Ohne Gerüstbau keine Hirnentwicklung: Fallen in Nervenzellen diejenigen Proteine aus, die den Aufbau des Zellskeletts steuern, so kommt es zu Schäden im wachsenden Hirn. Das hat eine Forschungsgruppe aus den Lebenswissenschaften herausgefunden, indem es ein Protein untersuchte, das die Nervenzellen bei ihrer Verschaltung leitet. Das Team um den Neurobiologen Professor Dr. Marco Rust von der Philipps-Universität Marburg berichtet im Fachblatt „Progress in Neurobiology“ über seine Ergebnisse. Damit das Gehirn arbeiten kann, müssen sich seine Nervenzellen miteinander verschalteten. „Für die Vernetzung…

Der Schutz des globalen Klimas ist ein Vorhaben, das Industrie und Gesellschaft vor eine große Aufgabe stellt. Allein durch Begrenzung der globalen Emissionen, durch Einsparung von Kohlenstoffdioxid (CO2), werden die Klimaziele nicht zu erreichen sein. Denn auch weiterhin wird es unvermeidbare CO2-Emissionen geben, die dennoch kompensiert werden müssen. Wege aus dieser misslichen Situation können Maßnahmen wie Aufforstung, Kohlenstoffbindung im Boden oder gar das aktive Abtrennen von CO2 aus der Luft sein. In einem dieser Verfahren setzt man spezielle Filter ein,…

Energiematerialien … Batterieelektroden, Gas-Speicher und einige heterogene Katalysatormaterialien besitzen winzige Poren, die Raum für Atome, Ionen oder Moleküle bieten. Wie genau diese “Gäste” in die Poren einwandern, ist entscheidend für die Funktion solcher Energiematerialien, lässt sich aber meist nur indirekt beobachten. Nun hat ein Team mit dem HZB-ASAXS Instrument an der PTB Röntgen-Beamline von BESSY II mithilfe zweier Röntgenmethoden den Prozess der Einlagerung von Atomen in ein nanoporöses Modellsystem direkt beobachtet. Die Arbeit legt Grundlagen für neue Einblicke in Energiematerialien….

An der TU Wien suchte man nach einem Katalysator, der Kohlendioxid in andere Substanzen umwandeln kann. Fündig wurde man nun in der Materialklasse der Perowskite. Wenn der CO2-Anteil der Atmosphäre nicht weiter steigen soll, dann muss das Kohlendioxid dort, wo es entsteht, in etwas anderes umgewandelt werden. Weil es sich bei CO2 allerdings um ein sehr stabiles Molekül handelt, kann das nur mit Hilfe spezieller Katalysatoren gelingen. Das Hauptproblem mit solchen Katalysatoren war bisher ihre mangelnde Stabilität: Nach gewisser Zeit…

Coronavirus-Forscherinnen und -Forscher um Prof. Rolf Hilgenfeld von der Universität zu Lübeck und Privatdozent Dr. Albrecht von Brunn von der Ludwigs-Maximilians-Universität München, beides Forscher am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF), konnten einen Forschungserfolg im angesehenen “EMBO Journal” publizieren: Sie fanden heraus, wie SARS-Viren die Herstellung viraler Proteine in infizierten Zellen so anregen, dass viele neue Kopien des Virus gebildet werden können. Andere Coronaviren als SARS-CoV und SARS-CoV-2 verfügen nicht über diesen Mechanismus, so dass hier eine Erklärung für die ungleich…

Das Technologietransferzentrum für 3D-Druck in der Medizintechnik erfüllt seit dem 15. April offiziell die Anforderungen der ISO-Norm 13485:2016 und darf damit Implantate und Instrumente für Patienten produzieren. Der Startschuss für viel versprechende Projekte mit Schweizer KMU: Das Partnernetzwerk umfasst bereits 45 Firmen und Institutionen. Die Idee ist so reizvoll wie naheliegend: Nach der Diagnose einer schmerzhaften Hüftgelenksarthrose erstellen bildgebende Verfahren ein hochaufgelöstes 3D-Bild des Gelenks – und damit die Basis für ein individuell angepasstes Implantat: Die Daten werden weiterverarbeitet und…

In einer neuen Studie in PNAS konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie und der Universität Mainz zusammen mit einem internationalen Forschungsteam zeigen, dass das Genom der Symbiose-Bakterien von Bienenwölfen im Begriff ist, sich auf die wichtige Schutzfunktion zu reduzieren: die Antibiotika-Produktion. Das Genom der Bakterien ist von großem Interesse, um die Evolution und den Prozess der Genomerosion zu verstehen, und um nachzuvollziehen, wie sich die Kooperation und der gegenseitige Nutzen von Bakterien und ihren Wirtsinsekten über lange…

Den weltweit ersten Prototypen zur Echtzeit-Verfolgung für bewegliche Tumoren mittels Magnetresonanz-Tomographie (MRT) während der Protonentherapie wollen Forscher*innen des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) aufbauen. Dazu kombinieren sie am Nationalen Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie – OncoRay in Dresden ein drehbares, offenes MRT-Gerät mit einem beweglichen Protonenstrahl klinischer Qualität. Echtzeit-MRT-Bildgebung würde es ermöglichen, den Protonenstrahl direkt während der Bestrahlung an die Tumorbewegungen anzupassen. Bisher fehlen dafür Methoden, was das Potential dieser aussichtsreichen Krebstherapie in diesen Fällen einschränkt. Der Einsatz von Protonen hat…

Eine neue Untersuchung tropischer Foraminiferen zeigt, wie diese kalkbildenden Einzeller auf Ozeanversauerung und -erwärmung reagieren. Die Meeresgeoökologin Dr. Marleen Stuhr vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen leitete die Studie und schließt aus den Ergebnissen, dass die winzigen Rifforganismen den Bedingungen widerstehen könnten, wie sie für die Meere in der Zukunft vorausgesagt werden. An der Untersuchung waren neben dem ZMT auch Forschende des Leibniz-Instituts für Analytische Wissenschaften (ISAS) in Dortmund und der amerikanischen Northeastern University in Boston beteiligt. Die…

Eine durchgemachte Infektion mit SARS-CoV-2 könnte nur unvollständigen Schutz gegen SARS-CoV-2-Varianten aus Nerzen bieten. Bereits vor etwa einem Jahr wurde beobachtet, dass sich Nerze mit SARS-CoV-2 infizieren können. Das Virus war von Menschen auf die gezüchteten Tiere übertragen worden und veränderte sich dort. Es entstanden Mutationen im Spike-Protein, welches für den Eintritt des Virus in die Wirtszellen ausschlaggebend ist und den zentralen Angriffspunkt für Antikörper darstellt. Diese SARS-CoV-2-Varianten aus Nerzen wurden zurück auf den Menschen übertragen und gaben Anlass zur…

Neues aus der Erdgeschichte … Vor 2,43 Mrd. Jahren begann die „Große Sauerstoffkatastrophe“ (GOE bzw. „Great Oxygenation Event“): Die Erdatmosphäre reicherte sich kontinuierlich mit Sauerstoff an, einem Abfallprodukt der Photosynthese. Auslöser waren, so die Wissenschaft, Photosynthese betreibende Cyanobakterien. Doch warum kam es so spät zu diesem so wichtigen Umschwung? Cyanobakterielles Leben gab es, das zeigen Gesteinsproben, schon mindestens 300 Mio. Jahre vor dem GOE. Antworten auf der Spur ist Achim Herrmann, der in seiner Doktorarbeit an der TU Kaiserslautern die…

Dreischaliger Nano-Reaktor für die Funktionaisierung von Fulleren. Einem deutsch-katalanischen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, eine mehrschalige „Matrjoschka“-Architektur für die chemische Synthese zu verwenden. Die Chemikerinnen und Chemiker aus Ulm und Girona haben dafür eine dreidimensionale Konstruktion aus ineinander geschachtelten Molekülen entwickelt. Diese supramolekulare Neu-Schöpfung kann man sich vorstellen wie einen Fußball, der in einem Hula-Hoop-Ring steckt und der wiederum in einen Käfig eingebettet ist. Mit Hilfe dieser molekularen „Matrjoschka“ können Fullerene zielgenau funktionalisiert werden, und zwar ganz ohne unerwünschte Nebenprodukte….

Forscher erzielen Durchbruch ins Zellinnere … Es ist eine der großen pharmakologischen Fragen: Wie bringt man große funktionale Biomoleküle wie Proteine oder Antikörper in eine Körperzelle? Die Verknüpfung mit zellpenetrierenden Peptiden ist ein vielversprechender Weg – hat bislang jedoch noch nicht durchweg zu den erhofften Ergebnissen geführt. Jetzt präsentieren Forscher vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) in Berlin und der TU Darmstadt eine neue Lösung: Befestigt man diese Peptide zusätzlich an der Zelloberfläche, klappt es mit dem Transport ins Zellinnere…

Ein Forschungsteam hat erstmals geklärt, wie das Photosystem II aus über 100 Einzelbestandteilen entsteht. Die Umwandlung von Licht in chemische Energie durch Pflanzen und fotosynthetische Mikroorganismen ist einer der wichtigsten Prozesse in der Natur, bei dem klimaschädliches CO2 aus der Atmosphäre entfernt wird. Hierbei spielen Proteinkomplexe, die sogenannten Photosysteme, die Schlüsselrolle. Ein internationales Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB), der Max-Planck-Institute für Biochemie und Biophysik, des Zentrums für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO) und des Chemie Departments der Philipps Universität Marburg, der University…

Forschungsergebnisse der JGU könnten zur Entwicklung neuer Medikamente führen. Forscherinnen und Forscher der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Institute of Molecular Biology of Barcelona haben herausgefunden, wie das das Blutplasmaprotein Fetuin-B an das Enzym Meprin-β bindet, und ihre Erkenntnisse mit einem Computermodell visualisiert. Diese Ergebnisse könnten zur Entwicklung von Medikamenten gegen schwere Krankheiten wie Alzheimer oder Krebs führen. Meprin-β setzt im Menschen Proteine von Zelloberflächen frei und steuert dadurch wichtige Körperfunktionen. Allerdings kann eine Fehlregulation dieses Vorgangs die genannten Erkrankungen…

Schnelle Gehirnsignale erstmals nichtinvasiv gemessen … Das Gehirn verarbeitet Informationen über langsame und schnelle Hirnströme. Um Letztere zu untersuchen, mussten bisher allerdings Elektroden in das Gehirn eingeführt werden. Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), Institut Berlin, haben diese schnellen Hirnsignale jetzt erstmals von außen sichtbar gemacht – und eine erstaunliche Variabilität festgestellt. Wie das Team in der Fachzeitschrift PNAS* berichtet, verwendete es dazu einen besonders empfindlichen Magnet-Enzephalographen. Gemeinsame Pressemitteilung der Charité und der PTB Die…