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aktuelle Publikationen


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


Publikation

Abbildung

Bemerkungen

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 (2017): Mitochondrial chaperonin HSP60 is the apoptosis-related target for myrtucommulone. Cell Chem. Biol.,

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 (2017): A new LED lamp for the collection of nocturnal Lepidoptera and a spectral comparison of light-trapping lamps. Nota lepidopterologica 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.

Martin M*, Dragoš A*, Hölscher T*, Maróti G, Bálint B, Westermann M, Kovács ÁT (2017) De novo evolved interference competition promotes the spread of biofilm defectors. Nature Communications 8:15127.
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms15127 (*co-first authors)
 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. (2017) Chemopreventive potential of in vitro fermented nuts in LT97 colon adenoma and primary epithelial colon cells. Molecular Carcinogenesis. 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 (2017): The first phylogenetic tree of plants was defined 150 years ago. Trends in Plant Science 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; 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.