Einzellige Organismen, wie Bakterien und Archaeen, kommunizieren miteinander auf vielfältige Weise. Sie nutzen beispielweise winzige, sogenannte extrazelluläre Vesikel (EVs) – membranumhüllte Pakete mit einem Durchmesser von weniger als 200 nm (0,0002 mm). Die Organismen bilden sie als Ausknospungen ihrer Membran in den umgebenden Raum. Diese EVs können eine Vielzahl von Molekülen enthalten, zum Beispiel Enzyme, Nährstoffe, RNA und sogar DNA-Fragmente. Obwohl sie vermutlich eine Schlüsselrolle in mikrobiellen Gemeinschaften spielen, ist wenig über ihre Entstehung und Funktion bekannt.Sprechblasen für RNA-GesprächeIn einer…
Empa-Forschende haben aus einem Abfallprodukt der Bierbrauerei Nanocellulose gewonnen und diese zu einem Aerogel verarbeitet. Der hochwertige Werkstoff könnte in Lebensmittelverpackungen zum Einsatz kommen. Am Anfang war die Maische. Das Gemisch aus Malz und Wasser wird über mehrere Stunden gerührt und schonend erhitzt. Die Flüssigkeit, die dabei entsteht, heisst Würze und wird in weiteren Prozessschritten zu Bier. Das verbrauchte Malz – der sogenannte Biertreber – hat einen weitaus weniger rühmlichen Weg vor sich. Meistens endet er als Futtermittel oder auf…
Polystyrol ist sehr verbreiteter Kunststoff, der im Gemisch mit anderen Materialien kaum wiederverwertbar und nicht bioabbaubar ist. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein deutsches Forschungsteam einen Biohybrid-Katalysator vor, der Polystyrol-Mikropartikel oxidiert, um einen anschließenden chemischen Abbau zu erleichtern. Der Katalysator besteht aus einem speziell konstruierten „Ankerpeptid“, das auf Polystyrol-Oberflächen haftet, und einem Kobalt-Komplex, der das Polystyrol oxidiert.Polystyrol kommt – allein oder im Verbund mit anderen Polymeren – in vielen Anwendungen vor, vom Joghurtbecher bis zum Gerätegehäuse. In seiner besonders…
Während der Reprogrammierung von Körperzellen zurück in Stammzellen wird die Genregulation durch Pionier-Transkriptionsfaktoren gesteuert. Diese binden an die dicht verpackte DNA, um sie zugänglich zu machen. Nr5a2 ist ein solcher Pionierfaktor, der die Aktivierung des Genoms steuert und die Reprogrammierung bei befruchteten Eizellen einleitet. Bislang war noch nicht bekannt, wie genau dieser Pionierfaktor mit der verpackten DNA zusammenarbeitet. Forschende um Kikuë Tachibana am Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie fanden nun heraus, dass Nr5a2 die DNA durch einen neuartigen Mechanismus von den…
In lebenden Zellen finden viele Ereignisse gleichzeitig statt, und jedes von ihnen ist für das Ausüben der komplexen Zellfunktionen wichtig. Die Aufzeichnung dieser transienten Aktivitäten ist Voraussetzung für das molekulare Verständnis jedweden Lebens – doch solche Aufzeichnungen zu erhalten, ist bislang äußerst schwierig. Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung in Heidelberg und ihre Kooperationspartner haben eine neuartige Technologie entwickelt, die es ermöglicht, zelluläre Ereignisse durch chemische Markierung mit Fluoreszenzfarbstoffen aufzuzeichnen und zu einem späteren Zeitpunkt zu analysieren. Die Aufzeichnung transienter…
Funktionieren bestimmte Verbindungen im Gehirn nicht richtig, können Erkrankungen wie Parkinson, Dystonie, Zwangsstörung oder Tourette die Folge sein. Eine gezielte Stimulation von Hirnarealen kann zu Linderung verhelfen. Um exakte therapeutische Zielregionen im Gehirn aufzuzeigen, setzte ein Team unter Federführung von Forschenden der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Bostoner Brigham and Women’s Hospital auf Daten von Patient:innen weltweit, denen feine Elektroden zur Hirnstimulation implantiert worden waren. Entstanden ist eine einzigartige Landkarte gestörter Netzwerke im Gehirn.Forschende lokalisieren gestörte Nervenbahnen mithilfe der…
Eisen ist ein Mikronährstoff für Pflanzen. Biologinnen und Biologen vom Institut für Botanik der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) beschreiben in einer Studie, dass sich regulatorische Proteine für die Eisenaufnahme im Zellkern besonders dynamisch verhalten, wenn die Zellen mit blauem Licht, einem wichtigen Signal für das Pflanzenwachstum, bestrahlt werden. Sie fanden, dass sich die zunächst homogen verteilten Proteine kurze Zeit nach der Bestrahlung eng aneinanderlegten und sich im Zellkern zu „biomolekularen Kondensaten“ vereinten.Sowohl Eisenmangel als auch Eisenüberschuss belasten Pflanzen. Sie benötigen den…
Die Synthese von Proteinen in der Zelle, die Translation, ist ein zentraler Prozess des Lebens. Dabei wird der genetische Code des Erbguts in die Aminosäuresequenz der Proteine übersetzt. Der Vorgang ist komplex – und wird seit Jahrzehnten im Detail untersucht.Durchgeführt wird die Proteinbiosynthese von speziellen molekularen Maschinen, den Ribosomen, die aus einer großen und einer kleinen Untereinheit bestehen. Am Ende der Proteinbiosynthese müssen diese Proteinfabriken in ihre Einzelteile zerlegt (recycled) werden, damit sie die nächste Runde der Translation durchlaufen können.Jetzt…
Ein Team von Wissenschaftler*innen hat erstmals eine einzelne Aminosäure in einem Peptid, einer Verknüpfung mehrerer Aminosäuren, auf Einzelmolekülbasis auf der Oberfläche identifizieren können. So kann jetzt einer der Grundbausteine des Lebens auf den Nanometer genau untersucht werden. Unter der Leitung von Professorin Uta Schlickum der Technischen Universität Braunschweig entwickelte die Gruppe im Exzellenzcluster QuantumFrontiers eine neue Messmethode.Der Unterschied von Peptid zu Protein wirkt etwas willkürlich gewählt und hängt ausschließlich von der Größe ab: Solange nicht mehr als etwa 100 Aminosäuren…
Physikerinnen und Physiker des Forschungszentrums Jülich und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben herausgefunden, dass sich Josephson-Kontakte – die grundlegenden Bausteine supraleitender Quantencomputer – komplexer verhalten als angenommen. Die einfache Grundschwingung wird – wie bei einem Musikinstrument – von Obertönen überlagert. Entsprechende Korrekturen können um den Faktor 2 bis 7 stabilere Quantenbits ermöglichen. Um ihre Erkenntnisse zu untermauern, haben die Forschenden experimentelle Nachweise aus mehreren Labors weltweit zusammengetragen, darunter die Universität zu Köln, die Ecole Normale Supérieure in Paris…