Ist es ein Rembrandt oder ein Vermeer? Laien fällt es oft schwer, Gemälde dieser beiden alten Meister zu unterscheiden. Das geübte Auge hingegen hat damit keinerlei Schwierigkeiten. Wissenschaftler:innen am Max-Planck-Institut für Neurobiologie haben nun nachgewiesen, dass auch Mäuse Experten darin werden können, Bilder in Kategorien zu sortieren. Die Studie zeigt, dass Teile dieses Expertenwissens bereits in den frühen visuellen Hirnarealen vorhanden sind. Das verdeutlicht, wie weit verteilt semantische Erinnerungen im Gehirn gespeichert werden. Haben Sie schon einmal versucht ein Gemälde…

Um Informationen zu speichern und zu verarbeiten, produziert und verteilt das Gehirn ständig Proteine, die wesentlichen zellulären Ressourcen. An den Synapsen (spezialisierte Verbindungen zwischen Neuronen), die im Durchschnitt über 100000 Billionen Proteine pro Tag im Gehirn verbrauchen, besteht ein hoher Bedarf an Proteinen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung, des Max-Planck-Florida-Instituts und der Goethe-Universität Frankfurt haben nun eine enge räumliche Beziehung zwischen der Proteinproduktionsmaschinerie und den Produkten in Neuronen dargestellt. Ihre Ergebnisse deuten auf die gemeinsame Nutzung lokaler Ressourcen hin: eine…

Um der zunehmenden Bedrohung durch multiresistente Keime zu begegnen, ist das Verständnis der Resistenzmechanismen zentral. Eine wichtige Rolle dabei spielen Transportproteine. Ein deutsch-britisches Forschungsteam unter Leitung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) beschreibt nun in der Fachzeitschrift Nature Communications die dreidimensionale Struktur des Transportproteins Pdr5, das ähnlich auch bei humanpathogenen Pilzen vorkommt. Die Ergebnisse können helfen, Wirkmechanismen gegen gefährliche Erreger zu entwickeln. Chemie: Veröffentlichung in Nature Communications Für den klinischen Alltag ist die Resistenz von Mikroorganismen gegen Wirkstoffe, speziell gegen Antibiotika, ein…

Wissenschaftler der Universität Münster haben systematisch untersucht, welche weißen Blutkörperchen in gesundem Zustand die Gewebe bevölkern, die das Gehirn umgeben. Sie entdeckten, dass sich B-Zellen und ihre Vorläufer in der äußeren Hirnhautschicht ansiedeln und entwickeln. Dies deutet darauf hin, dass dieser Zelltyp dort spezielle Funktionen des Immunsystems erfüllt. Möglicherweise könnte dies auch neue therapeutische Angriffspunkte für entzündliche Erkrankungen des Gehirns bieten. Das Gehirn birgt für die Medizin zahlreiche ungelöste Rätsel. Erst vor wenigen Jahren wurde entdeckt, dass die äußere Schicht…

Cyber Valley Forschende haben medizinische Lehrmittel entwickelt, die in Zukunft die Ausbildung von Chirurg:innen unterstützen könnten – ähnlich wie Flugsimulatoren angehende Pilot:innen. Das Team hat eine Reihe künstlicher Organe entwickelt, die Chirurg:innen als Trainingsplattform dienen sollen. Dank der strukturierten Daten erfahrener Mediziner:innen wird so eine quantitative und objektive Bewertung der Fähigkeiten der Auszubildenden in Echtzeit möglich. Bei der Ausbildung angehender Chirurg:innen werden immer die Anweisungen und Geschicklichkeit einer erfahrenen Person nötig sein. Eines Tages jedoch könnten von künstlicher Intelligenz (KI)…

Winzige, mit Viren beladene Tröpfchen verschwinden nach dem Ausatmen langsamer als bisherige Modelle vermuten ließen. Experimente und Simulationen der TU Wien können das nun erklären. Im Winter steckt man sich leichter an als im Sommer – das gilt für die Corona-Pandemie, für Influenza und für andere virale Erkrankungen. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die relative Luftfeuchtigkeit. Sie ist im Winter draußen viel höher als im Sommer, man erkennt das etwa daran, dass unser Atem an der kalten Luft zu Tröpfchen…

Getrocknete Blutstropfen auf Filterpapier (engl.: Dried-blood-spots, kurz DBS) für flächendeckende SARS-CoV-2 Antikörpertests zu verwenden, wäre einfach, schnell und kostengünstig. Ein Forscherteam um Privatdozent Dr. Andreas Wieser vom Tropeninstitut am LMU Klinikum München hat einen Ansatz entwickelt, durch den im Labor anti-SARS-CoV-2-Antikörper aus DBS-Proben analysiert werden können. Dieses zuverlässige und hochdurchsatz-fähige Verfahren bietet große Vorteile, besonders für die globale Anwendung in Entwicklungsländern. Das Protokoll wurde jetzt in EBioMedicine (The Lancet) veröffentlicht. Um das Infektionsgeschehen global zu verfolgen, bedarf es einfacher, kosteneffektiver…

Vielzahl an Entwicklungsgenen besetzt DNA-Schlaufen einzeln. Erbgutabschnitte mit gemeinsamen Aufgaben liegen häufig in Schlaufen eines DNA-Strangs zusammen. In vielen dieser räumlich streng abgegrenzten Bereiche sitzt jedoch jeweils nur ein einziges Gen – vorzugsweise eines, dem bei der Entwicklung des Embryos eine herausragende Bedeutung zukommt. Dort sind die Gene vor äußeren Einflüssen geschützt. Unter dem Mikroskop erscheint unser Erbgut wie ein wild in den Zellkern gestopftes Wollknäuel. Und doch herrscht hier kein Chaos, denn fast jedes Knötchen und jede Schlaufe im…

Heilung chronischer Wunden mit Nanochemie… Chronisch infizierte Wunden sind bei Diabetikern oft ein großes Problem. Einen raffinierten Heilungsansatz aus der Nanomedizin präsentiert ein chinesisches Forschungsteam in der Zeitschrift Angewandte Chemie. Die Wissenschaftler:innen schalteten die wundverursachenden Bakterien mit einer Lösung aus Nanokapseln aus, die das Wundmilieu verändern und reaktive Sauerstoffspezies ausschütten. Bakterien finden in chronischen Wunden von Diabetikern einen idealen Nährboden. In der glukosereichen Umgebung bilden sie Biofilme, die Antibiotika nur schwer durchdringen können. Zudem ist das körpereigene Immunsystem häufig geschwächt….

Strukturanalyse mit maschinellem Lernen enthüllt Taktiken des SARS-CoV-2-Virus. Die Proteine des SARS-Cov-2-Virus spielen eine Schlüsselrolle bei der Fähigkeit des Virus, die menschliche Immunabwehr auszutricksen und sich in Patientenzellen zu vermehren. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Technischen Universität München (TUM) hat nun den bislang umfassendsten und detailreichsten Überblick aller weltweit verfügbaren 3D-Strukturen der Virusproteine zusammengetragen. Bei der Auswertung mit Methoden der künstlichen Intelligenz kamen überraschende Erkenntnisse zutage. Wie gelingt es dem SARS-CoV-2-Virus, sich der Immunabwehr zu entziehen und sich in…

Viele Gegenstände, die wir im Alltag benutzen, sind Erdölprodukte. Sie gelten als umweltbelastend und wenig nachhaltig. Eine ökologische Alternative bietet die Bioökonomie, deren Produktionskonzept auf der Nutzung nachwachsender Rohstoffe beruht. Mit diesem Thema befasst sich ein Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen. Prof. Dr. Dirk Holtmann vom Gießener Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie arbeitet dabei mit Phytowelt GreenTechnologies aus Köln zusammen. Ziel ist die Prozessentwicklung für die biotechnologische Terpenproduktion. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit…

Vierkerniger Metallkomplex aus den seltenen Erden mit Riesen-Spin. Magnete, die nur aus einem einzigen Molekül bestehen, sind besonders für die Speicherelektronik interessant. Wissenschaftler:innen haben nun ein neues molekulares System entworfen, das sich durch eine besondere magnetischer Härte auszeichnet. Metalle aus der Reihe der seltenen Erden und eine ungewöhnliche stickstoffhaltige molekulare Brücke sind die Zutaten, heißt es in einer Studie in der Zeitschrift Angewandte Chemie. Ein Bit auf jedem Molekül könnte die Informationsdichte in Computern um das Vieltausendfache steigern. Ob ein…

Ein Team um die MDC-Forscherin Marina Chekulaeva hat herausgefunden, warum die Eiweißproduktion in den Nervenzellen von Patient*innen mit der Charcot-Marie-Tooth-Erkrankung reduziert ist. Wie die Gruppe im Fachblatt „Nucleic Acids Research“ berichtet, könnte das zu einer ersten Therapie führen. Die Charcot-Marie-Tooth-Erkrankung (CMT) ist ein seltenes erbliches Leiden. Genveränderungen führen bei den Betroffenen dazu, dass Nervenimpulse aus dem Gehirn vor allem bei den Muskeln der unteren Gliedmaßen nicht ankommen. Als Folge davon wird die Muskulatur der Unterschenkel nach und nach abgebaut. Die…

Der Botenstoff Dopamin beeinflusst die Aktivität verschiedenster Gehirnbereiche. Ein Mangel kann drastische Folgen haben: Das Absterben der Dopamin produzierenden Nervenzellen in der Substantia nigra führt zu den Kernsymptomen der Parkinson-Erkrankung. Ein internationales Team um die Universität Bonn hat nun an Mäusen und menschlichen Zellen untersucht, welche Rolle hierbei der Transkriptionsfaktor BCL11A spielt. Fehlt dieser wichtige Faktor, sind die Neurone noch empfindlicher und gehen eher zugrunde. Die Forschenden vermuten, dass BCL11A eine Schutzfunktion für die Nervenzellen übernimmt. Die Studie ist nun…

Die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion muss künftig mit weniger Stickstoffdüngung auskommen. Ziel muss deshalb sein, die Stickstoff-Nutzungseffizienz zu erhöhen, damit das Ertragsniveau stabil gehalten werden kann. Auf leichten Stickstoffmangel reagieren Pflanzen mit einer Verlängerung ihrer Seitenwurzeln. So kann mehr Stickstoff als zuvor aufgenommen werden. Forscher des IPK Leibniz-Institut haben jetzt ein hormonelles Regulationsmodul entdeckt, das die molekularen Prozesse dieser Anpassungsreaktion vermittelt. Eine zentrale Rolle darin spielen Brassinosteroide und Auxine. Die Ergebnisse wurden im Magazin „Nature Communications“ veröffentlicht. Für Pflanzen ist es überlebenswichtig,…

Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum haben Antikörper entwickelt, die zwei Antigenbindestellen besitzen und Krebszellen mit Zellen der Immunabwehr koppeln können. In Laborversuchen waren diese Brückenantikörper zusammen mit einem Verstärker-Antikörper in der Lage, die körpereigene Immunabwehr gezielt zu mobilisieren und Brustkrebszellen zu zerstören. Seit einigen Jahren bereichern bispezifische Antikörper (BiMAb: bispecific monoclonal antibodies) die Krebsimmuntherapie. Das sind Antikörper, die zwei verschiedene Antigenbindestellen besitzen. Mit der einen docken sie an ein tumorspezifisches Molekül auf Krebszellen an. Mit der anderen heften sie sich an…