Neue Erkenntnisse über eine Ikone der Evolution Die Analyse digitalisierter Sammlungsobjekte konnte eine alte Hypothese bestätigen. Der lange Hals der Giraffe fasziniert Evolutionsbiologen und Anatomen schon seit Langem. Trotz der enormen Länge von etwa zwei Metern wird er von nur sieben Halswirbeln gebildet, genau wie bei Menschen, kleinen Spitzmäusen und den allermeisten übrigen Säugetieren. Durch neue Methoden bestätigten Forschende der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) eine über 100 Jahre alte Hypothese: Durch eine einzigartige Veränderung des…

Neue Emmy Noether-Gruppe der Universität Potsdam forscht gemeinsam mit Fraunhofer IAP Am 1. Januar 2021 nahm die neue Emmy Noether-Gruppe »Antimikrobielle Polymere der nächsten Generation« an der Universität Potsdam in enger Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP ihre Arbeit auf. Ziel ist es, antimikrobielle Polymere zu entwickeln, die Antibiotika ersetzen können. »Der Kampf gegen Antibiotika-Resistenzen wird leider immer wichtiger. Denn wenn uns als Gesellschaft die Fähigkeit verloren ginge, bakterielle Infektionen zu bekämpfen, ständen uns schwere Zeiten ins Haus«,…

Feuchtestabiler, undotierter organischer Lochleiter verleiht Perowskit Solarzellen 21 % Wirkungsgrad Stabile, leistungsstarke Perowskit-Solarzellen benötigen stabile, leistungsstarke Leiterschichten. Wissenschaftler haben den ersten organischen Lochleiter entwickelt, der eine hohe Ladungsbeweglichkeit und Luftstabilität aufweist und ohne Dotierungsmittel auskommt. Laut der in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlichten Studie ist der neuartige Lochleiter leistungsfähiger als bisherige Materialien und schützt die organische Perowskit-Zelle gleichzeitig vor Feuchtigkeit. In Perowskit-Solarzellen ist die lichtabsorbierende Perowskitschicht in zwei Leiterschichten eingebettet, die die erzeugten Ladungsträger – Elektronen und Löcher – sammeln…

Eine Störung der Blutbildung – eine B-Zell-Lymphozytose – führt in einigen Fällen zu Blutkrebs. Doch die epigenetische Signaturen beider Erkrankungen gleichen sich und bilden sich sehr früh. Dies zeigte nun ein internationales Team mit Hilfe von Proben von Betroffenen. Chronische Leukämien beginnen häufig schleichend. Erst nach und nach breiten sich weiße Blutzellen oder ihre Vorläufer unkontrolliert im Knochenmark aus, beeinträchtigen dort die normale Blutbildung und wandern in Milz, Leber und andere Organe ein. Vom häufigsten Typ Blutkrebs bei Erwachsenen, der…

Mithilfe mathematischer Bildverarbeitung haben Wissenschafter der Forschungskooperation BioTechMed-Graz einen Weg gefunden, digitale Zwillinge von menschlichen Herzen zu erstellen. Die Methode eröffnet völlig neue Möglichkeiten in der klinischen Diagnostik. Obwohl die therapeutischen Möglichkeiten immer besser werden, zählen Herz-Kreislauf-Erkrankungen nach wie vor zu den häufigsten Todesursachen in Europa. Der Therapieerfolg ist von Patientin zu Patienten unterschiedlich und abhängig vom individuellen Krankheitsbild, wie Gernot Plank, Forscher am Institut für Biophysik der Medizinischen Universität Graz an einem Beispiel erklärt: „Beispielsweise ist bei rund 30…

Chemiker der Universität Jena erschließen Synergieeffekt von Gallium. Sie haben eine Verbindung hergestellt, die durch zwei Gallium-Atome in der Lage ist, die Bindung zwischen Fluor und Kohlenstoff zu spalten. Gemeinsam lässt sich mehr erreichen als alleine. Diese alltägliche Erkenntnis haben Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena nun erfolgreich auf eine Verbindung angewandt, die zwei Gallium-Atome enthält. Diese wirken so zusammen, dass sie die besonders starke Bindung zwischen Fluor und Kohlenstoff in anderen Substanzen spalten können. Die neuartige Galliumverbindung ist dabei günstiger und…

NUP98-Fusionsproteine verursachen Leukämie über bislang unbekannte molekulare Mechanismen. Eine soeben in Nature Structural & Molecular Biology veröffentlichte Studie unter Leitung der Vetmeduni Vienna konnte nun einen wichtigen Teil dieser Mechanismen entschlüsseln. Ein möglicher Treiber für die Aktivierung von Leukämie-Genen ist demnach die sehr dynamische Komplexbildung von NUP89-Fusionsproteinen mit anderen Proteinen, eine sogenannte biomolekulare Kondensation. Diese Erkenntnis könnte dazu beitragen, effektivere und zielgerichtete Krebstherapien zu entwickeln, von denen insbesondere an einer akuten myeloischen Leukämie (AML) erkrankte Kinder profitieren könnten. Krebsassoziierte chromosomale…

Nervenzellen kommunizieren miteinander via Synapsen. Deren Leistung dürfte viel höher sein, als bisher vermutet, wie Neurowissenschaftler der Universität Zürich und ETH Zürich zeigen. Die Signalübertragung ist umso stärker, je grösser eine Synapse ist. Diese Erkenntnisse ermöglichen besser zu verstehen, wie das Gehirn funktioniert und wie neurologische Erkrankungen entstehen. In den Nervenzellen der Grosshirnrinde, dem Neokortex, verarbeitet der Mensch Sinneseindrücke, speichert Erinnerungen ab, gibt Befehle an die Muskeln und plant in die Zukunft. Möglich sind diese Rechenprozesse, da jede Nervenzelle ein…

Dem Gehirn bei der Arbeit zuschauen und seine Funktionsweisen erforschen – das ist am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) jetzt auch mithilfe eines Magnetresonanztomografen (MRT) möglich. Das MRT-Gerät mit einer Feldstärke von drei Tesla wird die interdisziplinäre Forschung zum Wohl und Schutz des arbeitenden Menschen am IfADo stärken. Mit dem MRT-Gerät werden die Forschenden am IfADo Gehirnstruktur und -funktionen in unterschiedlichen Kontexten umfassend untersuchen. Dabei geht es zum Beispiel um die Fragen, wie sich das Gehirn mit…

Auch vermeintlich funktional unreife Zellen des Immunsystems von Kindern können eine Immunreaktion auslösen, wie LMU-Wissenschaftler berichten. Diese Erkenntnis könnte dazu beitragen, Impfungen zu verbessern. Dendritische Zellen sind wichtige Elemente des angeborenen Immunsystems, das als erster Schutzwall des Körpers vor Infektionen und Tumoren dient. Ihre Aufgabe ist es, T-Zellen der spezifischen Immunabwehr durch die Präsentation körperfremder Moleküle – sogenannter Antigene – zu aktivieren. Neugeborene und Kinder besitzen weniger dendritische Zellen als Erwachsene, zudem bilden die frühen dendritischen Zellen geringere Mengen antigenpräsentierender…

Die Oligodendrozyten galten bislang vor allem als eine Art zelluläres Isolierband, das die Weiterleitung elektrischer Signale im Gehirn beschleunigt. Eine Studie der Universität Bonn zeigt nun aber, dass sie in manchen Hirnregionen auch für die Energieversorgung der Neuronen wichtig sind. Die Ergebnisse erscheinen in der Fachzeitschrift Cell Reports. Im menschlichen Gehirn existieren etwa ebenso viele Neuronen wie Gliazellen. Diese unterteilen sich in vier große Gruppen: die Microglia, die Astrozyten, die NG2-Gliazellen und die Oligodendrozyten. Oligodendrozyten fungieren vor allem als eine…

Die Natur hat viele Dinge hervorgebracht, die sich in Größe, Farbe, und vor allem in der Form voneinander unterscheiden. Während sich die Farbe oder Größe eines Objekts einfach bestimmen lässt, ist die inhaltliche Beschreibung einer Form vielfach komplizierter. In einer jetzt in Nature Communications veröffentlichten Studie haben Jacqueline Nowak vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) und ihre Kollegen einen neuen und verbesserten Weg zur Beschreibung von Formen skizziert, der auf einer Netzwerkrepräsentation basiert, die auch zum Wiederzusammensetzen und Vergleichen von…

CAU-Forschungsteam weist in großer Genomstudie Zusammenhänge bestimmter Genvarianten mit der Zusammensetzung der Bakterienbesiedlung im menschlichen Körper nach Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit erforschen seit einigen Jahren, inwiefern die Mikroorganismen, die in und auf dem menschlichen Körper leben, zentrale Lebensprozesse und damit Gesundheit und Krankheit beeinflussen. Sie gehen heute davon aus, dass es einen Zusammenhang zwischen der Gesamtheit der mikrobiellen Besiedlung, dem menschlichen Mikrobiom, und der Entstehung von Krankheiten gibt. Speziell chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED) sind wahrscheinlich eng mit der Zusammensetzung und Balance…

Theoretische Physiker*innen aus Berlin haben sich mit experimentellen Physiker*innen aus München zusammengetan, um die Mechanik der Zellmigration – Ortsveränderungen von Zellen – genauer zu untersuchen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht. Die Zellgeschwindigkeit als Maß dafür, wie schnell sich eine Zelle bewegt, hängt bekanntermaßen von den Adhäsions- oder Haftungseigenschaften ihres Untergrundes ab, doch die genauen Mechanismen dieses Zusammenhangs sind seit Jahrzehnten ungeklärt. Nun haben Forschende des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in…

Zusammen mit dem German Biobank Node entwickeln Biobank-Experten des Universitätsklinikums Jena ein Qualitätssicherungskonzept für den Umgang mit flüssigen Biomaterialproben. Anhand typischer Veränderungen ausgewählter Probenbestandteile wollen sie ein standardisiertes Verfahren entwickeln, mit dem sich das fachgerechte Handling der für Forschungszwecke bei -80°C und tieferen Temperaturen eingelagerten Proben – und damit deren Qualität beurteilen lässt. Das BMBF fördert das Qualitätssicherungsprojekt bis 2023. Die Integrierte Biobank Jena am Universitätsklinikum Jena erlaubt die hochqualitative und zum Teil vollautomatisierte Lagerung von Millionen flüssiger Biomaterialproben. Die…

Einem Team aus Wissenschaftler*innen des Berliner Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und der Universität Mailand, Italien, in Kooperation mit dem Givskud Zoo – Zootopia in Dänemark ist es gelungen, die ersten Embryonen von afrikanischen Löwen aus eingefrorenen (vitrifizierten) Eizellen zu produzieren. Für die Vitrifizierung – eine spezielle Methode der Gefrierkonservierung – werden die Eizellen eines Tieres direkt nach dessen Kastration oder Tod entnommen und sofort bei -196°C in flüssigem Stickstoff eingefroren. Diese Technik ermöglicht es, Eizellen von genetisch wertvollen…