaut mit dem Helicobacter-Bakterium führt zu Magenentzündungen und erhöht zudem das Risiko für Magenkrebs. Ein Forschungsteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) konnte nun charakteristische Veränderungen in den Magendrüsen im Zuge einer Infektion aufklären. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben dabei einen bisher unbekannten Mechanismus gefunden, der die Zellteilung im gesunden Gewebe begrenzt und somit vor Krebsentwicklung schützt. Durch eine Mageninfektion wird dieser aber aufgehoben, so dass Zellen unkontrolliert…

Suche nach gut gehütetem Geheimnis von Erfolg gekrönt: Bei der Zellteilung müssen die 23 Chromosomen zunächst kopiert und später an zwei neu entstehende Tochterzellen verteilt werden. Zumindest in gesunden Zellen ist das Ergebnis erstaunlich fehlerfrei, und kein Chromosom geht jemals verloren. Verantwortlich dafür ist eine mehrschichtige Proteinstruktur, der Kinetochor. In einer interdisziplinären Zusammenarbeit untersuchten die Gruppen von Andrea Musacchio und Stefan Raunser am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie die äußerste Schicht dieser Struktur, die Kinetochor-Korona. Zusammen konnten sie die strukturelle Organisation…

Freiburger Forscher*innen veröffentlichen Arbeit im Fachmagazin Nature Reviews Cardiology zum dreidimensionalen Aufbau des Herzens. Dabei wird besonders das Potential dynamischer Untersuchungen der zellulären 3D-Ultrastruktur betont. „Diese neu gewonnenen Einblicke ermöglichen uns ein völlig neues Verständnis der Herztätigkeit, und darauf aufbauend die Entwicklung neuer therapeutischer Ideen.“ Was unterhalb der Zellebene passiert, wenn sich das Herz zusammenzieht und wieder entspannt, war lange unerforschbar. Dank neuer, ultrahochauflösender Techniken der Elektronenmikroskopie können Wissenschaftler*innen heute dem Herzen beinahe auf einer molekularen Ebene beim Schlagen zusehen….

LMU-Forschende zeigen, über welchen Weg das Protein DELE1 den Stress der Organellen erkennt: ein möglicher Ansatzpunkt auch zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen. Fehlfunktionen von Mitochondrien, kleinen Organellen im Inneren von Zellen, bringen Forschende seit längerer Zeit mit dem Alterungsprozess und altersbedingten Krankheiten in Verbindung, etwa der Alzheimer-Demenz. „Viele solcher Erkrankungen lassen sich nicht heilen, was auch daran liegt, dass wir grundlegende Mechanismen noch nicht verstanden haben“, sagt Professor Lucas Jae vom Genzentrum der LMU. Häufig wird hierbei die Fehlfunktion der Mitochondrien…