Neben der Lunge ist bei den meisten Mukoviszidose-​Patienten auch die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) von der Erkrankung betroffen – viele von ihnen haben Verdauungsprobleme und einen CF-​assoziierten Diabetes. Wie genau diese Mukoviszidose-​typische Pankreas-​Symptomatik entsteht und welche Rolle das CFTR-​Protein dabei spielt, ist noch nicht bekannt.

Dossier - 16.06.2014

Biotechnologie als Werkzeug für die Lebensmittelproduktion

Durch gezielten Einsatz biotechnologischer Verfahren können gesundheitsschädliche Inhaltsstoffe in Lebensmitteln verringert und allergene Inhaltsstoffe abgebaut werden. Auch in der Landwirtschaft bringen Genomforschung und zielgerichtete Züchtung deutliche Fortschritte mit sich. Damit trägt die Lebensmittelbiotechnologie entscheidend zur Schonung der Ressourcen, Ertragsoptimierung und Produktion besserer Lebensmittel bei.

Automatisch Markiert - 17.03.2021

Epigenetische Schalter in Bakterien als Biosensoren

Zum verlässlichen Nachweis von z.B. Tumor- und Biomarkern von Krankheiten und Antibiotika in Trinkwasser bedarf es einer hoch sensitiven und stabilen Methode, welche schnelle Ergebnisse liefert. Biosensoren vereinen all diese Eigenschaften. Eine Forschergruppe des IBTB der Universität Stuttgart hat einen epigenetischen Schaltkreis konstruiert, welcher den Einsatz von E. coli Bakterien als Ganzzell-Biosensoren möglich machen könnte.

Das Spleißosom, sorgt dafür, dass die genetische Information aus dem Erbgut nach ihrer Umschreibung in eine Vorläufer-mRNA korrekt zur reifen mRNA zusammengefügt wird. Dieses „Spleißen“ ist eine Grundvoraussetzung für die Herstellung von Proteinen. Wissenschaftlern des Biochemie-Zentrums der Universität Heidelberg ist es gelungen, ein fehlerhaftes Spleißosom darzustellen und nachzuvollziehen, wie es in der Zelle erkannt und eliminiert wird.

Am Universitätsklinikum Tübingen führte die Präklinische Studie unter der Leitung von Dr. Daniel Dauch und Prof. Dr. Lars Zender, Ärztlicher Direktor der Medizinischen Onkologie und Pneumologie zu den äußerst positiven präklinischen Ergebnissen. Die Forschergruppen verfolgten einen neuen Therapieansatz, den sie selbst als „induzierte Lipotoxizität“ bezeichnen und der darauf abzielt, Therapieresistenzen beim Leberzellkarzinom zu überwinden.

Wissenschaftler*innen der Universität Stuttgart ist es gelungen, die Struktur und Funktion von biologischen Membranen mit Hilfe von „DNA-Origami“ zu beeinflussen. Sie haben eine synthetisch-biologische „Toolbox“ für die Manipulation von Zellen entwickelt, die den Transport von großen therapeutischen Molekülen in einzelne Zellen ermöglicht. Damit eröffnet sich ein neuer Weg für gezielte therapeutische Eingriffe in der Medizin.

Ein wichtiges Schlüsselenzym des Zuckerstoffwechsels wird besonders leicht und effizient durch oxidativen Stress inaktiviert. Forschende im Deutschen Krebsforschungszentrum zeigten nun: Mit dieser Oxidation schalten die Zellen auf einen alternativen Zuckerabbauweg um und können dadurch dem oxidativen Stress entgehen. Insbesondere Krebszellen profitieren von diesem Mechanismus, der sie auch vor therapiebedingten Schäden schützen kann.

Forscher*innen der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg haben wesentliche neue Erkenntnisse über Stoffwechselprozesse in der Niere gewonnen. Die Wissenschaftler*innen des Instituts für Genetische Epidemiologie des Universitätsklinikums Freiburg maßen in Proben von mehr als 5.000 Studienteilnehmer*innen winzige Moleküle, sogenannte Metabolite, die in Blut und Urin vorkommen und unseren Stoffwechsel widerspiegeln.

Dossier - 31.03.2014

Peptide vielfältige Moleküle des Lebens

Peptide gibt es in allen Organismen, überall dort, wo es Zellen gibt. Das Spektrum ihrer physiologischen Funktionen ist beträchtlich. Biologisch aktive Peptide treten beispielsweise als Hormone, Neurotransmitter oder Wachstumsfaktoren auf, aber auch als Toxine und Antibiotika. Entsprechend interessant sind sie als Wirkstoffe, sie werden unter anderem zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Krebs eingesetzt.

Bei jeder Blutabnahme werden sie untersucht, um Informationen über physiologische Prozesse als eine Art »Wasserstandsmeldung« zu erhalten. Biomarker oder Surrogatparameter sind nicht nur wichtige Moleküle zur Diagnosestellung, sondern werden genauso zur Überwachung nach einer Erkrankung oder zur Früherkennung von Krankheiten eingesetzt. Forscher*innen und Mediziner*innen treffen sich hier an einem Schnittpunkt ihrer Arbeit.

Virale Zoonosen - 24.01.2022

Hemmstoffentwicklung gegen virale Zoonosen

Neu auftretende virale Infektionen wie Corona oder Zika stellen eine zunehmende Gefahr für den Menschen dar. Am Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie (IPMB) der Universität Heidelberg entwickelt die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christian Klein Hemmstoffe gegen bereits bekannte Erreger in der Hoffnung, dass diese auch gegen neue Varianten eingesetzt werden können.

Können Fische einen Diabetes bekommen? In der Tat: Der Mexikanische Tetra speichert nach periodischer Nahrungsaufnahme die Glukose im Blut, um so längere Phasen eines Nahrungsmangels zu überstehen. Professor Dr. Jens Kroll vom European Center for Angioscience der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg konnte in den vergangenen Jahren zeigen, dass Fische auch, wie der Mensch, Diabetes-induzierte Organschäden ausbilden können.

Bestimmten Formen von Lungenkrebs liegt eine Erbgut-Umlagerung im ALK-Gen zugrunde. In diesen Fällen kann eine Behandlung mit einem spezifischen zielgerichteten Medikament das Fortschreiten der Erkrankung aufhalten. Doch früher oder später entstehen Resistenzen gegen die Therapie.

Bei Infekten schaltet das blutbildende System vom Normal- in den Notfallmodus. Dadurch verbessert sich die Abwehrkraft gegen die Erreger. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen im Deutschen Krebsforschungszentrum fanden nun in Blutstammzellen und Vorläuferzellen der Maus einen epigenetischen Schalter, der den Wechsel von der einen Betriebsart auf die andere auslösen kann.

Forschende der Universität Tübingen haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich Atherosklerose im Mausmodell besser erforschen lässt. Die nicht-invasive Bildgebungsmethode soll neue Wege eröffnen, Gefäßverengungen als Ursache von Herzinfarkten und Schlaganfällen besser zu verstehen und zu behandeln. Zudem kann sie die Anzahl der Versuchstiere im Vergleich zu bisherigen Methoden deutlich reduzieren.

Ein Forschungsteam mit Beteiligung des Universitätsklinikums Heidelberg hat neue Erkenntnisse über HIV-1 gewonnen. Forschende haben den Mechanismus hinter einem wichtigen Schritt im Lebenszyklus von HIV entdeckt. In Zusammenarbeit fanden sie heraus, dass das rätselhafte „Spacer Peptid 2“, einer der Virusbestandteile, eine Schlüsselrolle bei der Umwandlung unreifer HIV-1-Partikel in infektiöse Partikel spielt.

Forschenden im Deutschen Krebsforschungszentrum ist es gelungen, einen Resistenzmechanismus zu entschlüsseln, der häufig bei einer bestimmten Therapie gegen die chronische lymphatische Leukämie auftritt. Das Medikament Ibrutinib ist in vielen Fällen zunächst wirksam, im Verlauf der Behandlung kommt es meist zu einer Therapieresistenz. In Laborversuchen und bei Mäusen gelang es, den Resistenzmechanismus mit einem zweiten Wirkstoff auszuhebeln.

Dossier - 18.04.2016

Epigenetik – Vererbung ohne Änderung der DNA-Sequenz

Die Epigenetik, die Vererbung von Eigenschaften, ohne dass die DNA-Sequenz verändert wird, steht heute im Zentrum biologischer Forschung. Sie ist Gegenstand zahlreicher nationaler und internationaler Forschungsprogramme. Viele zelluläre Regulations- und Differenzierungsprozesse werden durch epigenetische Mechanismen gesteuert, die sich auf verschiedenen Ebenen abspielen – wie der DNA, der Histone, Nukleosomen und der Chromatinfaltung.

Dossier - 08.10.2012

Marine Biotechnologie Ungeahnte Hoffnungsträger aus der blauen Tiefe

Marine Lebewesen werden mit biotechnologischen Methoden untersucht um mit den daraus resultierenden Erkenntnissen Forschungen in der Medizin im Energiebereich im Bereich Nahrungsmittelergänzung oder Kosmetika voranzubringen. Der Bereich der marinen Biotechnologie ist breit gefächert. Sogar in Baden-Württemberg wird auf diesem Gebiet geforscht trotz fehlenden Zugangs zum Meer.

Dossier - 23.07.2012

Extremophile Bakterien

Extremophile Mikroorganismen mögen es heiß, sauer oder salzig, und auch Gifte wie etwa Schwermetalle bekommen ihnen gut, liefern sogar Energie. Mit der Verfügbarkeit von immer besseren molekular- und systembiologischen Techniken hat in den letzten Jahren auch die Industrie die Exoten in ihren Fokus gerückt. Welche Möglichkeiten bieten sich für die Pharma-, Kosmetik- oder Hygieneartikelbranche?

Neuroblastome können unaufhaltsam voranschreiten oder sich spontan zurückbilden. Wissenschaftler des Hopp-Kindertumorzentrums Heidelberg, des Deutschen Krebsforschungszentrums, der Universität Heidelberg und des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Heidelberg zeigen, dass einige bösartige Neuroblastome einen besonderen Trick nutzen, um dem Zelltod zu entgehen: Sie verlängern ihre Chromosomenenden durch einen speziellen Mechanismus.

Mit dem Ziel, lebende Zellen aus nicht-lebenden Bausteinen zu erschaffen, arbeitet die synthetische Biologie mit RNA-Origami. Dieses Werkzeug nutzt die Multifunktionalität des Biomoleküls RNA, um es zu Bausteinen zu falten, so dass die Proteinsynthese überflüssig wird. Mithilfe dieser Technik des RNA-Origami ist es gelungen, Nanoröhrchen herzustellen, die sich zu Zytoskelett-ähnlichen Strukturen falten.

Trenzyme GmbH - 20.05.2020

Das SARS-CoV-Spike Protein und sein Rezeptor

Mithilfe seines Spike-Proteins bindet SARS-CoV-2 an den Rezeptor ACE2 auf den Zelloberflächen des Lungengewebes. Weitere Kofaktoren sind nötig, damit das Virusgenom in die Zellen eindringen und vermehrt werden kann. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge kann helfen, den Verlauf der Infektion zu verstehen und Gegenstrategien zu entwickeln. Das Unternehmen Trenzyme hat dazu ein rekombinantes Spike-Protein zur Unterstützung der Forschung hergestellt.

Biochemiker am Institute for Innate Immunoscience (MI3) der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg haben einen wichtigen Mechanismus der Qualitätskontrolle bei der Proteinbiosynthese entdeckt. Georg Stoecklin und sein Team konnten zeigen, dass die E3 Ubiquitin-Ligase RNF10 dafür sorgt, dass Störungen durch „liegengebliebene“ Ribosomen behoben werden, indem die Ribosomen von der mRNA abgelöst werden.

Mithilfe des am Fraunhofer IPA entwickelten TissueGrinders – einer automatisierten Miniatur-Mühle für empfindliches Zellgewebe – können Kliniken auch ohne Hilfe eines ausgebildeten Pathologen die Zellproben von Krebspatienten schnell und präzise analysieren. Davon profitieren neben den Kliniken vor allem die Patienten. Wenn die Zellanalyse bereits während einer OP durchgeführt wird, bleibt den Patienten oft eine erneute OP erspart.

Die Ulmer Unternehmensgründer Dr. Arthur Dopler und Matteo Mohr erhalten 1,2 Millionen Euro für zwei Jahre aus dem EXIST-Forschungstransfer-Programm. Das Förderprogramm des Bundes und der EU unterstützt Gründungsvorhaben, die mit hohem Risiko und Entwicklungsaufwand verbunden sind. In dem geförderten Projekt geht es um ein neuartiges Protein, das Fehlregulationen in der Immunabwehr beheben soll.

An der Universität Tübingen wurde erstmals der Wirkstoff Epifadin isoliert - Epifadin wird von bestimmten Bakterien in der Nase und auf der Haut des Menschen produziert, ist antibiotisch wirksam und der erste Vertreter einer bisher unbekannten Wirkstoffklasse.

Hirntumorzellen, die eine bestimmte, häufige Mutation tragen, programmieren einwandernde Immunzellen um und lähmen dadurch im Gehirn die körpereigene Abwehr gegen den Tumor. Das entdeckten Wissenschaftler aus Heidelberg, Mannheim und Freiburg und fanden gleichzeitig einen Weg, wie sie das lahmgelegte Immunsystem wieder gegen den Tumor aktivieren können.

Dossier - 02.12.2013

RNA-Interferenz: Die Zuversicht ist wieder zurückgekehrt

Die mittlerweile 15-jährige Geschichte der RNA-Interferenz geizt nicht mit dramatischen Effekten. Es beginnt mit der unerwarteten Entdeckung und Veröffentlichung des Prozesses der posttranskriptionellen Gen-Stilllegung (Gene Silencing) 1998, wofür die beiden US-Amerikaner Andrew Fire und Craig Mello schon 2006 den Nobelpreis erhalten. 2001 gelingt es Thomas Tuschl mit synthetischen RNA-Schnipseln (siRNA) Gene in Humanzellen auszuschalten.

Intervallfasten kann die Entwicklung einer Fettlebererkrankung aufhalten. Bei bereits bestehender Leberentzündung reduziert das Fastenregime die Entstehung von Leberkrebs. Die Forschenden identifizierten in Leberzellen zwei verantwortliche Proteine, die gemeinsam für den schützenden Fasteneffekt verantwortlich sind. Ein bereits als Medikament zugelassener Wirkstoff kann diesen Effekt teilweise nachahmen.