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Vererbung von Gensiegeln

23.03.2017 | Obwohl alle Zellen die gleichen Gene enthalten, sind je nach Zelltyp nur einige von ihnen aktiv – andere bleiben inaktiv. Die Identität der Zelle ist davon abhängig. Die Inaktivierung bestimmter Gene erfolgt durch die chemische Modifizierung der Histonproteine, um die die jeweiligen Gensequenzen gewickelt sind mit Hilfe des Enzyms PRC2. Ein Team um Jürg Müller vom Max Planck-Institut für Biochemie in Martinsried hat jetzt den genauen Mechanismus aufgeklärt, wie diese „Versiegelung“ bei der Zellteilung weitergegeben wird. Dabei werden die bereits markierten Histone zufällig auf die Tochterzellen verteilt, die übrigen müssen neu synthetisiert werden. Zur Versiegelung muss PRC2 an bestimmte DNA-Sequenzen – sogenannte Polycomb Response Elemente – binden. Wenn diese fehlen, werden keine neuen Histone mehr markiert und die Anzahl der bereits versiegelten bei jeder Zellteilung verdünnt, wodurch unspezifische Gene aktiv werden und die Zelle somit ihre Identität verliert. (Bild: Monika Krause © MPI für Biochemie)

more_grey DOI: 10.1126/science.aai8266


Mit einem genetischen Pflanzendimmer den Klimawandel austricksen

20.03.2017 | Pflanzen besitzen molekulare Mechanismen, die verhindern, dass sie im Winter blühen. Ist die Winterkälte vorbei, sind diese inaktiviert. Doch auch wenn es im Frühling noch zu kühl ist, passen Pflanzen ihr Blühen durch die Menge an aktivem FLM - einem Transkriptionsfaktor - an. Wissenschaftler um Prof. Dr. Claus Schwechheimer von der TU München haben nun über tausend Arabidopsis thaliana-Sequenzen verglichen, um herauszufinden, welche Mutationen im FLM-Gen besonders oft vorkommen. Unter anderem sind Veränderungen im Promoter besonders häufig, was die Menge an FLM in der Pflanze beeinflusst. Dabei bedeutet mehr FLM einen späteren Blühzeitpunkt. Da schon geringe Temperaturänderungen eine negative Auswirkung auf den Ertrag von wichtigen Kulturpflanzen haben können, könnten die Ergebnisse dabei helfen, die Blütezeit an die im Rahmen des Klimawandels veränderten Temperaturen anzupassen, indem das FLM-Gen als Regulator eingesetzt wird. (Bild: CC-BY-SA-3.0 Alberto Salguero Quiles)

more_grey DOI: 10.7554/eLife.22114


Wachsen trotz Fasten

17.03.2017 | Auf die Frage, wie man mit der Ernährung ein langes und gesundes Leben begünstigen kann, war bisher die Antwort: weniger essen. Allerdings führt das oft auch zu geringerem Wachstum und geringerer Fruchtbarkeit. Forscher um George Soultoukis vom MPI für Biologie des Alterns in Köln haben nun zusammen mit dem UCL Institute of Healthy Ageing in London eine Genom-basierte Diät entwickelt: aus dem Genom von Drosophila melanogaster haben sie die genaue Zusammensetzung der benötigten Aminosäuren in der Nahrung berechnet und zusammengesetzt. Die Fliegen, die dieses Futter erhielten, entwickelten sich schneller, wurden größer und legten mehr Eier. Trotzdem lebten sie genauso lange. Außerdem aßen die Fliegen weniger, was darauf hindeutet, dass die Genom-basierte Ernährung sie schneller sättigt. An Mäusen haben die Wissenschaftler diesen Effekt auch schon gezeigt. Die Ergebnisse könnten von großer Bedeutung für die menschliche Ernährung sein. (Bild © Dr. Sebastian Grönke / Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns)

more_grey DOI: 10.1016/j.cmet.2017.02.005


Fettsäuren brauen

14.03.2017 | Kurzkettige Fettsäuren sind begehrte Bestandteile von Kosmetika, Pharmazeutika, antimikrobiellen Substanzen, Aromastoffen oder Seifen. Bisher wurden sie über aufwändige Extraktionen aus Pflanzen wie z. b. Kokosnuss oder aus Erdöl gewonnen, da die Fettsäuren in Tieren und Pflanzen zum großen Teil langkettig sind. Nun ist es den Wissenschaftlern um Prof. Martin Grininger und Prof. Eckhard Boles von der Goethe-Universität Frankfurt gelungen, diese kurzkettigen Fettsäuren in Hefen einfach und in großen Mengen aus Zucker oder zuckerhaltigen Abfällen herzustellen, in einem Prozess, der dem Bierbrauen ähnelt. Dabei wird die Fettsäuresynthase in der Zelle so verändert, dass sie die Fettsäuresynthese vorzeitig abbricht und somit kurzkettige Fettsäuren in hohem Maße ausgeschieden werden. Da diese Fettsäuren als Vorstufe von Treibstoffen begehrt sind, könnte die neue Technologie einen alternativen Zugang zu neuartigen Biokraftstoffen bieten. (Bild: © Eckhard Boles und Martin Grininger)

more_grey DOI: 10.1038/NCOMMS14650


Ein Chip mit Maus-Stammzellen statt Tierversuchen

09.03.2017 | Das Botulinum-Toxin, das vom Bakterium Clostridium botulinum produziert wird, ist das stärkste bekannte natürliche Nervengift. In kleinen Dosen kann es zur Behandlung von chronischen Schmerzen oder starkem Schielen eingesetzt werden, wird aber hauptsächlich zur kosmetischen Faltenverminderung verwendet. Zur Kontrolle von Konzentration und Aktivität des Toxins in pharmazeutischen Produkten kommen jährlich ca. 600.000 Mäuse zum Einsatz, was man aus ethischen Gründen gerne vermeiden würde. Forschern um Prof. Stephen Leib vom Institut für Infektionskrankheiten der Universität Bern ist es nun gelungen, auf einem Multielektrodenarray-Chip Mäuse-Nervenzellen aus Stammzellen zu züchten, mit denen die biologische Aktivität von Botulinum-Toxin und ähnlichen Giften nachgewiesen werden kann. Diese Methode ist leicht einsetzbar und noch ausbaufähig, so dass in Zukunft Tierversuche stark reduziert werden können. (Bild © Stephen Jenkinson, Institut für Infektionskrankheiten)

more_grey DOI: 10.1098/rspb.2016.2361

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Aktuell: Next Generation Sequencing

Aktuell: Next Generation Sequencing

Next Generation Sequencing (NGS) als eine Sequenziermethode der 2. Generation erlaubt eine kostengünstige und schnelle Sequenzierung im Hochdurchsatz und damit schier unbegrenzte Möglichkeiten zur Erforschung des Genoms. So wird das Verständnis über krankheitsassoziierte Strukturen immer detaillierter z. B. für seltene Krankheiten oder in der Krebsforschung. Und dies schon auf der Basis einer einzelnen Zelle. Das Wissen um spezifische molekulare Marker und zelluläre Zielstrukturen ist heute ein entscheidendes Werkzeug für Diagnostik und Therapie bei zahlreichen Erkrankungen. Lesen Sie hierzu unsere drei Artikel. Hintergrundbild: © QIAGEN GmbH: Mikroskopische Aufnahme einer Einzelzelle. www.qiagen.com.

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