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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-Gespräche

In einer jetzt in der Fachzeitschrift PNAS veröffentl...
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 dem Komposthaufen.

Da steckt mehr drin, finden Forschende aus dem Empa-Labor «Cellulose and Wood Materials» unter de...
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 unter dem Handelsnamen...
 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 Histonen „abwickeln“ kann.

Die DNA von Eukaryoten liegt als Chromatin ve...
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 zellu...
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 Mikronährstoff sowohl bei der Photosynthese als...
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 hat ein Team um Professor Roland Beckmann, Dr. Thomas Becker und Ivan Penchev vom ...
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 zusammen eine Kette bilden, ist es ein Peptid. Sobald es mehr ...
Immunzellen müssen erst lernen, nicht den Körper selbst anzugreifen. Ein Team um Forschende der Technischen Universität München (TUM) und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) hat einen bislang unbekannten Mechanismus dahinter entdeckt: Zur „Ausbildung“ der T-Zellen in der Thymusdrüse tragen auch andere Immunzellen, die B-Zellen, bei. Schlägt dieser Prozess fehl, können Autoimmunerkrankungen entstehen. Die Studie belegt dies für Neuromyelitis optica, eine MS-ähnliche Erkrankung. Möglicherweise hängen weitere Autoimmunerkrankungen mit dem Mechanismus zusammen.

Die Thymusdrüse im Brustkorb ist im Kinder- und Jugendalter eine Art T-Zellen-Schule. Dort werden ...
Ein Team von Wissenschaftlern des Max-Born-Institutes in Berlin hat zum ersten Mal Attosekunden-Pump Attosekunden-Probe Spektroskopie (APAPS) bei einer Wiederholrate von 1 Kilohertz demonstriert. Dies wurde durch die Entwicklung einer kompakten intensiven Attosekundenquelle ermöglicht, die darauf basiert, Attosekunden-Pulse außerhalb des Fokus der Treiberpulse zu erzeugen. Der Ansatz ermöglicht neue Pfade für die Untersuchung extrem schneller Elektronendynamiken auf einer Attosekunden-Zeitskala.

Die erstmalige Erzeugung von Attosekunden-Pulsen (1 Attosekunde entspricht 10⁻¹⁸ Sekunden) zu Beginn dieses Jahrhunderts hat es ermöglicht, nicht für möglich gehaltene Einblicke in...
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