Auch der Energiestoffwechsel innerhalb von Zellen folgt dem Rhythmus der inneren Uhr. Wie das genau funktioniert, zeigt eine Studie der Universität Basel, die erstmals die Wechselbeziehung zwischen dem zirkadianischen Rhythmus und dem mitochondrialen Netzwerk beleuchtet.In unserem Körper ticken unzählige, genetisch gesteuerte innere Uhren, zum Beispiel in den Zellen der Leber, der Nieren, und des Herzens. Sie leiten unter anderem viele Stoffwechselprozesse in die Wege, damit diese zur optimalen Tageszeit ablaufen.Eine wichtige Rolle bei diesen Prozessen in den Zellen spielen die…
Wie kombiniert man verschiedene Elemente in einem Kristall? An der TU Wien wurde nun eine Methode entwickelt, bisher unerreichbar hohe Anteile von Fremdatomen in Kristalle einzubauen.Wer einen Kuchen bäckt, kann die Zutaten in fast beliebigem Mengenverhältnis zusammenfügen – sie werden sich immer mischen lassen. In der Materialchemie ist die Sache komplizierter.Oft möchte man die physikalischen Eigenschaften eines Materials verändern, indem man einen gewissen Anteil eines zusätzlichen Elements hinzufügt. Allerdings gelingt es nicht immer, die gewünschte Menge in die Kristallstruktur des…
Die Nil-Insel Sai im heutigen Nordsudan war vor rund 3.500 Jahren zunächst nur ein schlichter militärischer Vorposten im Süden Ägyptens. In der Regierungszeit von Pharao Tutmosis III. wurde sie zu einem kulturell durchmischten Zentrum für den Handel mit Gold. Diese Entwicklung konnten Ärchäolog/innen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in einem START- und ERC-Projekt erstmals nachzeichnen.Auf ihren Feldzügen gegen das antike Nubien im heutigen Sudan hatten die alten Ägypter im zweiten Jahrtausend v. Chr. den Ort Sai als Stützpunkt ausgewählt. Zwischen…
ETH-Forschende entwickelten eine neue Methode, um große Membranproteine für die Strukturaufklärung zu kristallisieren. Davon profitieren werden die biologische Forschung und die Pharmaindustrie.In Membranen eingebettete Proteine sind für Zellen und jegliche Lebensformen essenziell. Nicht nur gibt es sehr viele verschiedene davon, sie haben auch einen grossen Funktionsumfang: Dieser reicht von der Kommunikation zwischen Zellen über den Transport von Stoffen in die Zelle oder aus ihr heraus bis zur Vermittlung einer Immunantwort. Membranproteine gelten als wichtige therapeutische und diagnostische Ziele. Kennt man…
Aus dem Blut ins Labor: Das Protein Albumin übernimmt viele lebenswichtige Prozesse im menschlichen Körper. In der Natur kommt es nur gelöst in Wasser als Lösung vor. Chemiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich verschiedene Gele auf Albuminbasis herstellen lassen. Die Erkenntnisse könnten künftig dabei helfen, neuartige Arzneiträgersysteme zu entwickeln, die besser in den Blutkreislauf gelangen können. Die Studie der Forscher aus Halle wurde kürzlich als Titelgeschichte in der internationalen Fachzeitschrift "Biomaterials Science" der Royal…
Chlorophyll ist das entscheidende Molekül. Dank dem grünen Farbstoff gelingt es den Pflanzen, Sonnenlicht direkt in chemische Energie umzuwandeln. Wie in den pflanzlichen Zellen mit Hilfe von Licht das Molekül ATP erzeugt wird, der zentrale Baustein der Energieversorgung in den Pflanzen, steht heute in jedem besseren Biologielehrbuch. Und dennoch ist dieser Vorgang für die Wissenschaft nach wie vor ein Rätsel. Vor allem die hohe Effizienz, mit der die Pflanzen das Sonnenlicht umwandeln, lässt die Forscher staunen.Gegensätzliche WeltenVerschiedene Experimente der letzten…
Zellbasierte Biosensoren können die Wirkung verschiedener Stoffe, wie beispielsweise Medikamente, auf den menschlichen Körper im Labor nachbilden. Je nach Messprinzip kann ihre Herstellung jedoch teuer sein. Oft wird daher auf ihren Einsatz verzichtet. Kostenfaktoren bei elektrisch messenden Sensoren sind das teure Elektrodenmaterial und eine aufwändige Fertigung. Fraunhofer-Wissenschaftler stellen Biosensoren mit Graphen-Elektroden günstig und einfach im Rolle-zu-Rolle-Druck her. Ein Anlagen-Prototyp für die Massenproduktion existiert bereits.Zellbasierte Biosensoren messen Veränderungen in Zellkulturen über elektrische Signale. Das geschieht mittels Elektroden, die innerhalb der Petrischale…
Bakterien verfügen über ein Immunsystem namens CRISPR-Cas9, das fremde DNA eliminiert. Würzburger Forscher haben nun entdeckt, dass es auch RNA zerschneiden kann – ein Resultat mit potenziell weit reichenden Konsequenzen.Unsere Fähigkeit, den Inhalt von Genen nach Belieben zu verändern – sei es, um genetische Erkrankungen zu kurieren oder Agrarpflanzen zu verbessern – wird momentan revolutioniert. Angetrieben wird diese Revolution durch eine neuartige Technologie namens CRISPR-Cas9. Sie basiert auf einem Immunsystem von Bakterien. Dieses Abwehrsystem erkennt und zerschneidet fremdes Erbgut –…
Aus Eis wird Wasser, Butter zerläuft zu flüssigem Fett, Minerale verwandeln sich in transparentes Glas – all diese Prozesse funktionieren nur, weil sich der Aggregatzustand eines Ausgangsmaterials durch Erhitzen von fest in flüssig verändert. Gemeinhin nennt man diesen Übergang Schmelzen. Doch obwohl er allgegenwärtig ist, ist überraschend wenig darüber bekannt, wie der Vorgang auf der Ebene von Molekülen und Atomen eigentlich genau abläuft. Materialwissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben nun gemeinsam mit Fachkollegen aus Großbritannien, Frankreich, den USA und Deutschland detailliert…
Physiker der Universität Bayreuth haben Kunststoffteilchen entdeckt, die es ermöglichen, Bewegungen einzelner Moleküle lückenlos zu beobachten und präzise zu steuern. Neuartige Mikrochips, die nur wenige Zehntelmillimeter groß sind und eine derartige Steuerung gewährleisten, sind daher keine Zukunftsmusik mehr. Bei den Kunststoffteilchen handelt es sich um Kolloide. Im Inneren eines komplexen, magnetisch strukturierten Materials verändern sie ihre Position kaum, an den Grenzen des Materials bewegen sie sich jedoch zügig voran.Auf den Spuren der NobelpreisträgerDie Kolloide verhalten sich somit ähnlich wie die…
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