Tag Archives: biophysikalische chemie

Wie man Atome bündelt

Wenn Wissenschaftler chemische Reaktionen untersuchen, ist die Verbesserung der zeitlichen Auflösung eine ständige Herausforderung. Besonders Reaktionen, die sich nicht durch Licht auslösen lassen, sind auf kurzen Zeitskalen schwierig zu verfolgen. Ein Team von Forschern um Alec Wodtke am Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie und an der Universität Göttingen hat jetzt ultrakurze Pulse von Atomen erzeugt. Die sogenannte bunch-compression-photolysis-Methode könnte helfen, zeitlich hochaufgelöste Experimente durchzuführen, bei denen atomare Kollisionen den Anfang bilden. (Nature Communications, 5. November 2014) (more…)

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Forscher enthüllen rasend schnellen, hocheffizienten Filtermechanismus in lebenden Zellen

Ionenkanäle sind von großer Bedeutung, wenn es darum geht, Informationen zwischen lebenden Zellen weiterzuleiten oder Funktionen wie die Herzfrequenz zu steuern. Forscher am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und an der Universität Göttingen haben mit britischen Kollegen nun aufgeklärt, was Kaliumkanäle zu hocheffizienten Filtern macht. Wie sie herausfanden, liegt dem sehr schnellen Durchtritt der Ionen – anders als bisher gedacht – ein rein physikalisches Prinzip zugrunde. Die Ergebnisse der Forscher stellen das bisherige Wissen zur Funktionsweise solcher Kanäle auf den Kopf und helfen zu verstehen, warum bestimmte genetische Veränderungen des Kaliumionenkanals zu Krankheiten wie Herzrhythmusstörungen führen können.
(Science, 17. Oktober 2014) (more…)

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Nicht nur X und Y

Max-Planck-Forscher haben in Fliegenzellen wichtige Regulatoren entdeckt, die dafür sorgen, dass die Insekten ihr Geschlecht ein Leben lang behalten.

Ob es ein Männchen oder ein Weibchen wird und auch bleibt, darüber entscheiden bei Fliegen nicht allein die Geschlechtschromosomen. Wie Forscher um Halyna Shcherbata vom Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie gemeinsam mit amerikanischen Kollegen jetzt entdeckt haben, spielen auch winzige RNA-Moleküle bei der Ausbildung und Aufrechterhaltung der männlichen und weiblichen Geschlechtsmerkmale eine Schlüsselrolle. (Genetics, 1. Oktober 2014) (more…)

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Elektronenblitze erhellen Moleküldynamik

Göttinger Forscher beobachten die ultraschnelle Dynamik an Oberflächen auf der atomaren Skala

In der mikroskopischen Welt von Atomen und Molekülen läuft vieles im Bereich von Femtosekunden und Pikosekunden ab, also Billiardsteln und Billionsteln einer Sekunde. Um einen direkten Blick auf die Dynamik im Mikrokosmos werfen zu können, nutzen Forscher extrem kurze Röntgen- oder Elektronenblitze. So können schnelle Bewegungen von Atomen und Molekülen in einem Moment festgehalten werden und es werden feinste Unterschiede in der Anordnung und Orientierung atomarer Strukturen sichtbar. Physiker und Chemiker der Universität Göttingen haben unter Beteiligung von Forschern des Göttinger Max-Planck-Instituts (MPI) für biophysikalische Chemie ein neues Verfahren entwickelt, die Dynamik einzelner atomarer und molekularer Lagen zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift Science erschienen. (more…)

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Flimmern in den Atemwegen erwünscht

Forscherteam klärt wichtigen Regulationsmechanismus bei der Flimmerhärchenbildung in Zellen der Luftröhre und Lunge auf

Das Innere unseres Körpers ist buchstäblich eine haarige Angelegenheit. Mithilfe winziger Flimmerhärchen befreien Zellen unsere Atemwege von Staub, Schleim und Krankheitserregern oder bewegen sich Eizellen und Spermien vorwärts. Sind diese Härchen in ihrem Aufbau oder ihrer Funktion gestört, können Atemwegserkrankungen oder Unfruchtbarkeit die Folge sein. Wissenschaftler am Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie haben zusammen mit Kollegen an der University of California in Berkeley (USA) und der Universität Göttingen nun entschlüsselt, über welchen Mechanismus die Verankerung der Flimmerhärchen an der Zelloberfläche gesteuert wird. Ihre Ergebnisse tragen dazu bei, die Ursachen von Atemwegserkrankungen besser zu verstehen. (Nature, 5. Juni 2014) (more…)

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Molekulare Partnerwahl ist keine reine Formsache

Wie ein molekularer Helfer die Verklumpung des Alzheimer-Proteins Tau beeinflusst

Alzheimer wird durch den millionenfachen Tod von Nervenzellen im Gehirn ausgelöst. Maßgeblich beteiligt an diesem Massensterben ist das Tau-Protein, das in den Zellen der betroffenen Hirnregionen verklumpt. Ein molekularer Helfer namens Hitzeschockprotein (Hsp) 90 beeinflusst das Verklumpen, indem es Tau erkennt und bindet. Wie Wissenschaftler jetzt herausgefunden haben, erfolgt diese Partnerwahl nach völlig anderen Prinzipien als sonst unter Proteinen üblich. Diese Erkenntnisse eröffnen einen neuen Ansatzpunkt, um die Entstehung der Alzheimer-Krankheit zu erforschen. (Cell, 28. Februar 2014)

Man vergisst Termine und Orte, das Denken und Sprechen fällt schwerer, irgendwann werden auch einfache Handgriffe zum Problem: Immer mehr vorwiegend ältere Menschen erkranken hierzulande an der Alzheimer-Krankheit (Morbus Alzheimer). Jedes Jahr sind es allein in Deutschland 300 000 neue Betroffene. Der Verlauf der Erkrankung ist irreversibel und führt unweigerlich dazu, dass Patienten letztendlich pflegebedürftig werden und oft sozial vereinsamen. Eine wirksame Therapie gibt es bisher nicht. Ausgelöst wird Alzheimer durch den massenhaften Tod von Nervenzellen im Gehirn. In betroffenem Hirngewebe finden sich unter anderem zu Haufen verklumpte Tau-Proteine, die dazu beitragen, dass die Nervenzellen nicht mehr richtig funktionieren und schließlich absterben. (more…)

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Molekularer “Schutzengel” von Muskeln entdeckt

Einen zellulären Bewacher, der für den Erhalt und die Funktion von Muskeln sorgt, hat das Forschungsteam um Halyna Shcherbata am Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie entdeckt. Wie die Wissenschaftler am Modell der Taufliege zeigen konnten, sind sogenannte mikroRNAs ein wichtiger Regulator des Muskelproteins Dystroglykan. Dieses spielt auch bei der Entstehung von Muskelerkrankungen, sogenannten Muskeldystrophien, eine Schlüsselrolle. Die Erkenntnisse der Forscher könnten dazu beitragen, neue Ansätze zur Behandlung derartiger Krankheiten zu entwickeln. (Dev. Cell, 10. Februar 2014)

Wenn Muskeln immer mehr an Masse und Kraft verlieren und sich ihr fortschreitender Schwund nicht aufhalten lässt, lautet die Diagnose: Muskeldystrophie. An diesen chronisch verlaufenden Erkrankungen der Skelettmuskulatur leiden allein in Deutschland etwa 30.000 Menschen. Ihre häufigste Ursache ist ein genetischer Defekt des sogenannten Dystrophin-Dystroglykan-Komplexes in der Membran der Skelettmuskelzellen. Er verbindet das Zytoskelett der Zelle mit ihrer Umgebung – der sogenannten extrazellulären Matrix. Auch Fliegen entwickeln Muskeldystrophien, wenn sie denselben genetischen Defekt aufweisen. Frühere Experimente der Forschungsgruppenleiterin Halyna Shcherbata vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie konnten dies eindeutig nachweisen. Bereits seit Längerem setzt die Wissenschaftlerin daher erfolgreich die Taufliege Drosophila melanogaster ein, um die Ursachen von Muskeldystrophien zu erforschen. (more…)

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Neuer Regulator für Fettleibigkeit in Fliegen entdeckt

Forscher vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen haben einen neuen Mechanismus in der Taufliege aufgedeckt, der bei den Insekten Heißhunger auslösen kann. Wie sie herausfanden, spielt dabei die Kalziumkonzentration im Fettspeicherorgan der Fliegen eine Schlüsselrolle. War diese niedrig, entwickelten sich die Fliegen zu sichtbar „dicken Brummern“.

Zu fett, zu süß und vor allem zu viel – dies gilt für die Essensgewohnheiten vieler Menschen. Bewegen wir uns dabei auch noch wenig, gerät unser Fettstoffwechsel schnell aus dem Gleichgewicht. Die Folge: Gut 50 Millionen Bundesbürger sind übergewichtig, rund 20 Millionen von ihnen leiden gar unter Fettsucht (Adipositas), so die Zahlen einer aktuellen Studie des Berliner Robert-Koch-Instituts zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland. Der Trend zum Übergewicht steigt weltweit weiter an: Die Weltgesundheitsorganisation stuft Fettleibigkeit als das am schnellsten wachsende Gesundheitsproblem ein und spricht bereits von einer globalen Adipositas-Epidemie. Betroffene leiden verstärkt unter Gefäßkrankheiten und Gelenkbeschwerden und haben ein höheres Risiko für Krankheiten wie Diabetes mellitus Typ 2, Bluthochdruck oder Krebs. (more…)

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