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Seegurken: essentiell für marine Ökosysteme

15.06.2018 | Marine Küstenökosysteme gehören zu den produktivsten und vielfältigsten der Welt. Es wurde nachgewiesen, dass die Verringerung der marinen benthischen Fauna zum Verlust an Bioturbation (Durchmischen von Sedimenten durch Lebewesen) führt. Dieser Verlust ist besonders besorgniserregend, da dieser Prozess einen großen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Zersetzung organischer Substanzen und dem Nährstoffrecycling hat. Die Recyclingprozesse werden von Meeresbewohnern wie Seesternen, Seeigel und Seegurken unterstützt. Seegurken sind farblich eher unscheinbar und von schlichtem Körperbau. Für die Meere sind sie aber von enormer Bedeutung, wie Wissenschaftler des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) herausgefunden haben. Der Riffökologe Dr. Sebastian Ferse und sein Team zeigen in einer Studie, welche großen ökologischen Auswirkungen die Fischerei von Seegurken auf die Küstenökosysteme wie Korallenriffe oder Seegraswiesen am Standort Fidschi haben. Die Forscher haben ihre Ergebnisse ans Fischereiministerium in Fidschi weitergegeben, so dass neue Fischereirichtlinien erstellt werden können. Bildquelle: Jon Altamirano

more_grey DOI:10.7717/peerj.4773


Mechanismus antiviraler Wirkung von SAMHD1 bei Virusinfektionen identifiziert

12.06.2018 | Virusinfektionen und -vermehrung werden im Körper in erster Linie durch Restriktionsfaktoren abgewehrt. Das Protein SAMHD1 (sterile alpha motif and histidine-aspartate (HD)-domain-containing protein 1) wurde als Restriktionsfaktor bei HIV-1 identifiziert und spielt sogar bei der Entstehung von Autoimmunerkrankungen und Krebs eine Rolle. Die Aktivität von SAMHD1 wird durch De- und Phosphorylierungsreaktionen reguliert. Das Team um Dr. Renate König, die eine Forschungsgruppe am Paul-Ehrlich-Institut in Langen leitet, identifizierte das Schlüsselenzym welches zur Dephosphorylierung und somit zur Verringerung der HIV-Infektion führte. Die antivirale Aktivität von SAMHD1 ist sogar in der Lage das Hepatitis-Virus abzuwehren. Das neue Verständnis über den SAMHD1 Mechanismus erleichtert künftig die Entwicklung therapeutischer Strategien zur Kontrolle von Virus- und Zellreplikationen. Bildquelle: Paul-Ehrlich-Institut-Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel.

more_grey DOI: 10.1038/s41467-018-04671-1


Künstliche Nanokügelchen

25.05.2018 | Prof. Gil Westmeyer von der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum in München gelang es, Säugetierzellen mittels künstlicher Zellkompartimente, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen können, zu verändern. Diese künstlichen Kompartimente, sogenannte Nanokugeln, wurden erzeugt indem das Forscherteam genetische Information zur Herstellung von Bakterienproteinen - Enkapsuline - in menschliche Zellen einbrachte. Diese Proteine können sich selbständig zu Nanokugeln zusammenbauen. Der große Vorteil dieser Kügelchen ist, dass sie für die Zelle ungiftig sind und in ihrem Inneren eigene Reaktionen ablaufen können, ohne den Stoffwechsel der Zelle zu stören. Je nachdem welche genetischen Informationen in die Hostzelle eingebracht werden, kann die Identität oder der Zustand von Zellen direkt unter dem Elektronenmikroskop angezeigt und mittels magnetischer Felder manipuliert werden. Man könnte zukünftig diese künstlichen Nanokugeln in der Immunozelltherapie einsetzten. Dabei könnten Immunzellen genetisch so verändert werden, dass sie Krebszellen des Patienten gezielt zerstören. Bildquelle: P. Erdmann / Max-Planck-Institut für Biochemie

more_grey DOI: 10.1038/s41467-018-04227-3


Porenbildender Wirkmechanismus bakteriellen Giftstoffs aufgeklärt

09.05.2018 | Viele bakterielle Krankheitserreger stellen porenbildende Toxine her und machen so die Zellmembran durchlässig. Zu diesen Virulenzfaktoren zählen bakterielle Stämme des Darmbakteriums Escherichia coli sowie das mit dem Pesterreger verwandte Bakterium Yersinia enterolitica. Dieses gramnegative Bakterium gehört zu den Enterobacteriaceae und wurde mehrfach als Ursache transfusions-assoziierter Septikämien (Gesamtinfektion des menschlichen oder tierischen Organismus, verursacht durch Bakterien oder Toxine im Blut) mit tödlichem Ausgang identifiziert. Durch die Kombination kristallografischer und kryo-elektronenmikroskopischer Methoden ist es Prof. Michael Groll und seinem interdisziplinärem Team der TUM gelungen, die Molekularstruktur sowohl der löslichen Einzelkomponenten, als auch des Porenkomplexes einer Unterart dieser Toxine aufzuklären. Die Entwicklung von Substanzen, die das Zusammenwirken beider Komponenten blockieren und damit die Porenbildung verhindern, ist mit Hilfe dieser neuen Erkenntnisse generell vorstellbar. Bildquelle: Bastian Bräuning / TUM

more_grey DOI: 10.1038/s41467-018-04139-2


Astrozyten: Neuer Ansatz gegen Alzheimer

04.05.2018 | Die Alzheimer-Krankheit ist eine bislang unheilbare Hirnerkrankung, bei der es zu einem langsamen und fortschreitenden Untergang von Nervenzellen (Neurone und Astrozyten) und deren Kontakten kommt. Im fortgeschrittenen Krankheitsstadium verursacht dies Demenz. Astrozyten bewahren die Funktion neuronaler Netzwerke, regulieren den Hirnstoffwechsel und den Blutfluss im Gehirn. Doch bei der Alzheimer-Krankheit sammeln sich Astrozyten rund um krankhafte Eiweißablagerungen, sogenannten Plaques, und es kommt meist zur neuronalen Hyperaktivität dieser Netzwerke. Interessanterweise konnten die Wissenschaftler vom DZNE in Bonn einen Zellmembran-Rezeptor identifizieren, der spezifisch für Astrozyten ist und zu dieser Hyperaktivität führt. Durch antagonistische Experimente ist es den Wissenschaftler an Mausmodellen gelungen, die Funktion des Gehirns zu normalisieren und die Gedächtnisleistung zu verbessern. Um welchen Rezeptor es sich hierbei genau handelt, können sie in dem ausführlichen Artikel lesen. Bild: DZNE / Nicole Reichenbach

more_grey DOI: 10.1084/jem.20171487

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Aktuelle optische Analyseverfahren wie die Licht-, Laser-, Konfokal- , Elektronen- oder Röntgenmikroskopie erweitern wesentlich die Erkenntnissgewinnung bei einer Vielzahl von wissenschaftlichen Fragestellungen. Die High-Content-Imaging-Technologie bezeichnet eine hochauflösende, computergestützte Hightech-Mikroskopie, mittels derer phänologische und funktionelle Bilder von biologischen Systemen erzeugt werden. Neben der Verbesserung der Optik und einer immer weiteren Verschiebung der Grenzen der maximalen Auflösung werden Mikroskope zunehmend mit automatisierten Komponenten ausgestattet und ermöglichen heute 3D- und 4D-Darstellungen im Hochdurchsatz. (Hintergrundbild: Hochauflösende Mikroskopie mit dem Peptid-Tag-Labeling-Verfahren. Mehr dazu im Beitrag von Bettina-Maria Keller et al. auf Seite 274).

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