DNA

Bioengineering – zukünftige Trends aus der Sicht eines transatlantischen Expertenteams

Do, 07.12.2017 - 14:53 — Redaktion

RedaktionIcon Politik & GesellschaftBioengineering bietet vielversprechende Ansätze, um die großen Herausforderungen in Angriff zu nehmen, denen unsere Gesellschaften ausgesetzt sind. Welche Entwicklungen hier kurzfristig und auch längerfristig besonders wichtig werden und welche Möglichkeiten und Risiken damit verbunden sind, hat ein internationales Team aus vorwiegend englischen und amerikanischen Experten aus ihrer Sicht als Wissenschafter, Innovatoren, Industrieangehörige und Sicherheitsgemeinschaft untersucht und zwanzig Themen in den Sektoren Gesundheit, Energie, Landwirtschaft und Umwelt identifiziert.*

Ein erweiterter Blick auf das Mikrobiom des Menschen

Do, 28.09.2017 - 16:42 — Francis S. Collins

Francis S. CollinsIcon MedizinDas menschliche Mikrobiom - die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die in unserem Körper existieren - hat wesentliche Auswirkungen auf unsere Gesundheit, Krankheit und unser Verhalten; diese Auswirkungen sind aber noch unzureichend bekannt. Um eine umfassende Charakterisierung des humanen Mikrobioms und seiner Funktionen zu ermöglichen, starteten die National Institues of Health (NIH) vor einem Jahrzehnt das "Human Microbiome Project", eine interdisziplinäre Initiative, deren Ergebnisse öffentlich zugänglich sind. Francis Collins, NIH-Direktor und ehem. Leiter des "Human Genome Project", berichtet über die bis jetzt größte, eben erschienene Charakterisierung unseres Mikrobioms*.

Den Seuchen auf der Spur: Genetische Untersuchungen zur Geschichte der Krankheitserreger

Do, 31.08.2017 - 10:03 — Marcel Keller & Johannes Krause

Marcel KellerJohannes KrauseIcon BiologieDas Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte (Jena) betreibt Grundlagenforschung auf dem Gebiet moderner analytischer Methoden mit dem Ziel einer integrierten Wissenschaft der Menschheitsgeschichte ; es schlägt dabei eine Brücke zwischen den Geschichts- und Naturwissenschaften. Eines der Projekte widmet sich der genetischen Rekonstruktion verschiedener Krankheitserreger vergangener Epochen. Mit innovativen molekularbiologischen Methoden ist es gelungen, aus den sterblichen Überresten von Pestopfern zahlreiche Genome des Pest-Erregers zu entschlüsseln. Die Autoren dieses Essays zeigen auf, wie die Ergebnisse helfen, die Evolution des Pathogens besser zu verstehen und neue Einblicke in die (Vor-)Geschichte zu eröffnen. Weitere Studien untersuchen zum Beispiel den Ursprung der Tuberkulose in der Neuen Welt und die Evolution der Lepra-Erreger.*

Pech gehabt - zufällige Mutationen spielen eine Hauptrolle in der Tumorentstehung

Do, 06.04.2017 - 13:13— Francis Collins

Francis CollinsIcon MedizinKrebserkrankungen werden durch Mutationen der DNA verursacht, welche durch Vererbung, Einflüsse von Umwelt/Lifestyle oder fehlerhaftes Kopieren der DNA während des normalen Vorgangs der Zellteilung hervorgerufen werden. Welchen Anteil diese Ursachen an den DNA-Mutationen in 32 Tumorarten haben, schätzt eine eben erschienene Studie ab: sie kommt zu dem Schluss, dass zwei Drittel der Mutationen zufällig während des Kopiervorgangs passieren, also unvermeidlich sind. Francis Collins, Direktor der US National Institutes of Health (NIH) und ehem. Leiter des "Human Genome Project" berichtet darüber.*

Finden und Ersetzen: Genchirurgie mittels CRISPR/Cas9 erscheint ein aussichtsreicher Weg zur Gentherapie

Do, 02.02.2017 - 11:42 — Francis S. Collins

Francis S. CollinsIcon MedizinIn der Forschung zur Gentherapie gibt es eine immerwährende Herausforderung: Es ist die Suche nach einem verlässlichen Weg, auf dem man eine intakte Kopie eines Gens sicher in relevante Zellen einschleusen kann, welches dann die Funktion eines fehlerhaften Gens übernehmen soll. Mit der aktuellen Entdeckung leistungsfähiger Instrumente der Genchirurgie ("Gene editing"), insbesondere des CRISPR-Cas9 Systems - beginnen sich nun die Chancen einer erfolgreichen Gentherapie zu vergrößern. Francis Collins, Direktor der US National Institutes of Health (NIH) und ehem. Leiter des "Human Genome Project" berichtet hier von einer zukunftsweisenden Untersuchung , die nicht nur Fortschritte in der Heilung der seltenen Erbkrankheit "septische Granulomatose" verspricht, sondern auch von vielen anderen Erbkrankheiten.*

Wie Gene aktiv werden

Fr, 26.08.2016 - 10:22 — Patrick Cramer

Patrick CramerIcon BiologieUm die Erbinformation in lebenden Zellen zu nutzen, müssen Gene aktiviert werden. Die Gen-Aktivierung beginnt mit einem Kopiervorgang, der Transkription, bei dem eine Genkopie in Form von RNA erstellt wird. Der Biochemiker Patrick Cramer (Direktor am Max-Planck Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen) erforscht mit seinem Team, wie diese Kopiermaschinen ("RNA-Polymerasen") im Detail aufgebaut sind, wie sie arbeiten und gesteuert werden. Es sind bahnbrechenden Untersuchungen mittels strukturbiologischer Methoden, die nun erstmals eine Beschreibung des Kopiervorgangs und der Kopiermaschinen - der RNA-Polymerasen - in atomarem Detail ermöglichen. *

Die großen Übergänge in der Evolution von Organismen und Technologien

Fr, 04.03.2016 - 09:34 — Peter Schuster

Peter SchusterIcon MINTEbenso wie die biologische Evolution verläuft auch die Entwicklung neuer Technologien in großen Sprüngen - „großen Übergängen“. Der theoretische Chemiker Peter Schuster charakterisiert derartige große Übergänge und diskutiert die Voraussetzungen, die zu neuen Organisationsformen in der Biosphäre und zu radikalen Innovationen in der Technologie führen. An Hand eines neuartigen Modells für große Übergänge zeigt er, dass diese nur bei Vorhandensein reichlicher Ressourcen stattfinden können, während Mangel an Ressourcen zur bloßen Optimierung des bereits Vorhandenen taugt.

Schöpfer Zufall — Wie chemische Zufallsprozesse dem Leben Vielfalt schenken

Icon BiologieZufälle und Fehler beim Kopieren des Erbguts schaffen biologische Varianten, aus denen im Lauf der Evolution immer komplexeres Leben entsteht. Zufällige, nicht vorhersagbare chemische Reaktionen einiger Moleküle können die Erscheinung und das Verhalten eines Lebewesens beeinflussen. Zufälle und Fehler sind Quellen des Neuen, ohne sie wären wir alle noch Bakterien.

Gottfried SchatzUnser Biologielehrer war ein romantischer Naturfreund, für den die lebendige Natur vollkommen war. Sein Credo lautete: «Das Leben ist immer im Gleichgewicht.» Wenn ich heute an ihn denke, erinnert er mich an den deutschen Archäologen und Kunsthistoriker Johann Joachim Winckelmann (1717–1768), für den Kunst und Philosophie der alten Griechen von «edler Einfalt und stiller Grösse» waren. Als dann aber im Jahre 1872 Friedrich Nietzsche das dionysisch Dunkle in der griechischen Kultur aufzeigte, hatten Charles Darwin und Alfred Wallace auch das Leben bereits seiner Idylle beraubt und als ein gnadenloses Schlachtfeld entlarvt.

Das Leben ist mit seinem Umfeld nie im Gleichgewicht. Es ist so erfolgreich, weil es nie vollkommen ist. Versucht eine Lebensform sich an ihr Umfeld anzupassen, verändert sie es – und muss sich erneut anpassen. Dieses nie endende Streben nach Anpassung zeugt die biologischen Varianten, aus denen die Evolution immer komplexeres Leben schafft. Die Schnelligkeit, mit der ihr dies gelingt, war lange ein Rätsel. Wie entstehen die Varianten, mit denen die Evolution spielt?

The Ugly and the Beautiful — Datierung menschlicher DNA mit Hilfe des C-14-Atombombenpeaks

Icon PhysikAls Folge der Kernwaffentests in den 50er -60er Jahren des vorigen Jahrhunderts kam es zur vermehrten Bildung von radioaktivem 14C in der Atmosphäre und nach Ende der Tests zu dessen raschem Absinken. In die DNA von Körperzellen eingebautes 14C zeigt das Alter der Zellen an und erlaubt fundamentale Rückschlüsse über deren Erneuerungsraten.

Walter KutscheraDie atmosphärischen Kernwaffentests in den Jahren 1950 bis 1963 sind ein gutes Beispiel dafür, dass eine drohende Umweltbelastung selbst unter widrigen politischen Umständen gestoppt werden kann, wenn man die Ursachen und ihre Folgen klar erkannt hat. Es erscheint aus heutiger Sicht eigentlich erstaunlich, dass die USA und die Sowjetunion mitten im kalten Krieg beschlossen, ihre massiven Kernwaffentests zu beenden, um der globalen Verbreitung von radioaktiven Abfall Einhalt zu gebieten (Nuclear Test Ban Treaty von 1963). Als ein zunächst wenig beachteter Nebeneffekt wurde bei diesen Tests auch der natürliche Gehalt des radioaktiven Kohlenstoffisotops (14C) in der Atmosphäre erhöht.

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