Magnetische Nanostrukturen sind vielversprechende Werkzeuge für medizinische Anwendungen. Eingebaut in biologische Vehikel, lassen sich diese dann durch externe Magnetfelder an ihren Einsatzort im Körper steuern, wo sie Medikamente freisetzen oder Krebszellen zerstören können. Dazu ist jedoch die genaue Kenntnis der magnetischen Eigenschaften solcher Nanoteilchen nötig. Bisher konnten solche Informationen nur gemittelt über tausende Nanopartikel gewonnen werden. Nun hat ein Team am HZB eine Methode entwickelt, um die charakteristischen Parameter jedes einzelnen magnetischen Nanopartikels zu bestimmen.

Stellen Sie sich ein winziges Fahrzeug vor, das mit äußeren Magnetfeld...
Wissenschaftler:innen um Professor Dr. Niels Gehring am Institut für Genetik der Universität zu Köln haben zwei sich ähnelnde Proteine, UPF3A und UPF3B, untersucht, die am Qualitäts-Kontroll-Mechanismus „nonsense-mediated mRNA decay“ (kurz NMD) beteiligt sind. Ihre Ergebnisse zeigen, dass beide Proteine in der Abwesenheit des jeweils anderen dazu in der Lage sind, die Ausführung des NMD zu sichern, und somit zumindest teilweise gleiche Funktionen besitzen. Der Qualitäts-Kontroll-Mechanismus NMD verhindert, dass fehlerhafte mRNA weiter zu Proteinen verarbeitet wird, die wohlmöglich unerwünschte oder sogar giftige Wirkungen in unseren Zellen haben können. Messenger RNA, kurz mRNA...
Die Methanemissionen sind in den letzten Jahren stark gestiegen und tragen erheblich zur Klimaerwärmung bei. Von nationalen und internationalen Regelwerken wird Methan dennoch nur unzureichend reguliert. Forschende des Instituts für transformative Nachhaltigkeitsforschung (IASS Potsdam) verdeutlichen in einer neuen Studie den dringenden Handlungsbedarf.

Im Pariser Klimaabkommen wird die Wirkung vom Treibhausgasen, inklusive Methan, in „CO2-Äquivalente“ umgerechnet, die das Erwärmungspotenzial über einen Zeitraum von 100 Jahren ausdrücken. Die Forschenden argumentieren, dass die Klimawirkung von Methan dadurch nicht angemessen dargestellt werde. Zudem würden die Folgen für ...
An der menschlichen Zellteilung sind Hunderte von Proteinen beteiligt. Mit Kenntnis der 3D-Struktur dieser Proteine können wir verstehen, wie unser genetisches Material dupliziert und über Generationen hinweg weitergegeben wird. Die Gruppen um Andrea Musacchio und Stefan Raunser am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund konnten nun die erste detaillierte Struktur eines Schlüsselproteinkomplexes für die menschliche Zellteilung, auch CCAN genannt, aufdecken. Mit Hilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie zeigen die Forschenden wichtige Merkmale der 16 Komponenten des Komplexes und stellen bisherige Annahmen über die Bindung des Komplex an das Zentromer auf dem Chromosom in ...
Es gibt Flüssigkeitstropfen, die sich erst auf Oberflächen ausbreiten und dann von alleine wieder zusammenziehen – dies hat eine Gruppe von Wissenschaftler*innen um Nate Cira von der Harvard und Cornell University und Stefan Karpitschka vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation herausgefunden. Dieser Bumerang-Effekt hängt dabei von der Zusammensetzung der Tröpfchen ab. Da diese beim Zusammenziehen – anders als beim herkömmlichen Trocknen – so gut wie keine Spuren hinterlassen, birgt dies neue Möglichkeiten für die Reinigung und Beseitigung von Partikeln auf empfindlichen Oberflächen, wie beispielsweise Mikrochips.

Während im Alltag Besen und Schwamm da...
In Krankheiten wie Krebs weisen die erkrankten Zellen oft deutliche Unterschiede an Typ und Menge der vorhandenen Proteine auf. Doch während genomische Veränderungen immer öfter in der Diagnostik berücksichtigt werden, ist dies in der Proteinanalyse aufgrund ihrer enormen Komplexität bislang nur eingeschränkt möglich. Der rasante technische Fortschritt eröffnet jedoch neue Chancen, allerdings nur in Kombination mit neuen, geeigneten Auswertungsverfahren. Wie zuverlässig und anwenderfreundlich die verschiedenen Verfahren sind, kann sich aber insbesondere bei der Untersuchung echter Patient*innenproben stark unterscheiden. Welche Kombination an Verfahren besonders gut geeignet ist, um...
Der diagnostische Nachweis von bakteriellen Krankheitserregern in klinischen Proben ist eine wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche antimikrobielle Behandlung. Ein Team des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig, des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) und der Tel Aviv University, Israel, hat nun molekulare Sonden entwickelt, die verschiedene Bakterienspezies hochsensitiv nachweisen können. Bakterielle Zellen aktivieren die Sonden und bringen sie zum Leuchten. Dieses Signal ermöglicht den Erregernachweis direkt in klinischen Proben.

In Anbetracht der steigenden Gefahr durch Antibiotikaresistenzen sollten Erkrankungen nicht auf Verdach...
Der genetische Ursprung der ersten Ackerbauern im Neolithikum schien lange Zeit im Nahen Osten zu liegen. Eine neue Studie zeigt, dass die ersten Bauern in Wirklichkeit eine Mischung aus eiszeitlichen Jäger- und Sammlergruppen darstellten, die sich über den Nahen Osten bis nach Südosteuropa erstreckten. An der Studie waren Forschende der Universität Bern und des Schweizerischen Instituts für Bioinformatik sowie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Universität Freiburg beteiligt.

Die ersten Anzeichen für Ackerbau und eine sesshafte Lebensweise finden sich im sogenannten «Fruchtbaren Halbmond», einer Region im Nahen Osten, wo die Menschen vor etwa 11’000 Jahr...
Eine große Anzahl an Viren macht Mensch und Tier das Leben schwer. Während im Kampf gegen unterschiedliche Bakterien breit wirksame Medikamente eingesetzt werden, gibt es analog zu den Breitbandantibiotika bislang keine Substanzen, die gegen eine Vielzahl von Viren aktiv sind. Einem internationalen Forschungsteam ist es nun gelungen, das Polymer Polystyrolsulfonat (PSS) chemisch so zu optimieren, dass es für die antivirale Prophylaxe und die Behandlung von Virusinfektionen effektiv eingesetzt werden könnte – und zwar sowohl gegen SARS-CoV-2 und HIV-1, als auch gegen Zika-, Herpes- und Erkältungsviren.

Viren hindert man am besten an der Vermehrung und Ausbreitung, indem man ihn...
Eine computergestützte Analyse bereichert die Arzneimittelforschung: Ein internationales Team hat eine Software zu Hilfe genommen, um neue Angriffspunkte für künftige Medikamente zu finden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entdeckten bei einer der größten Proteinfamilien mehrere neue Kopplungsstellen, an denen Wirkstoffe ansetzen können. Das Forschungsteam berichtet im Wissenschaftsmagazin „Nature Communications“ über die Ergebnisse.

Sie bilden die größte Familie von Proteinen, die als Ziel von Medikamenten dienen: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, kurz GPCR sind an zahlreichen Lebensvorgängen beteiligt. Hierzu zählen Entzündungen, die Verarbeitung von Sinne...
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