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Publikationen 2012

Hier finden Sie eine Auswahl von 2012 veröffentlichten Forschungsergebnissen der Biologisch-Pharmazeutischen Fakultät.

Publikation

Abbildung

Bemerkungen

 Strutzenberger P, Brehm G, Fiedler K (2012) DNA Barcode Sequencing from Old Type Specimens as a Tool in Taxonomy: A Case Study in the Diverse Genus Eois (Lepidoptera: Geometridae). PLoS ONE 7(11) 2012: e49710. doi:10.1371/journal.pone.0049710

Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/news511387
 BrehmKlein2
Die tropischen Regenwälder sind die größte Schatzkammer der Erde: Rund 90 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten sind hier zu finden. Doch diese Vielfalt ist in großer Gefahr. In den kommenden zwei Jahrhunderten wird rund die Hälfte aller Arten aussterben, da Klimawandel oder Abholzung ihre Lebensräume zerstören.
Das Problem bei der "Inventarisierung" der tropischen Vielfalt sei nicht allein das Aufspüren neuer Arten. "Viele der gängigen Methoden, mit denen die Identifizierung und taxonomische Einordnung erfolgt, sind zeitaufwendig und arbeitsintensiv", sagt Gunnar Brehm. Gemeinsam mit Fachkollegen der Universität Wien hat er jetzt die Grundlage geschaffen, die Beschreibung neuer Schmetterlingsarten künftig deutlich zu beschleunigen. Für eine große Anzahl von tropischen Nachtfaltern aus dem Regenwald Südamerikas wurden sogenannte DNA-Barcodes erstellt, anhand derer sich neu entdeckte Arten schnell und präzise zuordnen lassen.
Behre J, Voigt R, Althöfer I, Schuster S. On the evolutionary significance of the size and planarity of the proline ring.
Naturwissenschaften 99 (2012) 789-799
 ProlineKlein

Bild in Originalgröße
Prolin ist eine der Aminosäuren, die in Proteine eingebaut werden. Seine Seitenkette bildet einen Ring, den Pyrrolidin-Ring. Dieser hat eine fünfeckige Gestalt, wobei vier Kohlenstoff-Atome und ein Stickstoff-Atom die Ecken bilden. Theoretisch wären auch andere Ringgrößen möglich. In dem Artikel wird untersucht, welche evolutionären Vorteile ein fünfeckiger Ring mit sich bringt. Es wird gezeigt, das Größe des Pyrrolidin-Rings den Vorteil besitz, fast planar und spannungsfrei zu sein. Dies beruht auf der allgemeinen Aussage, das die Winkelsumme eines Polygons maximal ist, wenn es planar und konvex ist. Quasi-Planarität ist vorteilhaft, weil es einen leichteren und evolutionär älteren Typ von Bindung an Proteine erlaubt. Diese Überlegungen können auch auf andere Biomoleküle wie Neurotransmitter, Hormone und Toxine angewandt werden und bergen Potential für die Wirkstoff-Forschung.
 

Brandl A., Wagner T. et al. Dynamically regulated sumoylation of HDAC2 controls p53 deacetylation and restricts apoptosis following genotoxic stress. Journal of Molecular Cell Biology 2012; 4(5): 284-93. DOI: 10.1093/jmcb/mjs013

Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/news502002

KrebsschalterKlein 

Doktorand Tobias Wagner untersucht in einem Zellkulturlabor der Uni Jena, welche Rolle das Enzym "Histon Deacetylase 2" bei der Entstehung von Tumorzellen spielt.
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
 Die  Arbeitsgruppen Krämer und Heinzel haben eine neue Rolle des Proteins "Histon Deacetylase 2" (HDAC2) identifiziert. In Tumorzellen liegt dieses Enzym in stark erhöhten Konzentrationen vor. HDAC2 kann nur dann bestimmte Funktionen innerhalb der Zelle ausüben, wenn es mit dem Markerprotein "SUMO1" versehen ist. Durch diese Modifizikation kann HDAC2 das Tumor­wachstum fördern. Sie ermöglicht es dem Enzym, an das sogenannte Tumor­suppressor-Protein "p53" zu binden und bei diesem die funktionell wichtige Acetylierung zu unterbinden. Durch die Bindung von HDAC2 an p53 wird also eine sehr wichtige Funktion von p53 ausgeschaltet. Ließe sich die Modifizierung von HDAC2 steuern, so könnten die Zellen möglicherweise für eine Behandlung mit Chemotherapeutika sensibilisiert werden.
Kirsten Gesang, Sabine Hild, Uwe Hoßfeld, Michael Markert, Heide-Lore Müller, Juliane Prasse (Hg.): Biologische Bildung an außerschulischen Lernorten in Thüringen, Thüringer Institut für Lehrerfortbildung, Lehrplanentwicklung und Medien (Thillm), Bad Berka 2012, 104 Seiten, ISSN: 0944-8705
 
Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/news500447
 BuchHossfeldKlein
Bild in ursprünglicher Auflösung (1093 KB, 3464 x 4920 Punkte)
Vorgestellt werden die Zoologischen Gärten und Tierparks sowie die zahlreichen naturkundlichen Museen im Freistaat. Die Leser erfahren, welche Schwerpunkte die Schüler vorfinden, welche zeitlichen Umfänge sinnvoll sind und ob z. B. Gruppenarbeit lohnend ist. Zudem wird auf geeignetes Unterrichtsmaterial hingewiesen. Aufgeführt werden auch Schulbauernhöfe und Schullandheime in Thüringen, die sich für längere Exkursionen anbieten. Uwe Hoßfeld nennt einige Kriterien für das Lernen in der Natur: Der Lernort soll die Schülerinnen und Schüler begeistern können, zudem gilt es, ethische Fragen im Umgang mit Flora und Fauna zu thematisieren. Zu bedenken seien auch mögliche Kosten für die Exkursionen, doch viele Ziele würden quasi direkt vor der Haustür liegen.
 Gimpel M, Preis H, Barth E, Gramzow L, Brantl S.
Nucleic Acids Res. 2012 Oct. 2 [Epub ahead of print]
SR1-a small RNA with two remarkably conserved functions.
 BrantlBildSuppl
Sekundärstruktur von B. subtilis SR 1
(Ausschnitt, die vollständige Abbildung 2
findet man hier:
http://nar.oxfordjournals.org/content/suppl/2012/10/01/gks895.DC1/nar-01830-c-2012-File002.pdf)
SR1  ist die erste bifunktionale regulatorische RNA aus Bacillus subtilis und wurde in unserer AG Bakteriengenetik entdeckt. Sie ist die einzige bifunktionale sRNA, die in zwei verschiedenen Stoffwechselwegen wirkt: SR1 hemmt als basenpaarende sRNA die Translation von ahrC-mRNA, die für einen Transkriptionsaktivator des Argininabbaus kodiert.  Zum anderen kodiert sie als mRNA für das 39 aa umfassende Peptid SR1P, das die Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase GapA  bindet und auf bislang unbekannte Weise die gapA-mRNA stabilisiert. Mittels Computersuche  haben wir 23 SR1-Homologe in verschiedenen Species von Bacillus, Geobacillus, Anoxybacillus und Brevibacillus gefunden und 8 davon experimentell untersucht. Dabei zeigte sich, dass beide Funktionen, die basenpaarende und die peptidkodierende, hochkonserviert sind und über 1 Mrd. Jahre Evolution erhalten blieben. Interessanterweise kodieren die pathogenen Species der Bacillus cereus-Gruppe drei nichtidentische SR1-Peptide, die von einer triplicaten sRNA translatiert werden. Es bleibt abzuwarten, ob eines oder zwei davon andere Funktionen in diesen Bakterien wahrnehmen.
Beutel G et al.: On the phylogeny and evolution of Mesozoic and extant lineages of Adephaga (Coleoptera, Insecta), Cladistics (2012) 1-19, DOI: 10.1111/j.1096-0031.2012.00420.x


Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/news498441
 LarveBeutelKlein
Räuberische Larve von †Coptoclava (über 2 cm ohne Anhänge) aus der unteren Kreide (ca. 140 Millionen Jahre).
Foto: Dr. Jingjing Tan
Sie waren recht groß, bewaffnet und flink. Dennoch starb ein Zweig der Raubkäfer (Adephaga) vor etwa 100 Mio. Jahren aus, während andere räuberische Wasserkäfer diesem Schicksal entgingen. Ein internationales Wissenschaftlerteam hat nun erstmals die Verwandtschaftsbeziehungen von ausgestorbenen mit noch lebenden Vertretern der Gruppe verglichen. Ihre systematischen Ergebnisse über Raubkäfer aus dem Erdmittelalter sind gerade in der Fachzeitschrift "Cladistics" (DOI: 10.1111/j.1096-0031.2012.00420.x) erschienen.
Grundlage war eine deutsch-chinesische Kooperation. Beteiligt an den Forschungen, für die wichtige aktuelle Fossilfunde aus chinesischen Lagerstätten analysiert wurden, sind Prof. Dr. Rolf Beutel von der Universität Jena sowie Wissenschaftler der Chinese Academy of Sciences und der Capital Normal University in Peking.
 

Galimba, K.D., Tolkin, T.R., Sullivan, A.M., Melzer, R., Theißen, G., Di Stilio, V.S., Loss of deeply conserved C-class floral homeotic gene function and C- and E-class protein interaction in a double-flowered ranunculid mutant. PNAS 2012, Vol. 109 (34), E2267-75,

DOI:10.1073/pnas.1203686109
  WiesenrauteKleinWiesenraute2Klein

Wiesenraute (Wildtyp und mit gefüllten Blüten)
Foto: Kelsey D. Galimba (University of Washington)
Gefüllte Rosen, Narzissen oder Tulpen werden wegen ihrer auffälligen und besonders attraktiven Blüten geschätzt und eigens gezüchtet. Doch wie entsteht diese Blütenpracht? Dieser Frage sind der Jenaer Genetiker Prof. Theissen und sein Kollege Dr. Rainer Melzer jetzt gemeinsam mit Wissenschaftlern der University of Washington in Seattle nachgegangen. In der Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" haben sie die Ergebnisse einer Studie veröffentlicht, in der die genetischen Grundlagen dieser außergewöhnlichen Blütenformen entschlüsselt worden sind (DOI:10.1073/pnas.1203686109).Die Forscher fanden außerdem heraus, dass bei der Wiesenraute ein sogenanntes mobiles Element - ein zusätzliches Stück DNA - Ursache des Gendefekts ist. Das mobile Element baute sich in das intakte Gen ein, wodurch dieses nicht mehr korrekt abgelesen werden konnte
Sedighe Karimi, Jana Wetzel, Johannes Wöstemeyer, Anke Burmester
Transformation of the fungus Absidia glauca by complementation of a methionine-auxotrophic strain affected in the homoserine-acetyltransferase gene,
FEBS Open Bio 2, 2012,197-201

Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/news495490
Absidia_glaucaKlein 

Link zur Originalabbildung

Transformation durch Komplementation von Mutanten

Mutanten sind die wichtigste Voraussetzung für genetische Studien. Die besten genetischen Manipulationssysteme basieren auf der Komplementation von Stoffwechselmutanten mit Plasmiden, die sich zur genetischen Heilung der Mutante eignen. Neulich ist es uns zum ersten Mal für den stammesgeschichtlich recht alten Pilz Absidia glauca gelungen, in guter Ausbeute Transformanten zu erhalten. Der Pilz trägt eine Mutation in einem der Gene, die für die Biosynthese der Aminosäure Methionin unerlässlich sind (Homoserin-Acetyltransferase). Die Transformation mit einem Plasmid, das exakt das Gen trägt, das im Empfängerorganismus defekt ist, erlaubt wieder Wachstum ohne dass Methionin zugesetzt werden müsste. Diese neue Technik erlaubt die
zweifelsfreie Identifizierung von Transformanten. Das Problem der falsch-positiven Transformatoionskandidaten, das man besonders bei Verwendung von Antibiotikumresistenzen als Transformationsmarker kennt, ist damit bei dem wichtigen Modellorganismus Absidia glauca aus der Pilzgruppe der biotechnisch wichtigen Zygomyceten gelöst.

Sven O. Dahms, Ina Könnig, Dirk Roeser,
Karl-Heinz Gührs, Magnus C. Mayer, Daniela Kaden,
Gerd Multhaup, Manuel E. Than,
Metal Binding Dictates Conformation and Function of
the Amyloid Precursor Protein (APP) E2 Domain,
Journal of Molecular  Biology (2012) 416, 438-452


Link zur Verlagsseite:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283611013957

Pressemitteilung:
http://www.fli-leibniz.de/news/press_en.php?&doc=1590
 SojabohnenKlein4
Sojabohnen werden mittlerweile auch in Deutschland angebaut. Um die Ausbreitung von bakteriellen Erkrankungen der Sojapflanzen zu vermeiden, sollte das Saatgut mikrobiologisch kontrolliert werden.
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
"Tan Spot Disease" heißt die Krankheit, die von Bakterien verursacht wird und auf Sojabohnenblättern winzige gelbe Punkte verursacht. "Diese Mikroorganismen kommen vor allem in Südamerika oder rund um das Mittelmeer vor". Diese Bakterien mit Namen Curtobacterium flaccumfaciens wurden nun bei Sojapflanzen auf einem Versuchsfeld in Thüringen aufgespürt und damit erstmals in Deutschland nachgewiesen.

Bei den untersuchten Sojapflanzen lag eine doppelte Infektion vor. Bakterien der Art Pseudomonas syringae verurachen die meisten bakteriellen Infektionen bei Sojabohnen mit einem ganz ähnlichen Krankheitsbild. Die molekularbiologische Untersuchung bestätigte: bei den Sojapflanzen lag eine Pseudomonas-Infektion vor. Zugleich offenbarte sich jedoch, dass die Pflanzen auch von Curtobacterium befallen waren.

Von dem befallenen Sojabestand in Thüringen geht übrigens keine Gefahr aus. Er ist vollständig vernichtet worden.

 
Pohl H. et al., A new species Mengenilla
(Insecta, Strepsiptera) from Tunisia, Zookeys 198:
79-101 (2012), DOI:10.3897/zookeys.198.2334

Niehus O. et al.,Genomic an Morphological
Evidence Converge to Resolve
the Enigma of Strepsiptera, Current Biology (2012),
DOI:10.1016/j.cub.2012.05.018
 
Details siehe:
http://idw-online.de/de/news484284
  MengenillaKlein5
In einem Kooperationsprojekt mit dem Zoologischen Forschungsmuseum Alexander Koenig in Bonn (Arbeitsgruppe Prof. Dr. B. Misof) haben Insektenforscher der Uni Jena das "Strepsiptera-Problem" jetzt endgültig gelöst und die extrem artenreichen Käfer als die am nächsten verwandte Gruppe identifiziert. Gelungen ist die Einordnung der Strepsiptera anhand einer in Tunesien entdeckten bisher unbekannten Art, die jetzt Mengenilla moldrzyki heißt. Eine Premiere ist, dass zeitgleich mit der Erstbeschreibung der neuen Spezies im Fachjournal "ZooKeys" (DOI: 10.3897/zookeys.198.2334) auch das gesamte Genom entschlüsselt wurde. Damit gehört Mengenilla moldrzyki schon jetzt zu den am genauesten erforschten und beschriebenen Insekten. Die phylogenomischen Ergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe des Magazins "Current Biology" publiziert (DOI:10.1016/j.cub.2012.05.018) .

Human colon cell culture models of different transformation stages to assess conjugated linoleic acid and conjugated linolenic acid metabolism: Challenges and chances.

Degen C, Habermann N, Piegholdt S, Glei M, Jahreis G.

Toxicol In Vitro. 2012 May 11. [Epub ahead of print]

 
DegenKlein2 

Die Abbildung kann man sich hier in Originalgöße
ansehen.
 Bei der Kanzerogenese unterliegen die Zellen einer Veränderung der metabolischen Signatur. Als Folge kann es u. a. zu einer Expressions- und Aktivitätssteigerung bzw. zu einem Aktivitätsverlust von beteiligten Enzymen wie Desaturasen und Elongasen kommen. Gut etablierte humane Zelllinien malignen Ursprungs (HT-29-Kolonadenokarzinomzellen) als auch weniger stark transformierte Zelllinien (LT-97-Kolonadenomzellen) sind bezüglich ihrer Genexpression und Aktivität von PUFA-spezifischen ∆5-/∆6-Desaturasen als auch Elongasen (ELOVL2 und 5) unzureichend charakterisiert. Kenntnisse zur enzymatischen Ausstattung der verwendeten Zelllinien sind wichtig, um die Auswirkungen von potentiell chemopräventiv wirkenden Stoffen, wie den konjugierten Fettsäuren (CFA), zu untersuchen.  Bisher blieb weitestgehend unbeachtet, welchen Einfluss die Anzahl (Diene vs. Triene), die Position (9 vs. 11 vs. 13) und die geometrischen Konfiguration (cis vs. trans) der konjugierten Doppelbindungen haben. Die Untersuchungen zeigen, dass CFA in Abhängigkeit vom zellulären Transformationsgrad inkorporiert und metabolisiert werden. Daraus ergeben sich differente Einflüsse von CFA auf das Zellwachstum von Zelllinien mit unterschiedlichem Transformationsgrad.

H. Stark, S. Schuster, Comparison of various approaches to calculating the optimal hematocrit in vertebrates, J. Appl. Physiol. 2012,

DOI:10.1152/japplphysiol.00369.2012


Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/news483098
 
BlutstropfenKlein

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Rund 40 Prozent des Blutes bestehen aus roten Blutzellen. Sie enthalten den roten Farbstoff Hämoglobin und sind für den Transport von Sauerstoff zuständig.

 
Wie Prof. Schuster und sein Kollege Dr. Heiko Stark nun herausgefunden haben, lässt sich der optimale Hämatokritwert - der den Volumenanteil der roten Blutzellen angibt - mit einer Gleichung berechnen, die auf niemand Geringeren als Albert Einstein zurückgeht. Der geniale Forscher hatte sich neben Relativitätstheorie und Quantenphysik auch mit der Viskosität von Flüssigkeiten beschäftigt. "In der Fachliteratur gibt es bereits mehrere theoretische Ansätze zur Berechnung des optimalen Hämatokritwertes", so Schuster. Die Bioinformatiker der Uni Jena haben untersucht, welche dieser Gleichungen am besten geeignet ist, die Abhängigkeit der Viskosität der Flüssigkeit (Blut) vom Volumenanteil der Partikel (Blutzellen) auszudrücken und wurden bei Einstein fündig. Ihre Ergebnisse haben die Jenaer Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Journal of Applied Physiology" veröffentlicht.
Biologie und Politik: Die Herkunft des Menschen
Uwe Hoßfeld
ISBN: 978-3-943588-02-6
 BuchHossfeld2Klein
 

Mayer FL, Wilson D, Jacobsen ID, Miramón P, Große K, et al. (2012) The Novel Candida albicans Transporter Dur31 Is a Multi-Stage Pathogenicity Factor. PLoS Pathog 8(3): e1002592. doi:10.1371/journal.ppat.1002592

 PlosHubeKlein

Der diploide Hefepilz Candida albicans kommt in gesunden Menschen als harmloser Kommensale vor. In immunsupprimierten Personen kann C. albicans allerdings Krankheiten hervorrufen, die von oberflächlichen Schleimhautinfektionen bis hin zu lebensbedrohlichen, systemischen Infektionen reichen. Eine Behandlung solcher Infektionen wird durch die gegenwärtig geringe Zahl an wirksamen Antimykotika erschwert. Es ist deshalb von essentieller Bedeutung die Pathogenitätsmechanismen dieser Pilzinfektionen zu verstehen, um neue therapeutische Ansatzpunkte zu finden. In dieser Publikation beschreiben wir die Identifizierung und Charakterisierung des bislang unbekannten Gens DUR31. C. albicans DUR31 kodiert für ein Transportprotein, das eine duale Funktion mit entgegengesetzter Wirkung  besitzt: zum einen importiert es das Polyamin Spermidin, welches als Nährstoff und als Mittel zur extrazellulären Alkalisierung, und damit einhergehend auch zur  Hyphenbildung (siehe Abbildung) und Virulenz des Pilzes dient, und zum anderen transportiert es das antimikrobielle, im menschlichen Speichel vorkommende, Peptid Histatin-5 in die Zelle was zum Abtöten des Pilzes führt und somit einem Selbstmord gleichkommt. Diese Ergebnisse verdeutlichen auf anschauliche Weise die Koevolution von Mensch und Pilz.

Katrin Kuhnt, Christian Degen, Anke Jaudszus, Gerhard Jahreis (2012): Searching for health beneficial n-3 and n-6 fatty acids in plant seeds. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2012, 114, 153-160, DOI: 10.1002/ejlt.201100008

 Echium_plantagineum_flowersKlein
Echium plantagineum

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/Echium_plantagineum_flowers.JPG


Durch Nachteile und die Verknappung mariner langkettiger (LC) n-3-PUFA (Überfischung, Fischgeschmack, Schwermetallbelastung) ist die Suche nach Alternativen und neuen vegetabilen n-3-Quellen von weltweitem Interesse. Durch Konversion der alpha-Linolensäure (C18:3 n-3) wird im Menschen nur eine begrenzte Anreicherung der LC-PUFA Eicosapentaensäure (C20:5 n-3) und Docosahexaensäure (C22:6 n-3) in den Körperlipiden erreicht (limitierte ∆6-Desaturation der ALA). Die direkte Zufuhr der Stearidonsäure (C18:4 n-3), die ∆6-Desaturation der ALA erfolgte vorab in der Pflanze, könnte in einer höheren Akkumulation der n-3-LC-PUFA resultieren. Daher ist es Ziel Pflanzensamen auf deren SDA-Gehalt zu prüfen und deren Öle zukünftig für die nutritive Versorgung zur Verfügung zu stellen.

Eine geeignete Fettsäurenzusammensetzung zeigten Echium (Natterkopf)-Arten der Boraginaceae (Raublattgewächse) wie z. B. Echium vulgare (Gewöhnlicher Natternkopf) mit ca. 35% alpha-Linolensäure und 10-13% Stearidonsäure. Echiumöl (E. plantagineum) wird derzeit am Lehrstuhl für Ernährungsphysiologie in Interventionsstudien am Menschen geprüft.

 

Jana Wetzel, Anke Burmester, Melanie Kolbe, Johannes Wöstemeyer (2012). Microbiology 158,1016-1023.The mating-related loci sexM and sexP of the zygomycetous fungus Mucor mucedo and their transcriptional regulation by trisporoid pheromones.

 Zygomyceten3
 

Die Expression der beiden Gene für Transkriptionsfaktoren SexP und SexM ist in dem Pilz Mucor mucedo eng mit der sexuellen Entwicklung verknüpft. Auch wenn man noch nicht genau weiß, ob diese beiden Kontrollgene die Sexualreaktion primär anschalten, wird doch klar, dass sie mindestens den Ablauf der sexuellen Entwicklung entscheidend beeinflussen. An Mucor mucedo werden seit den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts die Kommunikation zwischen Sexualpartnern und die Bildung sexueller Sporen auf physiologischer und morphologischer Ebene studiert. Die Ergebnisse dieser Publikation erlauben die Verknüpfung sexueller Reaktionen mit biochemischen und genetischen Eigenschaften dieser Pilze.

Gessner, G., Cui, Y.-M., Otani, Y., Ohwada, T., Soom, M., Hoshi, T. and Heinemann, S.H. (2012) Molecular mechanism of pharmacological activation of BK channels, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109, 3552-3557.

http://www.pnas.org/content/109/9/3552.abstract
 GessnerPNAS

Spannungs- und Kalzium-gesteuerte Kaliumkanäle (BK-Kanäle) erfüllen zahlreiche zelluläre Funktionen und ihre Fehlregulierung  steht mit verschiedenen Krankheiten, z. B. Bluthochdruck und Epilepsie, in Verbindung. Substanzen, die BK-Kanäle aktivieren, bergen daher beträchtliches therapeutisches Potenzial. Ihr Einsatz   ist jedoch zum Teil aufgrund bisher unbekannter      Wirkmechanismen noch nicht möglich. Wir konnten nun die Mechanismen aufklären, durch die Cym04, ein Derivat der Dehydroabietinsäure, BK-Kanäle aktiviert. Außerdem zeigen wir, dass diese Aktivierung spezifisch auf bestimmte Spleißvarianten  der BK-Kanäle wirkt.

Die Abbildung zeigt die Struktur eines tetrameren Slo 1 BK-Kanals.

Breidbach, Olaf (Hg.): Conrad Gesner, Historia Animalium, 2 Bde., Liber I de Quadrupedibus viviparis (De Alce - De Mure agresti maiore). Liber II de Quadrupedibus oviparis.Reihe Historia Scientiarum. Hildesheim 2012.

 GesnerKlein

Die hier als Reprint vorgelegten ersten beiden Bände der Naturgeschichte der Tiere des Züricher Arztes Conrad Gesner (1516-1565) gelten als die Schriften, die die moderne neuzeitliche Zoologie begründet haben. Erstmals wurde hier der seinerzeitige Wissensbestand zur Zoologie zusammengetragen und allgemein verfügbar gemacht. Es wird deutlich, dass Gesner sich mit seinem Ansatz in der philologischen Tradition einer auf antiken Quellen aufgebauten Sicherung und Systematisierung von Wissensbeständen verankerte. Dabei suchte er aber auch eigene Beobachtungen zu integrieren und erweiterte den aus der Antike übermittelten Kenntnisstand beträchtlich. Er beschrieb etwa 800 Arten und Artgruppen von Tieren aus den verschiedensten Lebensräumen.

Schoch CL, Seifert KA, Huhndorf S, Robert V, Spouge JL, Levesque CA, Chen W; Bolchacova E, Voigt K and the Fungal Barcoding Consortium (2012) Nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for Fungi. Proc Natl Acad Sci U S A, 2012 Apr 17; 109(16):6241-6. Epub 2012 Mar 27

http://www.pnas.org/content/109/16.toc
 StockschwaemmchenFoto-KVoigt_2011Klein
Pilze führen ein verborgenes Leben. Sie kommen in der Umwelt, vor allem im Boden, meistens als Hyphengeflecht (Myzel) vor. Ein internationales Team von Mykologen hat einen für alle Pilzgruppen universell geeigneten 'Barcoding-Marker', die 'internal transcribed spacer' (ITS) Region der ribosomalen DNA auserwählt und damit zum offiziellen molekularen Merkmal aller Pilze deklariert. Die internationale Studie an den ältesten Pilzen wurde von Wissenschaftlerinnen der Jena Microbial Resource Collection (FSU Jena), PD Dr. Kerstin Voigt und Dr. Kerstin Hoffmann, koordiniert.

Christian Tokarski, Sabine Hummert, Franziska Mech, Marc Thilo Figge, Sebastian Germerodt, Anja Schroeter, Stefan Schuster
Agent-based modeling approach of immune defense against spores of opportunistic human pathogenic fungi
Frontiers in Microbiology 3, 2012, 129

http://www.frontiersin.org/microbial_immunology/10.3389/fmicb.2012.00129/abstract
 Frontiers2012Klein3
Fakultativ pathogene Pilze, wie Aspergillus fumigatus, stellen durch invasive Mykosen eine große gesundheitliche Gefahr für immunsupprimierte Patienten dar. Live Imaging (links, Quelle: Gunzer-Lab, ZMB) zeigt die Interaktionen von Phagozyten und Pilzkonidien als dynamische Prozesse aus Anheftung, Schleppen und Aufnahme der Konidien.
Verschiedene Strategien der Immunabwehr wurden mittels agentenbasierter Modellierung (ABM) simuliert (rechts), wobei gezeigt werden konnte, dass die Effizienz verschiedener Bewegungsstrategien der Phagozyten variiert und von der räumlichen Zusammensetzung abhängig ist.


Luzie U. Wingen, Thomas Münster, Wolfram Faigl, Wim Deleu, Hans Sommer, Heinz Saedler, Günter Theißen.
Molecular genetic basis of pod corn (Tunicate maize).
PNAS Early Edition,
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1111670109
SpelzmaisKlein
Während die reifen Körner beim Wildtyp-Mais (oben) nackt auf dem Kolben sitzen, sind sie beim Spelzmais (unten) einzeln in blattartige Organe
gehüllt. Die großen Lieschblätter, die den Kolben normalerweise einhüllen,
sind beim abgebildeten Spelzmais vollständig entfernt worden, beim Wildtyp sind dagegen noch Reste zu sehen. Die Arbeit verbessert unser Verständnis der genetischen Grundlagen der Biodiversität von Nutzpflanzen. Quelle "Kalda/Wingen MPIZ"

http://idw-online.de/de/news473465

Ernst Haeckel. Kunstformen der Natur. Kunstformen aus dem Meer. München London New York 2012

 HaeckelKlein

1862 erschien erstmals Ernst Haeckels bahnbrechendes Werk "Atlas der Radiolarien", in dem er bis dahin unbekannte einzellige Meereslebewesen auf minutiös gezeichneten und lithografierten Farbtafeln darstellte. Jahrzehnte später präsentierte er ein noch breiteres Formenspektrum in den "Kunstformen der Natur", bis heute eine unerschöpfliche Inspirationsquelle für Kreative aus den verschiedensten Bereichen. Die vorliegende Publikation führt nun erstmals 135 Tafeln aus beiden Werken in einem Band zusammen, kommentiert von zweien der besten Kenner des Haeckel'schen Werkes, Olaf Breidbach und Irenäus Eibl-Eibesfeldt.

 
Fotogeschichte 31 (2011)
Heft 122: "Fotografische Experimente"

 FotogeschichteKlein
"You press the button, we do the rest." Dieser Werbeslogan für die legendäre Kamera Kodak Nr. 1 eröffnete 1888 nicht allein ein neues Kapitel der Amateur-Fotografie, sondern belebte noch einmal neu den alten Traum vom "self operating process" des Fotografischen. Aus wissenschaftsgeschichtlicher Sicht macht gerade der hierbei angesprochene "Rest" aber gerade den interessantesten Teil des fotografischen Prozesses aus. Gehören doch zu seiner Geschichte die Prozesse eines allmählichen und gewiss nicht selten auch mühsamen Erkundens und Verstehens der physikalischen, chemischen und technologischen Bedingungen des fotografischen Bildes.

Die fünf Beiträge des von Juniorprofessor Steffen Siegel herausgegebenen Themenheftes von "Fotogeschichte", eines der international angesehensten Wissenschaftsperiodika zur Geschichte und Ästhetik der Fotografie, beschreiben diese Zusammenhänge unter anderem anhand von Forschern wie Biot, Becquerel, Herschel, Lenard oder Blondlot sowie Donné.
T.I. Grossmann, M. Ziegler, P. Puntervoll, L.F. de Figueiredo, S. Schuster, I. Heiland.
NAD biosynthesis and salvage-a phylogenetic perspective.
FEBS Journal 2012, Epub ahead of print
http://dx.doi.org/10.1111/j.1742-4658.2012.08559.x
NADFebsKlein
NAD ist den Meisten als Kosubstrat von Redoxreaktionen bekannt. Weniger bekannt ist seine Funktion als Signalmolekül, hierzu gehören u.a. die poly-ADP-Ribosylierung von geschädigter DNA, aber auch die Regulation von Enzymen durch ADP-Ribosylierung und die Bildung von ADP-Ribose enthaltenden Signalmolekülen, die eine Rolle bei der Mobilisierung von Kalzium spielen. In seiner Funktion als Signalmolekül wird NAD jedoch zu Nam (einer Form des Vitamin B3) abgebaut und muss deshalb ständig wieder zu NAD recycelt werden. Um diesen Prozess besser zu verstehen, haben wir die NAD-Biosynthese und das NAD-Recycling in 45 hauptsächlich eukaryotischen Spezies untersucht.
Link zur Abbildung im Original
K. Zarse, S. Schmeisser, M. Groth, S. Priebe, G. Beuster, D. Kuhlow, R. Guthke, M. Platzer, C. R. Kahn, M. Ristow.
Impaired insulin-/IGF1-signaling extends lifespan by promoting
mitochondrial proline catabolism to induce a transient ROS signal.
Cell Metab.2012;15(4):451-65.

http://www.cell.com/cell-metabolism/abstract/S1550-4131(12)00094-0




Zarse2012Klein
Eine verminderte Insulin/IGF1 Signaltransduktion (IIS) im Fadenwurm C. elegans führt zu einer Verdopplung der Lebensspanne. In dieser Arbeit wurden verschiedene Modelle von verminderter IIS hinsichtlich der metabolischen  Veränderungen charakterisiert, um die genauen Mechanismen, die für die Lebensverlängerung verantwortlich sind, zu identifizieren. Wir konnten zeigen, dass eine akute Inhibierung der IIS zu einer Aktivierung des mitochondrialen Stoffwechsels und zu einem transienten Anstieg der Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) führt. Dieses ROS-Signal induziert,  in Übereinstimmung mit dem Konzept der "Mitohormesis", eine adaptive Stressantwort an der u.a. endogene Abwehrenzyme wie Katalase und Superoxiddismutase beteiligt sind. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die initiale Steigerung der ROS sowohl ursächlich für die Induktion der endogenen Stressantwort als auch für die Steigerung der Lebenserwartung durch verminderte IIS in C. elegans ist.
Link zur Abbildung im Original