Proteine

Di, 15.10.2024— Inge Schuster

Die 2024 mit dem Nobelpreis in Chemie ausgezeichneten Wissenschafter Demis Hassabis, John Jumper und David Baker haben eine Revolution in der Proteinforschung ausgelöst. Hassabis und Jumper haben mit AlphaFold2 ein künstliches Intelligenzmodell entwickelt, das den Traum wahrmacht mit hoher Genauigkeit die räumliche Struktur eines Proteins aus seiner Aminosäuresequenz vorhersagen zu können. Baker ist es gelungen mit seinem kontinuierlich weiter entwickelten Computerprogramm Rosetta völlig neue, in der Natur nicht vorkommende Proteine mit speziellen Eigenschaften für diverse Anwendungen zu designen. AlphaFold2 und Rosetta sind offentlich frei zugänglich, ihre bereits millionenfache Nutzung führt in eine neue Ära von Grundlagenforschung und diversesten Anwendungen.

Fr, 16.02.2024 — Redaktion

Eine kürzlich publizierte Studie, die an den US-National Intitutes of Health (NIH) unter streng kontrollierten klinischen Bedingungen durchgeführt wurde, zeigt signifikante Auswirkungen einer Umstellung auf zwei gegensätzliche Ernährungsformen, auf die vegane oder die ketogene Diät. Neben einer Veränderung des Stoffwechsels und der Darmflora reagiert vor allem das Immunsystem schnell und unterschiedlich auf die veränderte Kost. So verstärkte die vegane Ernährung die Reaktionen der ersten unspezifischen Abwehr von Krankheitserregern - der angeborenen Immunantwort -, während die ketogene Ernährung eine Hochregulierung von Signalwegen und Zellen der später einsetzenden, erregerspezifischen adaptiven Immunantwort auslöste.

Fr, 11.08.2023 — Redaktion

Das menschliche Genom kodiert für etwa 20 000 Protein. Viele dieser Proteine sind noch nicht charakterisiert und ihre Funktion ist unbekannt. Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf bereits gut untersuchten Proteinen; dies gibt zur Besorgnis Anlass, dass in den vernachlässigten Teilen des Genoms/Proteoms wichtige biologische Prozesse kodiert sind. Um dem entgegenzuwirken, hat ein britisches Forscherteam eine "Unknome-Datenbank" entwickelt, in der die Proteine danach geordnet sind, wie wenig über sie bekannt ist. Die Datenbank soll die Auswahl bislang schlecht oder gar nicht charakterisierter Proteine von Menschen oder Modellorganismen erleichtern, damit sie gezielt untersucht werden können.

Do, 01.06.2023— Michael Simm

Für eine Handvoll besonderer Proteine scheinen die Regeln der Biologie nicht zu gelten. Prionen sind infektiöse Proteine, deren Übertragung auch ohne Beteiligung von Erbsubstanz eine Reihe von Krankheiten auszulösen vermag. Dies geschieht nach Art einer Kettenreaktion, bei der die falsch gefalteten krankmachende Prionen ihr natürliches Gegenstück, das zelluläre Prionprotein, umfalten. So entstehen Aggregate und Nervenzellen sterben ab. Wie sie den Rinderwahn verursachen und auf Menschen überspringen konnten, ist eine gruselige Geschichte über die der deutsche Biologe und Wissenschaftsjournalist Michael Simm hier berichtet.*

Do, 24.11.2022 -— Inge Schuster

Vor 53 Jahren, als die Molekularbiologie noch in den Kinderschuhen steckte, habe ich den ebenso jungen Biochemiker Manfred Bühner auf einer wissenschaftlichen Tagung kennengelernt. Manfred war insbesondere von einem Vortrag des US-Amerikaners Michael Rossmanns fasziniert; dieser Pionier der Strukturaufklärung von Enzymen mittels Röntgenstrukturanalyse nahm dann Manfred als Postdoc in seiner Abteilung auf. Manfred konnte sich dort in die damals noch sehr neuen Methoden einarbeiten und baute nach seiner Rückkehr nach Deutschland in Würzburg das erste Forschungslabor an Hochschulen für Röntgenstrukturanalyse von Biomolekülen auf. Seine Forschungen zu Struktur, Funktion und deren Optimierung führten immer wieder zum Thema "chemische Evolution" . Manfred Bühner hat nun darüber ein großartiges Buch "Wie alles anfing - Von Molekülen über Einzeller zum Menschen" verfasst [1]. Die folgende Rezension soll einen kurzen Eindruck davon geben.

Mo, 03.10.2022 — Christina Beck

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2022 geht an Svante Pääbo , den Direktor am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig. Svante Pääbo gilt als Pionier des neuen Forschungsgebietes "Paläontologie". Seine Arbeiten zur Entschlüsselung des Neandertaler-Genoms haben unser Verständnis zur Evolution des Menschen revolutioniert. In einem leicht verständlichen Artikel berichtet die Zellbiologin Christina Beck, Leiterin der Kommunikation der Max-Planck-Gesellschaft, über die angewandten Techniken und Ergebnisse von Svante Pääbos Forschung.*

Do, 17.02.2022 — Christina Beck

Auf adulten Stammzellen ruhen die Hoffnungen der regenerativen Medizin. Es sind dies Stammzellen, die auf ein bestimmtes Gewebe spezialisiert sind und für dessen Erneuerung, Reparatur und den Umbau sorgen. Durch geeignete Kulturbedingungen lassen sie sich in pluripotente Stammzellen reprogrammieren, die sich - wie embryonale Stammzellen - zu beliebigen Zelltypen weiterentwickeln können und mögliche "Ersatzteillager" für alte, defekte Gewebe darstellen. Die Zellbiologin Christina Beck, Leiterin der Kommunikation der Max-Planck-Gesellschaft, führt uns auf eine Zeitreise, die von den ersten Erkenntnissen in der Genetik über die Kontrolle von Entwicklungsprozessen bis hin zur Entdeckung von Stammzellen, ihrer Reprogrammierung in beliebige Zelltypen und die Erzeugung organähnlicher Strukturen (Organoiden) führt.*

Do, 13.01.2022 — Roland Wengenmayr

Nanokapseln im medizinischen Bereich sollen Arzneistoffe sicher einschließen und diese an einen bestimmten Ort im Körper bringen. Welche Herausforderungen gibt es beim Bau bioverträglicher Kapseln, und wie gelangen sie genau zu den Stellen, an denen sie wirken sollen? Wie solche winzige Transporter hergestellt werden und welche Rolle Polymere dabei spielen, beschreibt der Physiker und Wissenschaftsjournalist DI Roland Wengenmayr*.

Do, 12.08.2021 - — Vinzenz Kletzinsky

Am 23. November 1871 hat der Mediziner und Chemiker Vinzenz Kletzinsky im "Verein zur Verbreitung naturwissenschaftlicher Kenntnisse in Wien" über die auch heute noch nicht eindeutig beantwortete Frage "Was ist Leben" gesprochen. Bereits in seinem 1858 erschienenen "Compendium der Biochemie"[1], das heute leider unter die forgotten books zählt, hatte er das Thema behandelt. Er hat damals als Erster den Begriff "Biochemie" geprägt und ist- bei dem mageren Wissensstand der damaligen Zeit - zu erstaunlichen Schlussfolgerungen gelangt. Wie im Compendium gliedert sich der Vortrag in zwei Teile: in die "Chemie der biochemischen Atome und in die Stofflehre der biochemischen Prozesse". Oder, wie es Kletzinsky auch ausdrückt: die Lehre vom Stoff des Lebens und die Lehre vom Leben des Stoffes. Der Artikel erscheint unter dem Namen des Autors, auf Grund der Länge aber in gekürzter Form*.

Fr, 12.03.2020 — Peter Schuster

Seit der Jahrtausendwende ist die Zahl sequenzierter Genome aus unterschiedlichsten Organismen enorm rasch angestiegen, und es wurde bald klar, dass niedere Organismen (Prokaryoten) zwar denselben genetischen Code wie höhere Organismen (Eukaryoten) nutzen, dass aber in der Verwaltung und Verarbeitung der Genome grundlegende regulatorische Differenzen bestehen. Dazu können sich Eukaryoten auch eines erweiterten Repertoires der Vererbung - mittels epigenetischer Modifikationen - bedienen, wobei die RNA eine tragende Rolle spielt. Das dynamische Zusammenwirken von Chemie und Biologie konnte die zugrundeliegenden Mechanismen klären und wird - wie der theoretische Chemiker Peter Schuster (emer. Univ Prof an der Universität Wien) meint - auch weiterhin der Molekularbiologie faszinierende Erfolge garantieren. *