Aktualitäten 2020

Die fundamentalen Gesetze der Physik basieren auf Symmetrien, die unter anderem die Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen bestimmen. Forscher der Universität Heidelberg haben mithilfe ultrakalter Atome die Symmetrien der Quantenelektrodynamik experimentell konstruiert. Sie erhoffen sich neue Erkenntnisse für die Realisierung zukünftiger Quantentechnologien, mit denen komplexe physikalische Phänomene simuliert werden können.

Die künstlich hergestellten Glykomimetika (grün) koppeln an die Bindestellen der Viren, mit denen diese normalerweise an Zucker (blau) auf der Zelloberfläche andocken. (Abb. L. Hartmann, M. Schelhaas) Düsseldorf/Münster (hhu) - Synthetisch erzeugte Molekülketten, die verschiedene Zucker enthalten, können Viren effektiv behindern.

Die Würzburger Strukturbiologin Dr. Andrea Thorn leitet ein internationales Netzwerk zur Erforschung des Coronavirus. Die Ergebnisse ihrer Arbeit sind wesentlich für die Entwicklung von Impfstoffen und Medikamenten. Das Coronavirus - genau gesagt: SARS-CoV-2 - hält die Welt in Atem. Wie schafft es das Virus, an seine Wirtszelle im Körper des Menschen anzudocken? Auf welche Weise gelangt es in das Zellinnere? Wie nutzt es die Zellstrukturen für seine Vermehrung? Mit diesen Fragen beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Hochdruck.

Neben hohen Anschaffungskosten und der noch unausgereiften Lade-Infrastruktur zählt die eingeschränkte Reichweite zu den größten Hindernissen beim Umstieg auf Elektroautos. Industrie und Wissenschaft arbeiten deshalb intensiv daran, Batterien mit einem höheren Energiegehalt zu entwickeln und serientauglich zu machen.

Katalysatoren in Fahrzeugen helfen, die Schadstoffe in den Abgasen zu reduzieren.

Die Zellen von Pilzen können erstmals auch mit einer relativ einfachen mikroskopischen Methode analysiert werden. Forscher aus Würzburg und Cordoba stellen die Neuerung in der Zeitschrift ,,Frontiers in Microbiology" vor. Pilze spielen für die Menschheit eine wichtige Rolle. Im Boden zerlegen sie abgestorbenes organisches Material, so dass es für Pflanzen als Nährstoff zugänglich wird.

Für die Verbesserung der Schmerztherapie könnte es ein wichtiger Fortschritt sein: Dank neu entwickelter molekularer Sonden lässt sich das Verhalten einzelner Opioid-Rezeptoren jetzt sehr genau untersuchen. Starke Schmerzmittel sind bei der Therapie von Krebs und Herzinfarkten sowie in der operativen Medizin sehr wichtig.

Chemiker der Universität Münster entwickeln Methode, um π-Allylpalladium-Komplexe durch Radikalchemie herzustellen / Studie in 'Nature Catalysis' Bei der Herstellung von Verbindungen haben Chemikerinnen und Chemiker das grundlegende Ziel, möglichst viele der eingesetzten Substanzen zu nutzen und Abfallprodukte zu vermeiden.

Internationale Forschungsstudie unter Beteiligung der Freien Universität Berlin über Schwefelkreisläufe am Meeresgrund und in der Lithosphäre / Veröffentlichung in Fachzeitschrift ,,Nature Communications" Einem internationalen Forschungsteam, darunter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin, ist es gelungen, neue Erkenntnisse über die verborgenen geochemischen Vorgänge im Erdinneren zu gewinnen.

Langanhaltende und präzise Dosierung von Arzneimitteln dank Öl-Hydrogel-Gemisch Mit einer Mixtur aus Öl und Hydrogel lassen sich medizinische Wirkstoffe nicht nur genau dosieren, sondern auch über Zeiträume von bis zu mehreren Tagen kontinuierlich verabreichen. Die Wirkstoffe, die sich im Inneren der aktiven Tröpfchen befinden, werden nach und nach freigesetzt.

Neue Forschungsstudie an der Freien Universität Berlin zeigt auf, wie bestimmte Enzyme und biologische Vorgänge durch die Körpertemperatur reguliert werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Chemie und Biochemie der Freien Universität Berlin haben eine Enzym-Familie identifiziert, deren Aktivität bereits durch eine minimale Veränderung der Temperatur aktiviert oder gehemmt wird.

Transportproteine können zwischen Mikrotubuliund Aktin-Netzwerk wechseln Viele Amphibien und Fische können ihre Farbe wechseln, um sich besser an ihre Umgebung anzupassen. Münchener Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben nun die dafür notwendigen molekularen Mechanismen im Zellskelett untersucht und potenzielle Evolutionswege aufgedeckt.

Während in der Elektrotechnik die Miniaturisierung schon weit vorangeschritten ist, füllt die Analyseund Prozesstechnik in Medizin und Biochemie heute noch ganze Labore. Forschende der Universität Stuttgart und des Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) in Hamburg haben nun eine Methode entwickelt, mit der sich ein Labor auf die Größe einer Nadelspitze miniaturisieren lässt.

Kleinwuchs und andere Entwicklungsstörungen sind die Folgen eines bestimmten Gendefekts. Forscher der Universitäten in Würzburg und Regensburg haben jetzt dieses Gen genauer untersucht. Es hat eine Familie in Würzburg getroffen: Bei ihr ist das Alazami-Syndrom aufgetreten - eine schwerwiegende Krankheit, die sich unter anderem durch Kleinwuchs und weitere Entwicklungsstörungen äußert.

Forscher der Uni Bonn entwickeln eine neue Methode zur Strukturaufklärung von langen Ribonukleinsäuren Ribonukleinsäuren (RNA) sorgen dafür, dass die Blaupause im Zellkern in lebenswichtige Proteine übersetzt und die Zellfunktionen reguliert werden. Allerdings ist wenig über die Struktur und Funktionsweise besonders langer RNAs, die aus hunderten oder tausenden Bausteinen bestehen, bekannt.

Schutzprotein in der Augenlinse beeinflusst auch Oxidation von Proteinen Die Augenlinse des Menschen besteht aus einer hochkonzentrierten Proteinlösung. Diese verleiht ihr die hohe Brechungskraft. Schutzproteine sorgen dafür, dass die Eiweiße ein Leben lang nicht verklumpen. Ein Wissenschaftsteam der Technischen Universität München (TUM) hat nun erstmals die genaue Struktur des Proteins alpha-A-Kristallin ermittelt und dabei eine weitere wichtige Funktion entdeckt.

Synthese biobasierter Hochleistungs-Polyamide aus biogenen Reststoffen Ein Forschungsteam der Fraunhofer-Gesellschaft und der Technischen Universität München (TUM) unter Leitung des Chemikers Volker Sieber hat eine neue Polyamid-Familie entwickelt, die sich aus einem Nebenprodukt der Zelluloseproduktion herstellen lässt - ein gelungenes Beispiel für nachhaltigere Wirtschaftsweise mit biobasierten Materialien.

Ähnlich wie Menschen und Tiere haben auch Pflanzen eine Art Immunsystem. Sie können zum Beispiel krankmachende Pilze am Chitin in den Pilzzellwänden erkennen und erfolgreich abwehren. Manche Pilze verstecken sich vor dem Immunsystem, indem sie einige der Chitin-Bausteine modifizieren: es entsteht Chitosan.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben erstmals das Konzept der sogenannten ,,selbstorganisierten Kritikalität" experimentell in einem Quantensystem beobachtet. Das Konzept besagt, dass komplexe Systeme im Nichtgleichgewicht dazu neigen, sich von selbst in einen kritischen Zustand fernab von einem stabilen Gleichgewicht zu entwickeln - sie verstärken also ihr eigenes Nichtgleichgewicht.

Komplexe chirale, poröse Nanostrukturen aus einfachen linearen Bausteinen Die Nanowissenschaft kann mithilfe von Selbstorganisation kleinste molekulare Einheiten zu nanoskaligen Mustern ordnen. Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) hat einen einfachen stabförmigen Baustein an beiden Enden mit Hydroxamsäure versehen.