Jedes Jahr infizieren sich in Deutschland ca. 420.000 Personen mit den so genannten „Krankenhaus-Keimen“, von denen der Antibiotika-resistente Staphylococcus aureus der bekannteste, aber nicht der einzige ist. Diese Infektionen führen zu längeren Krankenhausaufenthalten, höheren Kosten und in geschätzten 7.500 Fällen allein in Deutschland jährlich zum Tod. Auf Intensivstationen führt die künstliche Beatmung am häufigsten zu solchen Infektionen. Der Patient erhält einen Beatmungstubus (Endotrachealtubus), der für Tage oder Wochen in der Luftröhre bleibt. In dieser Zeit können sich Erreger auf der…

Dresdner Forscher entwickeln neue Methode und entdecken damit neue Merkmale von primären Zilien, wenig verstandene antennenartige Strukturen, die aus Zellen herausragen. Zellen tasten ihre Umgebung ab und senden Signale an andere Zellen. Das ist wichtig, damit eine Zelle richtig funktionieren kann. Das verantwortliche „Organ“ für diese Aufgaben ist das Zilium, eine antennenartige Struktur, die aus den meisten Zellen von Wirbeltieren herausragt. Es gibt zwei Arten von Zilien: bewegliche und nicht bewegliche. Während die beweglichen Zilien umfassend erforscht wurden, sind die…

Unter Einsatz von Künstlicher Intelligenz haben Forscherinnen und Forscher ein neuartiges computergestütztes Verfahren der Bildverarbeitung für die Pflanzenwissenschaften entwickelt. In bisher nicht gekannter Präzision ermöglicht es die detailgetreue 3D-Darstellung aller Zellen in verschiedensten pflanzlichen Organen. Pflanzenorgane wie die Wurzel, die Sprossachse, die Blätter und die Blüten haben mannigfaltige Aufgaben. Sie sorgen dafür, dass die Pflanze sich entwickeln kann und wächst und dass sie durch Bildung von Samen den Fortbestand ihrer Art sichern kann. Doch wie formen Pflanzen ihre Organe? Wie…

Orientierungshilfe im Kopf: Wüstenheuschrecken tragen einen Kompass im Gehirn, der den gesamten Himmel in voller Rundumsicht repräsentiert. Die neuen Erkenntnisse ergeben sich aus Messungen der elektrischen Aktivität von Nervenzellen, über die Biologen der Universitäten Marburg und Würzburg im Wissenschaftsmagazin PNAS berichten. Die Heuschrecken der Art Schistocerca gregaria leben in der afrikanischen Wüste und zählen zu den Wanderheuschrecken. Von Zeit zu Zeit legen sie weite Strecken zurück. Das Ziel ihrer Wanderung ist genetisch festgelegt, aber wie sich die Tiere orientieren, gibt…

Paderborner Chemiker erforscht grünen Wasserstoff für nachhaltige Mobilität Airbus will bis 2035 emissionsfrei fliegen, Mercedes-Benz stellt den Brennstoffzellen-LKW vor, die Bundesregierung legt den Grundstein für eine globale Wasserstoffwirtschaft – Pläne von heute, damit die Welt von morgen grüner wird. Und die Zeit drängt: Deutschland soll bei Wasserstofftechnologien die Nummer eins werden. Das hat Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier im Sommer verkündet. Wissenschaft und Forschung arbeiten auf Hochtouren. Elementarer Bestandteil der Energiewende ist sogenannter grüner Wasserstoff, der auf Basis von Ökostrom produziert wird….

Nach einer Infektion merkt sich das Immunsystem den Krankheitserreger und kann deshalb bei einer erneuten Infektion schnell reagieren. Wissenschaftler der Universität Würzburg haben jetzt neue Details dieses Vorgangs entschlüsselt. Wenn Krankheitserreger in den menschlichen Körper eindringen, setzt dies in der Regel eine Kaskade von Reaktionen in Gang. Unter anderem werden in den Lymphknoten spezifische Zellen des Immunsystems, sogenannte T-Zellen aktiviert, die sich anschließend teilen und vermehren. Gleichzeitig entwickeln diese Zellen bestimmte Funktionen, die sie dazu in die Lage versetzen, andere…

Wie fragen Zellen in unserem Körper nach dem Weg? Selbst ohne eine Karte, die ihnen den Weg weist, wissen sie, wohin sie gehen müssen, um Wunden zu heilen und unseren Körper zu erneuern. Edouard Hannezo und seine Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) haben soeben gemeinsam mit Tsuyoshi Hirashima und seiner Gruppe an der Universität Kyoto ein neues Paper in Nature Physics veröffentlicht, das zeigt, wie mechanische und chemische Wellen die Bewegung von Zellen koordinieren. Viele…

Mitochondrien sind die Kraftwerke unserer Zellen, sie erzeugen Energie, die das Leben unterstützt. Eine riesige molekulare Protonenpumpe, genannt Komplex I, ist dabei entscheidend: Sie setzt eine Kette von Reaktionen in Gang und erzeugt einen Protonengradienten, der die Erzeugung von ATP antreibt, dem Brennstoff der Zelle. Trotz der zentralen Rolle von Komplex I ist der Mechanismus, mit dem Komplex I Protonen über die Membran transportiert, bisher unbekannt. Nun haben Leonid Sazanov und seine Gruppe am IST Austria das Rätsel gelöst, wie…

Wir Menschen brauchen Sauerstoff zum Atmen – für viele Mikroben ist er dagegen ein tödliches Gift. Darum haben Mikroorganismen Wege entwickelt, Sauerstoffmoleküle unschädlich zu machen. Forschenden aus Bremen, Marburg und Grenoble ist es nun gelungen, einen solchen Mechanismus zu entschlüsseln. Sie zeigen, wie Methanbakterien den für sie so gefährlichen Sauerstoff in harmloses Wasser verwandeln, ohne dabei Schaden zu nehmen. Diese Erkenntnisse sind relevant für zukünftige bio-inspirierte Prozesse in der Industrie. Methan ist ein starkes Treibhausgas, das eine zentrale Rolle im…

Erstmals haben Forschende am Zentrum für Protonentherapie des Paul Scherer Instituts PSI in der Schweiz eine ultraschnelle, hoch dosierte Bestrahlung mit Protonen getestet. Dieses neue, experimentelle FLASH-Verfahren könnte die Strahlentherapie von Krebs revolutionieren und Patienten viele Wochen der Behandlung ersparen. Blitze beeindrucken in der Natur durch ein kurzes, starkes Leuchten und eine hohe Energieentladung. FLASH – der englische Begriff für Blitz – steht auch in der Strahlenmedizin für eine ultrakurze und hoch dosierte, einmalige Bestrahlung und könnte künftig den Patienten…

Jedes Netzwerk hat seinen Platz im Gehirn. Bislang war jedoch unklar, warum ein Netzwerk sich dort befindet, wo es sich befindet. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) und des Forschungszentrums Jülich (FZJ) haben nun zwei Hauptachsen definiert, von “hinten” nach “vorn” und von “oben” nach “unten”. Entlang derer sind die Hirnregionen genetisch organisiert und reichen von grundlegenden Fähigkeiten wie Handlung und Wahrnehmung bis hin zu Regionen, die abstraktes Denken unterstützen. Weiß man mehr über diese Achsen und…

Wie viele „Mithörer“ eine Nervenzelle im Gehirn hat, wird streng reguliert. Das zeigt eine internationale Studie unter Federführung des University College London und der Universitäten Bonn, Bordeaux und Milton Keynes (England). In der Umgebung lernender Neuronen werden demnach bestimmte Prozesse in Gang gesetzt, durch die die Signalübertragung weniger exklusiv wird. Die Ergebnisse sind nun in der Zeitschrift Neuron erschienen. Wer einem Bekannten in einer belebten Umgebung ein Geheimnis mitteilen möchte, schirmt das Gespräch oft mit der Hand vor etwaigen Lauschern…

WWU-Forscher entwickeln Web-App für Genom-Vergleiche Die Evolution hinterlässt ihre Spuren insbesondere im Erbgut, dem Genom. Ihrem Einfluss auf die Spur zu kommen, ist ein langwieriger Prozess. Priv.-Doz. Dr. Jürgen Schmitz und seinem Team an der Universität Münster hat vor fünf Jahren veröffentlichte die Arbeitsgruppe eine Web-App, die das Erbgut von Mensch und Tier vergleichen kann und so hilft, evolutionäre Entwicklungen zu verstehen. Nun gehen die münsterschen Forscher noch einen Schritt weiter: Ihre neue Software „2-n-way“ kann beliebige Genome von und…

Einzelne Störche folgen dem Wetter, Storchpopulationen dem Klima Einzelne Zugvögel folgen eher den kurzfristigen Wetterbedingungen, während eine ganze Population ihre Wanderbewegungen eher jahreszeitenabhängig sowohl an die Wetter- als auch an die langfristigen Klimabedingungen anpasst. Das hat ein Team von Forschenden aus Deutschland und Israel um den Potsdamer Biologen Guillermo Fandos-Guzman herausgefunden. Dafür haben sie die Wanderung von Weißstörchen über Jahre hinweg mithilfe von GPS-Ortung verfolgt. Ihre Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift „Proceedings B“ veröffentlicht. Viele Zugvögel unternehmen lange Reisen…

ETH-Forschende entwickelten eine neue Generation von Mikroelektrodenchips zur Messung von Nervenimpulsen. Damit lässt sich untersuchen, wie tausende Nervenzellen miteinander wechselwirken. Seit mehr als fünfzehn Jahren entwickelt die Gruppe von ETH-Professor Andreas Hierlemann Mikroelektrodenchips, mit denen man Nervenzellen in Zellkultur präzise elektrisch anregen sowie die Aktivität der Zellen messen kann. Die Entwicklungen ermöglichen es, Nervenzellen in Zellkulturschalen wachsen zu lassen und mit dem am Kulturschalenboden liegenden Chip jede einzelne Zelle eines zusammenhängenden Neuronengewebes genau zu untersuchen. Alternative Messmethoden haben demgegenüber deutliche…

CAU-Forschungsteam sammelt am Beispiel von Fadenwürmern neue Erkenntnisse über die Regulation der angeborenen Immunantwort. Alle höheren Lebewesen verfügen über ein Immunsystem, das als biologischer Abwehrmechanismus den Körper vor Krankheitserregern und Fremdstoffen schützt. Es besteht aus einem komplexen Netzwerk verschiedener Organe, Zelltypen und Moleküle, das schädliche Substanzen, insbesondere krankheitserregende Mikroorganismen, erkennt und bekämpft. Wirbellose Tiere verfügen nur über das sogenannte angeborene Immunsystem, das den Organismus durch verschiedene Barrieren und bestimmte Abwehrmechanismen vor Krankheitserregern schützt. Es entstand schon früh in der Entwicklungsgeschichte…