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Mikroglia haben ein Immungedächnis

20.04.2018 | Dr. Jonas Neher und Kollegen haben herausgefunden, dass es im Gehirn ein Immungedächtnis gibt. Mikroglia, die Immunzellen des Gehirns, reinigen es von Fremdkörpern oder toxischen Substanzen. Sie können allerdings auch Schaden anrichten. Man vermutet schon länger, dass Mikroglia bei neurodegenerativen Erkrankungen eine zentrale Rolle spielen könnten. Wissenschaftler vom DZNE, dem Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) und der Universität Tübingen konnten nun belegen, dass es bei Entzündungsreaktionen langfristig zu Veränderungen im Gehirn kommt und dass dies bei künftigen neurologischen Erkrankungen einen Einfluss auf den Verlauf und Schweregrad haben kann. Dieses zerebrale Immungedächtnis konnte somit als wichtiger Modifikator von Neuropathologie identifiziert werden. Bildquelle: DZNE & HIH / Neher

more_grey DOI: 10.1038/s41586-018-0023-4


Grübchen in der Zellmembran von Muskelzellen

06.04.2018 | Wissenschaftlern des Uniklinikums Jena um Prof. Dr. Britta Qualmann und PD Dr. Michael Kessels ist es gelungen, die Funktion von Caveolen, kleinen, recht gleichförmigen Einbuchtungen in der Oberfläche der Zellmembran, aufzuklären. Sie identifizierten die für die Bildung dieser Einstülpungen in der Zellhülle entscheidenden Proteine und zeigten, dass beim Fehlen eines Proteins, das für die Krümmung der Membran sorgt, zu wenige Caveolen entstehen. Dadurch werden die Muskelzellen anfällig für mechanische Schäden, wie sie z. B. bei erblichen Muskelschwunderkrankungen beobachtet werden. Lange Zeit wurde angenommen, dass die Calveolen Zwischenstufen von Einschnürungsprozessen an der Plasmamembran sind, bei denen Bläschen zum Stofftransport ins Zellinnere gebildet werden. Neuere Untersuchungen deuteten dann darauf hin, dass sie vielleicht Plattformen für Signalvermittlungsprozesse sind oder eine Form von mechanischen Sensoren darstellen könnten. Denn bestimmte erbliche Erkrankungen, wie spezielle Formen von Muskelschwund, hängen mit einem Mangel an Caveolen zusammen. Unter dem Elektronenmikroskop konnte dann das Protein nachgewiesen werden. Somit ist man in der Aufklärung von Bildung und Funktion der Calveolen einen Schritt weiter gekommen. Bildquelle: Eric Seemann/ UKJ.

more_grey DOI: 10.7554/eLife.29854


Erste Kenntnisse über den zellulären Auxin Transport

23.03.2018 | Das Phytohormon „Auxin“ hat als Hauptregulator pflanzlicher Zellprozesse einen großen Einfluss – von der Embryonalentwicklung bis hin zur Anpassung an Umweltreaktionen. Durch auxininduzierte Genexpression und Interaktion mit nuklearen Proteinen können so verschiedene molekulare Wirkungen innerhalb der pflanzlichen Zelle entstehen. Jedoch sind der zugrunde liegende zelluläre interne Transport von Auxin, sowie die Vermittlung der nuklearen Genexpression bis heute noch nicht vollständig verstanden. Einem Team von Forschern aus Freiburg, München und Okayama/Japan ist es nun mittels neuartiger fluoreszierender, Auxin nachahmender Moleküle gelungen, Licht ins Dunkel zu bringen. Ein Mix aus theoretischem und experimentellem Ansatz ermöglichte es ihnen, den Auxin Transport innerhalb der Zelle und dem Kern zu beobachten. Welche essentielle Rolle das Endoplasmatischen Reticulum (ER) dabei spielt, lesen sie unter dem unten stehenden Link. Bild: Institut für Biologie II, Universität Freiburg

more_grey DOI: 10.1016/j.celrep.2018.02.074


Darstellung neuronaler Vielfalt mittels eines Modells

15.03.2018 | Die Transformation unserer Sinneseindrücke in elektronische Signale erfolgt in der Großhirnrinde. Kortikale Schaltkreise sind jedoch sehr vielseitig und entscheidend, um Erinnerungen speichern oder Entscheidungen treffen zu können. Es ist jedoch noch völlig unklar, wie diese Vielfalt in einer einzigen Schaltung entstehen kann. Die Frankfurter Max Planck Forscherinnen Nataliya Kraynyukova und Tatjana Tchumatchenko zeigen, basierend auf der Nutzung des Modells des stabilisierten supralinearen Netzwerks (SSN), dass mitunter bistabile Zustände, oszillierende und andauernde Zustände gleichzeitig andauern können. Damit können nun Gehirnfunktionen wie Kurzzeitgedächtnis und Entscheidungsfindung näher untersucht werden. Bild: N. Kraynyukova/Max Planck Institute for Brain Research

more_grey DOI: 10.1073/pnas.1700080115


Mitochondrien Dynamik abhängig vom circadianen Rhythmus

12.03.2018 | Mitochondrien sind die Kraftwerke eukaryotischer Zellen. Beim Menschen z. B. findet man je nach Zelltyp unterschiedlich viele dieser Organellen. Das tubuläre Netzwerk ist sehr dynamisch und lebt von „Fission and Fusion“. Kürzlich fanden Prof. Dr. Anne Eckert und ihr Team von der Universität Basel heraus, dass es eine Wechselbeziehung zwischen dem Energiestoffwechsel innerhalb der Zelle und dem zirkadianen Rhythmus gibt. Mithilfe genetischer oder pharmakologischer Beeinflussungen konnten die Forscher zeigen, dass das Teilungsprotein Drp1 eine entscheidende Rolle spielt. So verliert das mitochondriale Netzwerk seinen Rhythmus, wenn die zirkadiane Uhr gestört ist und die Energieproduktion der Zelle vermindert sich. Diese Erkenntnisse könnten bei der Behandlung von Erkrankungen wie z. B. Alzheimer wo Störungen der inneren Uhr und Dysfunktionen der Mitochondrien auftreten, zukünftig eine Rolle spielen. Illustration: Universität Basel

more_grey DOI: 10.1016/j.cmet.2018.01.011

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Die Erforschung von Proteinstrukturen, ihre Dynamik und Funktionalität sowie die Erfassung ganzer Proteome von Zellen, Geweben und Organen gibt umfassende Einblicke in die physiologische Mechanismen eines Organismus. Dies ermöglicht auch Rückschlüsse für eine molekulare Medizin. Aktuelle Entwicklungen in der Proteinanalytik setzen auf immer ausgeklügeltere biophysikalische Methoden und innovative Analysen aus den Materialwissenschaften. (Hintergrundbild aus dem Artikel von Sophia Doll und Michael Wierer, S. 168)

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