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aktuelle Publikationen


Hier finden Sie eine Auswahl von 2017 veröffentlichten Forschungsergebnissen der Biologisch-Pharmazeutischen Fakultät.


Publikation

Abbildung

Bemerkungen

Weisser WW., Roscher C., Meyer S., Ebeling A., Luo G., Allan E., Beßler H., Barnard R., Buchmann N., Buscot F., Engels C., Fischer C., Fischer M., Gessler A., Gleixner G., Halle S., Hildebrandt A., Hillebrand H., Kroon Hd., Lange M., Leimer S., Roux XL., Milcu A., Mommer L., Niklaus P., Oelmann Y., Proulx R., Roy J., Scherber C., Scherer-Lorenzen M., Scheu S., Tscharntke T., Wachendorf M., Wagg C., Weigelt A., Wilcke W., Wirth C., Schulze E-D., Schmid B. and Eisenhauer N.: Biodiversity effects on ecosystem functioning in a 15-year grassland experiment: patterns, mechanisms, and open questions, Basic and Applied Ecology 2017, Nr. 23.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.baae.2017.06.002

Quelle und weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/Forschungsmeldungen/FM171128_Jenaexperiment15.html
 JenaExperiment15_gü
Das "Jena Experiment" besteht inzwischen seit
15 Jahren und war Grundlage für zahlreiche
Ergebnisse der Biodiversitätsforschung.

Foto: Anne Günther/FSU

"Eine Besonderheit am Jena Experiment ist die Tatsache, dass wir über 15 Jahre unsere Untersuchungen und Analysen durchgeführt haben", erklärt Prof. Weisser. "Da der Einfluss der Biodiversität verzögert sichtbar wird, konnten wir manche Effekte erst ab dem Jahr 2006 oder 2007 beobachten - also vier oder fünf Jahre nach Beginn des Projektes." Werde ein Lebensraum durch menschliches Eingreifen zerstört, sterbe eine Art meist nicht sofort aus, sondern einige Zeit später. Und dieses Aussterben hat nach dieser Erkenntnis dann einen zeitverzögerten Effekt auf die Stoffkreisläufe.

Die Effekte der Biodiversität wurden im Jena Experiment entsprechend über die Zeit stärker: In artenreichen Gemeinschaften wurden die positiven Effekte wie die Kohlenstoffspeicherung im Boden, die mikrobielle Atmung oder die Entwicklung der Bodenfauna erst mit der Zeit stärker. Andererseits wurden genauso die negativen Effekte von Monokulturen später sichtbar. "Dies bedeutet, dass die negativen Effekte des derzeitigen Artenverlustes erst in einigen Jahren vollständig augenscheinlich werden", warnt Weisser.

Prasad Aiyar et al. Antagonistic bacteria disrupt calcium homeostasis and immobilize algal cells, Nature Communications (2017), DOI: 10.1038/s41467-017-01547-8
https://www.nature.com/articles/s41467-017-01547-8

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news685246
Algenplatte 

Agarplatte mit Grünalgen, auf die Bakterien (Mitte) bzw. Bakterien­extrakte aufgebracht sind. Im Zentrum ist deutlich ein gehemmtes Algenwachstum als Halo erkennbar.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU


Wenn die Grünalgen Chlamydomonas reinhardtii auf Bakterien der Art Pseudomonas protegens treffen, ist ihr Schicksal besiegelt. Die nur etwa zwei Mikrometer großen Stäbchen umzingeln die etwa fünf Mal größeren Algen und attackieren sie mit einem tödlichen Giftcocktail. Die Algen verlieren daraufhin ihre Geißeln, verformen sich und sind nicht mehr in der Lage, sich zu vermehren. Den chemischen Mechanismus hinter dem effektiven Beutezug der Bakterien haben Botaniker und Naturstoffchemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI) - jetzt aufgedeckt.
Orfamid A, so heißt die Substanz, ist ein zyklisches Lipopeptid, das die Bakterien zusammen mit anderen chemischen Verbindungen freisetzen. "Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass Orfamid A auf Kanäle in der Zellmembran der Algen wirkt, was zur Öffnung dieser Kanäle führt", erläutert Dr. Severin Sasso das Ergebnis der Jenaer Studie. "Das führt zu einem Einstrom von Kalziumionen aus der Umgebung in das Zellinnere der Algen", führt der Leiter der Arbeitsgruppe für Molekulare Botanik aus. Eine rasche Änderung der Konzentration von Kalziumionen ist ein verbreitetes Warnsignal für viele Zelltypen, das zahlreiche Stoffwechselwege reguliert. "Um die Veränderung des Kalzium-Spiegels in der Zelle beobachten zu können, haben wir das Gen für ein Photoprotein in die Grünalgen eingebracht, welches bei einer Erhöhung des Kalzium-Niveaus ein Aufleuchten verursacht. Somit kann man die Menge des Kalziums über das Leuchten messen", erklärt Prof. Mittag, Professorin für Allgemeine Botanik.
Benjamin Naumann et al.: "The development of the cucullaris muscle and the branchial musculature in the Longnose Gar, (Lepisosteus osseus, Lepisosteiformes, Actinopterygii) and its implications for the evolution and development of the head/trunk interface in vertebrates", Evolution & Development, 2017
DOI: 10.1111/ede.12239

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news684382
Lepisosteus

3D-Darstellungen verschiedener Entwicklungsstadien des Gemeinen Knochenhechtes, Lepisosteus osseus, auf Grundlage von CLSM-Scans (Antikörper: anti-acetylated alpha-tubulin, anti-desmin). Die Darstellungen sind farblich tiefencodiert, wobei warme Farben Strukturen im Vordergrund und kalte Farben Strukturen im Hintergrund kennzeichnen.

Foto: Benjamin Naumann/FSU
Seit mehr als 140 Millionen Jahren schwimmt der Knochenhecht bereits durch die Gewässer unseres Planeten und noch immer birgt er Geheimnisse in sich. Eines davon konnten Evolutionsbiologen der Friedrich-Schiller-Universität Jena jetzt lüften - und dabei wichtige Informationen darüber gewinnen, wie sich Fische zu Landwirbeltieren entwickelten. Den Jenaer Wissenschaftlern ist es gelungen, bei dieser Fischart erstmals den Cucullaris-Muskel richtig zu identifizieren. Eine Untersuchung der Entwicklung dieses Muskels ergab viele Übereinstimmungen mit der Entwicklung des Cucullaris-Muskels der Landwirbeltiere. Dies spricht für einen gemeinsamen evolutionären Ursprung des Muskels in beiden Tiergruppen, eine seit Mitte des 19. Jahrhunderts kontrovers diskutierte Annahme. Über ihre Forschungsergebnisse berichten die Wissenschaftler in einem Artikel für das Fachjournal "Evolution & Development", der auch im renommierten Magazin "Nature" als "Research Highlight" Erwähnung findet.
Edouard I. Kolchinsky, Ulrich Kutschera, Uwe Hossfeld, and Georgy S. Levit: Russia's new Lysenkoism, Current Biology, Volume 27, Issue 19, R1042-R1047
Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news682475
SowjetischesPoster
Sowjetisches Poster aus dem Jahr 1947, das mit dem Slogan "Gut Arbeiten - Brot wird gedeihen" die Arbeit der Bauern würdigt; 1947 war die Zeit der Nachkriegshungersnot.
(Quelle: M. Solowew, www.history-worlds.ru)
Gemeinsam mit Edouard I. Kolchinsky von der Russischen Akademie der Wissenschaften, dem Kasseler Pflanzenphysiologen Ulrich Kutschera und seinem Potsdamer Kollegen Georgy S. Levit hat Uwe Hoßfeld jetzt in einem renommierten Fachmagazin einen Aufsatz unter dem Titel "Russia's new Lysenkoism" veröffentlicht. Die Autoren gehen darin auf aktuelle Publikationen ein, analysieren deren Fehler und verknüpfen das Ganze mit einem historischen Rückblick.

Ideengeber des nach ihm benannten Lyssenkoismus war der sowjetische Agrarwissenschaftler Trofim Denissowitsch Lyssenko (1898-1976), dessen Stern unter Josef Stalin aufging. Lyssenko behauptete, die Eigenschaften von Pflanzen würden durch die Umweltbedingungen bestimmt werden. Er ignorierte die Erkenntnisse zur Genetik und fälschte nachweislich Forschungsergebnisse.
J. Fricke, F. Blei, D. Hoffmeister: Enzymatic Synthesis of Psilocybin. Angewandte Chemie (International Edition Engl.) 2017 doi: 10.1002/anie.201705489.

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news680095
17-13_Psilocybe_cyanescens_Hoffmeister
Der Pilz Psilocybe cyanescens, auch bläuender Kahlkopf genannt, ist ein stark psilocybinbildender Pilz.
Seit fast 60 Jahren ist der Stoff namens Psilocybin bekannt. Er verleiht den sogenannten Magic Mushrooms, auch Zauberpilze genannt, die Magie - also ihre starke psychedelische Wirkung. Ein Geheimnis blieb jedoch: Wie genau bilden die Pilze der Gattung Psilocybe diese wirkungs-volle Substanz? Das Forschungsteam um den Jenaer Professor Dirk Hoffmeister konnte es jetzt lüften.
Hoffmeisters Forscherteam gelang es nun, die Enzyme zu identifizieren, mit deren Hilfe die Pilze ihre magischen Substanzen aufbauen. Die Wissenschaftler stellten bei ihren Untersuchungen außerdem fest, dass die Biosynthese in einer anderen Reihenfolge stattfindet, als es ältere Studien beschrieben. Ihre Ergebnisse erschienen kürzlich in der renommierten Zeitschrift Angewandte Chemie. 
Beiträge in Nova Acta Leopoldina

Nova Acta Leopoldina NF Nr. 413, 83 -134 (2017)
Nova Acta Leopoldina NF Nr. 413, 135 -153 (2017)
Nova Acta Leopoldina NF Nr. 413, 155 -162 (2017)


 Mendel     Unabhängigkeitsregel
Gregor Johann Mendel,      Darstellung                
nach 1865 (Hugo Iltis)       der Unabhängigkeitsregel,                                        1920er (privat),
                                
       Bild in Originalgröße
Die "Wiederentdeckung" der Mendelschen Regeln im Jahr 1900 wird als Wendepunkt in der modernen Wissenschaft der Genetik angesehen. Während der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde allgemein angenommen, dass die "Wiederentdeckung" mehrfach, unabhängig und parallel durch drei europäische Botaniker (Carl Correns, Hugo de Vries und Erich von Tschermak-Seysenegg) erfolgte. Seit den 1960er Jahren sind jedoch beträchtliche Fragen hinsichtlich der Chronologie und den spezifisch konzeptionellen Beiträgen der einzelnen Wissenschaftler aufgeworfen worden. Nicht nur die Unabhängigkeit, sondern auch die zeitgleiche Entdeckung wurde hinsichtlich des Kontextes der individuellen wissenschaftlichen Programme aller drei Wissenschaftler analysiert. Nun ist in der Leopoldina (Nova Acta Leopoldina NF Nr. 143) ein umfangreicher Sammelband erschienen, der sowohl aktuelle als auch historische Aspekte der "Mendel-Genetik" beleuchtet.
 
S. Pace et al.: Androgen-mediated sex bias in the efficiency of leukotriene biosynthesis inhibitors in males, Journal of Clinical Investigation 2017
DOI: 10.1172/JCI92885

S. Pace et al.: Sex differences in prostaglandin biosynthesis in neutrophils during acute inflammation, Scientific Reports 2017, Jun 19;7(1):3759.
DOI: 10.1038/s41598-017-03696-8

 
Quelle und weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/Forschungsmeldungen/FM170726_Geschlechtermedizin.html

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news678817
Geschlechtermedizin
Medikamente wirken bei Mann und Frau unterschiedlich. Jenaer Forscher haben in neuen Studien erneut konkrete Anhaltspunkte für die Notwendigkeit einer geschlechtsspezifischen Medizin geliefert.
"Wir wissen, dass etwa entzündliche Erkrankungen wie Asthma, Psoriasis oder Rheumatoide Arthritis bei Frauen sehr viel häufiger vorkommen als bei Männern", sagt Prof. Dr. Oliver Werz von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Der Pharmazeut und sein Team haben jetzt gemeinsam mit Fachkollegen aus Italien, Dänemark und Schweden eine wesentliche Ursache für diese Unterschiede auf molekularer Ebene aufgeklärt. In zwei hochrangigen Publikationen in den Magazinen "Journal of Clinical Investigation" und "Scientific Reports" zeigen sie, wie das männliche Sexualhormon Testosteron in die Biosynthese von Entzündungssubstanzen eingreift und darüber hinaus auch die Wirksamkeit von entzündungshemmenden Medikamenten vermindert.
Dazu haben die Forscher in unterschiedlichen Tiermodellen, aber auch an Immunzellen aus dem Blut von männlichen und weiblichen Versuchspersonen, Entzündungsprozesse detailliert analysiert und verglichen. Möglich machte das ein eigens am Lehrstuhl von Prof. Werz entwickeltes Zellsystem, mit dem sich die ablaufenden Prozesse zeitaufgelöst und hochpräzise im Mikroskop beobachten lassen. 

C. Kunze, M. Bommer, W.R. Hagen, M. Uksa, H. Dobbek, T. Schubert, G. Diekert: Cobamide-mediated enzymatic reductive dehalogenation via long-range electron transfer. Nature Communications 2017, 8:15858.
DOI:
https://dx.doi.org/10.1038/ncomms15858

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Vitamin B12-vermittelter Elektronentransfer in einer reduktiven Dehalogenase

Vitamin B12-haltige reduktive Dehalogenasen aus Organohalid-atmenden Bakterien nehmen eine Schlüsselrolle im Abbau von halogenierten organischen Verbindungen an O2-armen Standorten ein und tragen somit wesentlich zum globalen Halogenkreislauf bei. Allerdings ist ihre Funktionsweise weitestgehend unverstanden. In der vorliegenden Arbeit wurde in einer Kooperation von Wissenschaftlern der FSU Jena, HU Berlin und der TU Delft (NL) am Beispiel eines Tetrachlorethen-dehalogenierenden Enzyms und mit Hilfe von Strukturauflösung und Spektroskopie der Einfluss der Architektur des aktiven Zentrums auf den Umsatz verschiedener Substrate untersucht. Es wurde gezeigt, dass neben aliphatischen auch aromatische und neben chlorierten auch bromierte und iodierte Substanzen zu den Enzymsubstraten zählen. Auf der Basis der gewonnenen Resultate wurde für die enzymatische Katalyse der Dehalogenierung von bromierten und iodierten Phenolen ein für B12-haltige Enzyme ungewöhnlicher Elektronentransfer-Mechanismus vorgeschlagen. Die Studie wurde aus Mitteln der DFG Forschergruppe FOR1530 finanziert (http://www.for1530.uni-jena.de/).

 Evgeny Viktorovich Yan, John Francis Lawrence, Robert Beattie & Rolf Georg Beutel: "At the dawn of the great rise: †Ponomarenkia belmonthensis (Insecta: Coleoptera), a remarkable new Late Permian beetle from the Southern Hemisphere", Journal of Systematic Palaeontology (2017),
DOI: http://dx.doi.org/10.1080/14772019.2017.1343259

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news678710
 Kaefer
3D-Rekonstruktion und Merkmalsinterpretation von "Ponomarenkia belmonthensis" basierend auf präzisen Zeichnungen des Holotyps und einer akkuraten 2D-Rekonstruktion.
 Er ist Australier, etwa einen halben Zentimeter groß, recht unscheinbar, 300 Millionen Jahre alt - und versetzt Zoologen und Paläontologen derzeit gleichermaßen in Erstaunen. Ein Käferfund aus dem ausgehenden Erdaltertum (oberes Perm), dem Zeitalter, in dem noch nicht einmal die Dinosaurier auf der Bildfläche erschienen waren, wirft gerade ein völlig neues Licht auf die früheste Entfaltung in dieser Insektengruppe.
Die Rekonstruktion und Merkmalsinterpretation von "Ponomarenkia belmonthensis" ist Prof. Dr. Rolf Beutel und Dr. Evgeny V. Yan von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) gelungen. Sie haben gemeinsam mit dem renommierten Käferforscher Dr. John Lawrence und dem australischen Geologen Dr. Robert Beattie die Entdeckung in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Journal of Systematic Palaeontology" publiziert. Beattie war es, der die einzigen zwei bekannten fossilen Stücke des Käfers in einem ehemaligen Sumpfgebiet in Belmont, Australien, entdeckt hatte.

H. Pein, S.C. Koeberle, M.Voelkel,F. Schneider,A. Rossi, M. Thürmer, K. Loeser, L. Sautebin, H. Morrison, O.Werz, A. Koeberle: Vitamin A regulates Akt signaling through the phospholipid fatty acid composition. FASEB Journal 2017

DOI: http://dx.doi.org/10.1096/fj.201700078R


 170711_Lipid_network

Co-Regulation von Lipiden in Fibroblasten.

Im Rahmen des Graduiertenkollegs "Molekulare Signaturen adaptiver Stressreaktionen" identifizierten Wissenschaftler der Pharmazeutischen/Medizinischen Chemie der Universität Jena gemeinsam mit Kollegen des Leibniz-Instituts für Alternsforschung Vitamin A und seinen bioaktiven Metaboliten all-trans-Retinsäure als zielgerichtete Modulatoren der zellulären Membranlipidzusammensetzung. Nach Aktivierung nukleärer Rezeptoren senken Vitamin A und all-trans Retinsäure den intrazellulären Gehalt bestimmter Membranlipide, die mit der Proteinkinase B (Akt) eines der zentralen Schlüsselenzyme für die Proliferation, das Überleben und die Differenzierung von Zellen regulieren. Die Lipide schwächen die Affinität von Akt an seinen Mem­bran­anker und hemmen dadurch die für die Aktivierung der Kinase erforderliche Bindung an die Membran. Die Forscher konnten zeigen, dass dieser Mechanismus in Mäusen vor allem in Astrozyten Relevanz besitzt, was für eine Rolle der Signalkaskade bei der Regulation regenerativer Prozesse im Gehirn spricht. Zukünftige Arbeiten widmen sich der Be­deut­ung des neu entdeckten Regulations­mech­anismus von Akt durch Vitamin A bei altersbedingten Stoff­wechsel­erkrankungen, neuro­degener­at­iv­en Er­krank­ungen und Krebs.


P. Brandt, M. García-Altares, M. Nett, C. Hertweck, D. Hoffmeister (2017): Induced chemical defense of a mushroom by a double bond-shifting polyene synthase.
Angewandte Chemie (Int. Ed) 56, 5937-5941.

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news676112
PilzBY1
Der extrem seltene Pilz BY1 bildet zu seiner Verteidigung vor Fressfeinden gelbe Abwehrstoffe, wie das Team um Dirk Hoffmeister von der Friedrich-Schiller-Universität Jena jetzt herausfand.

Foto: Philip Brandt/FSU

 
BY1 wurde in der Natur weltweit bisher nur ein einziges Mal gefunden. Bei seiner ungewöhnlichen Bezeichnung handelt es sich um ein reines Laborkürzel und keinen regulären Artennamen. Da BY1 an seinem natürlichen Standort das Wachstum anderer Pilze hemmt, forschten die Wissenschaftler zunächst nach sogenannten antifungalen Verbindungen. Solche Substanzen kämen auch als Wirkstoffe gegen Pilzinfektionen infrage. Erst durch genaue Beobachtungen und die richtigen Schlussfolgerungen ergründeten die Forscher das zweite Geheimnis von BY1 und entdeckten die larvenabwehrenden Stoffe.

Das Forschungsergebnis unterstreicht einen wichtigen wissenschaftlichen Schwerpunkt der Universitätsstadt Jena, denn die Studie entstand im Rahmen des Sonderforschungsbereichs "ChemBioSys". Hier beschäftigen sich Forschungsgruppen der Universität und mehrerer außeruniversitärer Institute mit der Kommunikation von Organismen, die ausschließlich durch chemische Signalstoffe gesteuert wird. Der Abwehrmechanismus vom Pilz BY1 ist ein Paradebeispiel für solch eine Interaktion mit der Umwelt auf Basis von chemischen Verbindungen. 
K. Wiechmann, H. Müller, S. König, N. Wielsch, A. Svatos, J. Jauch, O.Werz: Mitochondrial chaperonin HSP60 is the apoptosis-related target for myrtucommulone. Cell Chem. Biol. 2017

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.chembiol.2017.04.008.

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news675032
Myrte 
Die Myrte ist nicht nur ein schönes Fotomotiv, der Naturstoff kann sogar Krebszellen bekämpfen. Pharmazeuten der Uni Jena haben nun herausgefunden, wie der Wirkstoff den Krebs aufhält.
 Die "Gemeine Myrte" gilt als eher unscheinbares Gewächs, das vor allem im Mittelmeerraum weit verbreitet ist. In der Antike kam sie bei der Verehrung der Göttin Aphrodite zum Einsatz, heute wird sie als Gewürz sowie in der Likörherstellung verwendet.

Nach und nach jedoch enthüllen Wissenschaftler, was noch alles in der buschigen Pflanze steckt. So schrieben sie dem Wirkstoff Myrtucommulon, der aus den Blättern des Myrtestrauches gewonnen wird, vor einigen Jahren bereits eine antibakterielle, entzündungshemmende und antioxidative Wirkung zu. Sogar Krebszellen kann der Naturstoff in relativ niedriger Konzentration bekämpfen und geht dabei äußerst selektiv vor: Er greift, etwa bei Leukämie, nur die Krebszellen an, verschont aber alle anderen weißen Blutzellen. Nun haben Pharmazeuten der Friedrich-Schiller-Universität Jena herausgefunden, wie genau der Wirkstoff den Krebs aufhält - und ganz nebenbei wichtige biologische Abläufe innerhalb einer Krebszelle aufgedeckt. Über ihre Arbeit berichten sie in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "Cell Chemical Biology".
G. Brehm: A new LED lamp for the collection of nocturnal Lepidoptera and a spectral comparison of light-trapping lamps. Nota lepidopterologica 2017, 40: 87-108.
DOI 10.3897/nl.40.11887

Freier Zugang (open access): http://nl.pensoft.net/article/11887/

Quelle und weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/Forschungsmeldungen/FM170512_Mottenlampe.html
 Lampe_Brehm

Der Insektenkundler Daniel Bolt beobachtet im peruanischen Regenwald, welche Falterarten von der in Jena entwickelten LED-Lampe angelockt werden.

Foto: Gunnar Brehm/FSU

Im letzten Jahr hat Gunnar Brehm gemeinsam mit Rainer Bark und Tobias Borchert von der Physik-Werkstatt der Uni Jena sowie Daniel Veit vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie verschiedene LEDs getestet, gemessen und dann Prototypen entwickelt. Für ein Forschungsprojekt in Peru im August 2016 standen insgesamt zehn Lampen zur Verfügung, die der Jenaer Forscher mit Kollegen erfolgreich einsetzte und tausende Falter fangen konnte. Diese werden zurzeit im Phyletischen Museum der Friedrich-Schiller-Universität präpariert und ausgewertet.
Detaillierte Ergebnisse über Konstruktion und Eigenschaften der neuen Lampe sind nun im Fachjournal "Nota lepidopterologica" erschienen. Um die neue Technik für viele Kollegen tatsächlich verfügbar zu machen, gibt es seit einigen Tagen ein Serienmodell, das Brehm zusammen mit der Jenaer Firma "K2W lights" auf den Markt gebracht hat. Aus der neuen Forschung lassen sich aber auch noch andere Konsequenzen ziehen: "Zum Schutz von Nachtfaltern und anderen Insekten sollten Straßenlampen in genau den spektralen Bereichen schwach sein, die für Insekten attraktiv sind", rät Brehm.

M. Martin, A. Dragoš , T. Hölscher, G. Maróti, B. Bálint, M. Westermann, A.T. Kovács: De novo evolved interference competition promotes the spread of biofilm defectors.
Nature Communications 2017, 8:15127.
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms15127
 Kovacs250

Pellicle Biofilme von Bacillus subtilis

Foto: Marivic Martin/FSU
Biofilme sind soziale Gemeinschaften von Mikroorganismen eingebettet in einer Matrix, die u.a aus extrazellulären Polymeren besteht. Die Produktion dieser Matrix ist für die Zelle mit energetischen Kosten verbunden, somit sind mikrobielle Matrix-Produzenten anfällig für Ausbeutung durch Nicht-Produzenten. Es wird angenommen, dass Mechanismen existieren, die die Invasion von Nicht-Produzenten in Biofilme verhindern. Um dies zu untersuchen, analysierten wir die Dynamik und Evolution von koexistierenden Produzenten und Nicht-Produzenten in Biofilmen des Bakteriums Bacillus subtilis über einen längeren Zeitraum. Detaillierte molekulare Analysen machten deutlich, dass die Änderung in der Zusammensetzung des Biofilms mit einer neu evolvierten, durch Phagen verursachte Interferenz-Konkurrenz einherging. Diese Studie zeigt daher, wie kollektiver Zusammenhalt durch eine schnelle Adaption von mobilen genetischen Elementen beeinträchtigt werden kann.

F.Schlenk, S. Werner, M. Rabel, F. Jacobs, C. Bergemann, J.H. Clement, D. Fischer.Comprehensive analysis of the in vitro and ex ovo hemocompatibility of surface engineered iron oxide nanoparticles for biomedical applications.
Arch Toxicol. 2017 Apr 4.
DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00204-017-1968-z. [Epub ahead of print]


nanoparticles2017  Die Zahl neuer Nanopartikel wächst ständig und ständig wächst auch die Frage nach ihrer Sicherheit. Anhand von systematisch modifizierten Eisenoxid-Nanopartikeln konnten gezielt Eigenschaften identifiziert werden, die sich zur Klassifizierung von Nanopartikeln und zur Vorhersage ihrer Nanosicherheit eignen. Dazu wurden zum einen klassische in vitro-Modelle zur Bewertung der Zyto- und Hämotoxizität verwendet. Zum anderen konnte im Rahmen des 3R-Konzepts ein schalenloses Hühnereimodell entwickelt werden, um das Verhalten von Partikeln unter komplexen physiologischen und dynamischen Flussbedingungen zu verfolgen.

Roman Göbel (Hrsg.), Gerhard Müller (Hrsg.), Claudia Taszus (Hrsg.) 2017:
Ernst Haeckel: Ausgewählte Briefwechsel, Band 1
Familienkorrespondenz: Februar 1839 bis April 1854


Handzettel zum Buch mit weiteren Informationen.

 BriefwechselHaeckel

Der Jenaer Zoologe Ernst Haeckel zählt zu den bedeutendsten, aber auch umstrittensten Naturwissenschaftlern des ausgehenden 19. und beginnenden 20. Jahrhunderts. Als begeisterter Anhänger Darwins arbeitete er an der Weiterführung und Popularisierung der Evolutionstheorie und wurde damit zu einer Symbolfigur in den Weltanschauungskämpfen der Zeit. Der erste Band der Familienkorrespondenz eröffnet die historisch-kritische Edition von Haeckels Briefwechsel. Erstmals werden hier sowohl die Briefe Haeckels als auch die Gegenbriefe aus dem engeren Kreis der Familie ungekürzt und kommentiert veröffentlicht. Der Band enthält Briefe aus dem Zeitraum von 1839 bis 1854.

W. Schlörmann et al.: Chemopreventive potential of in vitro fermented nuts in LT97 colon adenoma and primary epithelial colon cells. Molecular Carcinogenesis 2017. DOI: 10.1002/mc.22606

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news667505
 Nüsse_ka

Walnüsse können das Wachstum von Krebszellen im Darm reduzieren. Das haben Ernährungswissenschaftler der Uni Jena in einer aktuellen Studie belegt.
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Geröstet und gesalzen, gemahlen im Gebäck oder frisch geknackt direkt aus der Schale - Wer gerne Nüsse verzehrt, für den haben Ernährungswissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena gute Nachrichten. Nüsse, so zeigen ihre aktuellen Studienergebnisse, können das Wachstum von Krebszellen im Darm reduzieren.

"Bereits seit längerem wissen wir, dass Nüsse voller Inhaltsstoffe stecken, die gut sind für das Herz-, Kreislaufsystem, die vor Übergewicht schützen oder Diabetes", sagt Dr. Wiebke Schlörmann. Auch ihre vor Darmkrebs schützende Wirkung deutet sich bereits in zahlreichen Studien an, so die Ernährungswissenschaftlerin weiter. "Was wir bislang noch nicht im Detail wussten, ist, worauf die protektive Wirkung von Nüssen beruht." Auf diese Frage können Dr. Schlörmann und ihre Kollegen vom Lehrstuhl für Ernährungstoxikologie der Uni Jena nun konkrete Antworten geben. In einer jüngst im Fachmagazin "Molecular Carcinogenesis" veröffentlichten Untersuchung legen sie Ergebnisse vor, die die molekularen Mechanismen dieser Schutzwirkung beleuchten 
U.Hoßfeld, E. Watts; G. S. Levit: The first phylogenetic tree of plants was defined 150 years ago. Trends in Plant Science 2017, 22 (2): 99-102.
 Pflanzen_Generelle Morphologie
Stammbaum der Pflanzen

Abbildung in Originalgröße.
Als Modell für die Darstellung (Visualisierung) von natürlichen Verwandtschaftsbeziehungen der Organismen wählte Ernst Haeckel die Form eines Baumes, wobei die Wurzel jeweils die gemeinsame Urform symbolisieren sollte, von der sich alle anderen Formen ableiten ließen. "Das natürliche System der Organismen ist" nach Haeckel "ihr natürlicher Stammbaum, ihre genealogische Verwandtschaftstafel", die man durch den wissenschaftlichen Vergleich der paleontologischen, embryologischen und systemtischen Entwicklung der Organismen (dreifache Parallele) erkennen kann. Er veröffentlichte in der Generellen Morphologie 1866 acht Stammbäume, wandelte diese in seinen späteren Werken dann immer wieder ab und sah diese nur als "heuristische Hypothesen" ohne "dogmatischen Wert." Die Organismen gliederte er in drei Reiche: in Tiere, Pflanzen und Protisten. Im Zwischenreich der Protisten konnte man dann u.a. Schleimpilze, Kieselalgen, Bakterien, Geißeltierchen, Amöben, Wurzelfüßer usw. finden.

S. Schuster, M. Fichtner, S. Sasso
Use of Fibonacci numbers in lipidomics - Enumerating various classes of fatty acids
Scientific Reports 7, 2017, 39821

DOI:
http://dx.doi.org/10.1038/srep39821
 sunflower-fibonacci-fatty-acids

Die Zahl der Fettsäuren steigt mit der
Kettenlänge wie die Fibonacci-Zahlen:
1, 1, 2, 3, 5... Diese Zahlenfolge findet
man auch bei Blattstellungen
von Pflanzen.

Abbildung in Originalgröße.

Die Fibonacci-Zahlen sind nach einem italienischen Mathematiker aus dem 12./13. Jahrhundert benannt, der damit die Vermehrung von Kaninchen beschrieb. Sie wurden aber schon vor unserer Zeitrechnung von indischen Mathematikern bei der Analyse von Versmaßen im Sanskrit gefunden. Für diese Zahlenfolge 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13…, bei der jede Zahl die Summe ihrer beiden Vorgänger ist und die eng mit dem Goldenen Schnitt zusammenhängt, wurden im Laufe der Jahrhunderte immer mehr Anwendungen gefunden. Z.B. folgt die Blattstellung vieler Pflanzen wie der Sonnenblume dieser Zahlenfolge. Im vorliegenden Artikel wurde nun gezeigt, dass auch die Zahl der gesättigten und ungesättigten Fettsäuren (von denen einige in Sonnenblumenöl enthalten sind) mit steigender Kettenlänge der Fibonacci-Folge gehorcht. Die Zahl möglicher Fettsäuren zu berechnen ist für deren chemische Analytik (Lipidomics), die synthetische Biologie, den Einsatz von Biomarkern, die Simulation der molekularen Evolution und andere Anwendungen von Bedeutung.     


Klaus-J. Appenroth, K. Sowjanya Sree, Volker Böhm, Simon Hammann, Walter Vetter, Matthias Leiterer, Gerhard Jahreis: "Nutritional value of duckweeds (Lemnaceae) as human food"; Food Chemistry 2017
DOI: 1016/j.foodchem.2016.08.116

Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/Forschungsmeldungen/FM170111_Wasserlinse.html

Pressemitteilung:
https://idw-online.de/de/news666117
Wasserlinse
Wissenschaftler der Universität Jena haben gemeinsam mit Fachkollegen das Potenzial von Wasserlinsen für die Ernährung untersucht.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
Wissenschaftler der Universität Jena haben jetzt in Kooperation mit Fachkollegen in Indien und Deutschland das Potenzial verschiedener Wasserlinsen für die menschliche Ernährung untersucht. Die Ergebnisse sind vielversprechend. Veröffentlicht werden sie unter dem Titel "Nutritional value of duckweeds (Lemnaceae) as human food" in der renommierten Zeitschrift "Food Chemistry".
 
"Die Wasserlinsen könnten durchaus als Proteinquelle für die menschliche Ernährung dienen", sagt Prof. Dr. Gerhard Jahreis von der Universität Jena. Nicht von ungefähr würden Wasserlinsen "grüne Maschinen" genannt, fügt der Ernährungswissenschaftler hinzu. Jahreis sagt, die Wasserlinsen seien in ihrem Proteingehalt vergleichbar mit Lupine, Raps oder Erbsen. So liege der Proteinertrag bei 30 Prozent der Trockenmasse. Außerdem enthielten die Pflanzenwinzlinge wertvolle omega-3-Fettsäuren, wie Stearidonsäure und alpha-Linolensäure. Mögliche Einsatzgebiete der Wasserlinsen seien die beliebten Smoothies oder Gebäck, das glutenfrei produziert wird.