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Entdeckung eines einzigartigen Zentromertyps in der Nessel-Seide

– Gewöhnlicherweise wird die chromosomale Position von Zentromeren epigenetisch durch die Verteilung der Histonvariante CENH3 bestimmt. In monozentrischen Chromosomen kommt CENH3 in einer einzigen Region vor, während es in holozentrischen Chromosomen entlang des ganzen Chromosoms verteilt vorkommt.
– Wissenschaftler haben einen neuen Zentromertyp in der Pflanze Cuscuta europae entdeckt. Deren Zentromeraktivität ist holozentrisch, obwohl CENH3 nur in ein bis drei unterschiedlichen Regionen je Chromosom vorkommt.
– Die Ergebnisse wurden in Frontiers in Plant Sciences veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Reparaturdefekt führt zu Chaos im Erbgut

Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum fanden nun eine Ursache für die erst seit wenigen Jahren bekannten Chromosomen-Katastrophen, die bei vielen Krebsarten auftreten: Ist ein wichtiges DNA-Reparatursystem der Zellen ausgefallen, so begünstigt dies die Fragmentierung und den fehlerhaften Zusammenbau des Erbguts. Krebszellen mit einem solchen Reparatur-Defekt lassen sich nun möglicherweise durch eine bestimmte Wirkstoffgruppe bekämpfen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Biotechnik: Genesis im Genlabor

Gensequenzen vom Reißbrett, Bakterien mit künstlichen Chromosomen und zusätzlichen Basen für den genetischen Code: Die synthetische Biologie macht rasante Fortschritte.

(Mehr in: Technology Review)

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Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer

Chromosomen sind im Zellkern unterschiedlich verteilt; ihre Anordnung und Kommunikation miteinander sind bislang kaum verstanden. Forschungsteams aus Berlin und Jena veröffentlichen nun im EMBO Journa,l welchen Effekt strukturelle Chromosomenaberrationen auf die Organisation des Genoms (Chromosomal Kissing) und auf den Krankheitsverlauf haben.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Faltkunst im Zellkern

Strukturelle Chromosomen-Mutationen können die Faltung der DNA im Zellkern beeinflussen und zu einer Fehlregulation von Genen führen. Wissenschaftler/innen des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik (MPIMG) in Berlin haben gemeinsam mit Physiker/innen der Universität Neapel Verfahren für Vorhersagen entwickelt, ob und wie solche Struktur-Varianten die dreidimensionale Faltung der Chromosomen verändern. Damit wollen die Forscher/innen herausfinden, ob bestimmte Mutationen die Genregulation beeinflussen und so Krankheiten verursachen können.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Altern: Ewig junge Fledermäuse

Je älter ein Lebewesen, desto kürzer werden die Enden seiner Chromosomen, die Telomere. Jetzt entdeckten Forscher: Fledermäuse schützen ihr Erbgut vor dieser Abnutzung. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Wechselkröten zeigen: Arten mit vielfachen Genomen haben lediglich entfernt verwandte Vorfahren

Die meisten Wirbeltiere haben zwei Chromosomensätze, einen von der Mutter und einen vom Vater – auch wir Menschen sind diploid. Viel seltener ist die Polyploidie, also der Besitz von drei oder mehr Chromosomensätzen. Um die Entstehung neuer Wirbeltierarten zu erforschen, studieren EvolutionsbiologInnen Wechselkröten – diese können diploid oder polyploid sein. Dr. Matthias Stöck vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei und ForscherInnen der Universität Lausanne und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung haben einen Stammbaum für die eurasischen Wechselkrötenarten vorgelegt: Die polyploiden Arten stammen von Elternlinien mit sehr geringem Verwandtschaftsgrad ab.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Moos verdoppelte mehrmals sein Genom

Endlich komplett! Zehn Jahre, nachdem ein Forschungsverbund das Genom des Kleinen Blasenmützenmooses entschlüsselte, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nunmehr die verbliebenen Lücken geschlossen. Das Team berichtet im Fachblatt „The Plant Journal“ über die Ergebnisse; sie zeigen erstmals die Chromosomenarchitektur von samenlosen Pflanzen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Frische Gene auf dem „verfallenden“ Y-Chromosom

Das Y-Chromosom ist auch mit neuesten Sequenziertechniken nur schwer zu entschlüsseln. Die Frage, welche Gene auf diesem Chromosom liegen und wie diese entstanden sind, wird deshalb heiß diskutiert. Durch eine neue Analysemethode gelang PopulationsgenetikerInnen der Vetmeduni Vienna nun ein entscheidender Durchbruch. Sie zeigten, dass in Fruchtfliegen häufig genetisches Material von den anderen Chromosomen auf das Y-Chromosom übertragen wird. Obwohl diese Transfers zumeist „Unfälle“ darstellen, konnten die Forschenden nun nachweisen, dass einige doch funktionelle Gene erzeugen. Die in PNAS publizierten Ergebnisse setzen neue Impulse für die Erforschung männlicher Chromosomen anderer Arten.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

Physiker aus Mainz untersuchen mithilfe von mathematischen Algorithmen experimentelle 3-D-Strukturen von Chromosomen
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Clubzwang für springende Gene

Springende Gene, Transposons, sind Teil des Erbgutes der meisten Lebewesen und werden in Familien zusammengefasst. Durch das Springen verändern sie ihren Platz im Erbgut und können Schaden im Genom anrichten. Um das Springen zu unterdrücken, haben die Wirte der Transposons Strategien entwickelt, die sehr gut untersucht sind. Bisher war aber kaum verstanden, warum Transposons dennoch springen können. Das wurde nun von Forschenden der Vetmeduni Vienna zum ersten Mal für alle Transposons im Wirtsorganismus untersucht wurde. Die in Molecular Ecology veröffentlichte Studie beweist, dass die Familienzugehörigkeit von Transposons viel wichtiger ist als ihre Lage im Chromosom des Wirtes.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Chaos bei der Zellteilung – wie Chromosomenfehler in Krebszellen entstehen

Krebszellen besitzen häufig zu viele oder zu wenig Chromosomen. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums haben nun einen neuen Mechanismus entdeckt, der zu diesen typischen Chromosomenstörungen beiträgt. Die neuen Erkenntnisse bringen die bisherige Vorstellung davon, wie Krebszellen das Chaos bei der Zellteilung überleben, ins Wanken. Das könnte auch ein Umdenken bei bestimmten Therapien erfordern, die in die Chromosomenverteilung eingreifen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Gentechnik: Leben neu buchstabiert

Biologen entwerfen künstliche Chromosomen und erweitern den genetischen Code. So entsteht eine Biomaschinerie, die Mensch und Umwelt dienen soll.

(Mehr in: Technology Review)

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Orientalische Vorfahren – Genetischer Stammbaum europäischer Zuchthengste entschlüsselt

Das beinahe unverändert vererbte Y-Chromosom ermöglicht die Rekonstruktion der männlichen Abstammungslinie. Beim Pferd ist die Variabilität jedoch so gering, dass väterliche Abstammungen bislang nicht genetisch nachvollziehbar waren. Nun gelang es einem Team der Vetmeduni Vienna erstmals die Verwandtschaftsbeziehungen der Hengstlinien moderner Pferderassen zu entschlüsseln. Die väterlichen Vorfahren fast aller modernen Pferderassen sind lorientalischen Ursprungs. Das Y-Chromosom spiegelt somit den enormen Einfluss der modernen Pferdzucht, die vom starken Einsatz orientalischer Hengststämme geprägt ist, auf die heutigen Pferderassen wider. Die Studie wurde in Current Biology veröffentlicht.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Dreidimensionale "Landkarte" zeigt Genomstruktur von Stammzellen

Damit die rund zwei Meter lange DNA in einem einzigen Zellkern Platz finden kann, muss sie sich falten. Dieser Aufwand kann nur in mehreren Etappen – von der Doppelhelix zu ganzen Chromosomen – bewerkstelligt werden. Aus dem Faltungsprozess ergeben sich unterschiedliche dreidimensionale Strukturen des Genoms, die miteinander interagieren und so zelluläre Prozesse beeinflussen. Erstmals gelang es ForscherInnen um Martin Leeb von den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien, gemeinsam mit der Universität Cambridge, die 3D-Strukturen des Genoms von Säugetieren in einzelnen Zellen zu klären. Die Resultate wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Mit Bindfaden und Schere – die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Pflanzen-Chromosomen auf einen Klick – Neues Referenzwerk zur deutschen Flora online

Frankfurt, den 13.12.2016. Senckenberg-Wissenschaftler haben das erste Online-Verzeichnis zu Chromosomenzahlen deutscher Pflanzen erstellt. In der Datenbank befinden sich aktuell über 10.000 Chromosomenzählungen von über 1600 Pflanzenarten. Die Anzahl von Chromosomen gibt Auskunft über die Evolution der Pflanzen und ist ein wichtiges Instrument bei der Arterkennung und dem Schutz der Artenvielfalt.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Unterschiede bei Herzinfarkt von Männern und Frauen finden sich nicht auf dem X-Chromosom wieder

Herzinfarkte verlaufen bei Männern und Frauen anders. Frauen erkranken später, sterben aber öfter daran, Männer sind insgesamt häufiger betroffen. Auf das X-Chromosom sind diese und weitere Unterschiede nicht zurückzuführen. Das fand ein internationales Konsortium unter Leitung von Lübecker Forscherinnen in der weltweit größten Untersuchung des X-Chromosoms auf Faktoren für koronare Herzkrankheit und Herzinfarkt heraus. Sie berichten darüber in „Scientific Reports“.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Antikörper aus Kühen gegen Ebola und Grippeviren

Ein Biotech-Unternehmen setzt Rindern ein Chromosom ein, das sie die gleichen Antikörper produzieren lässt wie das menschliche Immunsystem. Das Konzept könnte schwere Probleme bei der Bekämpfung von Infektionen lösen.

(Mehr in: Technology Review)

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Unterschiedliche Teilungsgeschwindigkeit von Hirnstammzellen

Menschliche Hirnstammzellen lassen sich bei der Vorbereitung zum Verteilen der Chromosomen mehr Zeit als die von Menschenaffen
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Es kommt nicht auf die Größe an.

Warum die Komplexität und Fitness von Lebewesen nichts mit der Genomgröße zu tun hat.

Warum verändern sich Genomgrößen, Chromosomenzahlen sowie die Anzahl der Gene unabhängig voneinander während der Evolution von Lebensformen? Warum unterscheiden sich verschiedene Arten hinsichtlich dieser Merkmale z.T. erheblich, ohne dass das mit Verweis auf die Komplexität der jeweiligen Lebensformen erklärbar wäre? Die Lösung dieses Rätsels lag bisher im Dunkeln. Gaterslebener Forscher stellen in der renommierten Fachzeitschrift Trends in Plant Science nun eine Erklärung für dieses Phänomen vor.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Genetikerin Nettie Stevens: Die Entdeckerin des kleinen Unterschieds

Bedeutend und doch kaum bekannt: Nettie Stevens beobachtete, welchen Einfluss Chromosomen auf die Vererbung des Geschlechts haben. Mit einem Doodle erinnert Google an das Vermächtnis der Genetikerin. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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Chromosomen: Proteinmantel sorgt für nötigen Abstand

Wissenschaftler_innen am IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften – sind den molekularen Mechanismen der Zellteilung auf der Spur. Wie das Fachmagazin „Nature“ aktuell berichtet, konnten die Forscher_innen eine völlig neue Funktion des Proteins Ki-67 nachweisen: Wie ein Mantel legt es sich um die Chromosomen, verhindert, dass sie während der Zellteilung aneinanderkleben und hilft ihnen so dabei, Abstand zueinander zu halten.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Genmutation führt zu frühem Tod von Kälbern

Züchter wie Wissenschaftler können anhand von Genom-Daten ermitteln, welche Anlagen ein Rind vererbt – und welche genetisch-bedingten Krankheiten. Eine Veränderung auf Chromosom 19 ist beispielsweise verantwortlich für wiederkehrende Atemwegserkrankungen und den frühen Tod von Kälbern. Ein Expertenteam koordiniert von Hubert Pausch von der Technischen Universität München (TUM) hat erstmals herausgefunden: Die ursächliche Genmutation ist bereits vor vielen Generationen entstanden.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Wie bleibt genetisches Material während der Fortpflanzung intakt?

Eltern vererben ihre genetische Information in Form von Chromosomen. Diese sind jedoch nicht einfache Kopien, sondern ein Mosaik aus den beiden Chromosomenkopien. Die Herstellung dieser Mosaike erfolgt durch einen Prozess des Ausschneidens und Einfügens von Chromosomenstücken. Wie solche Schnitte – auch Brüche genannt – in unserem genetischen Material repariert werden, untersuchen Verena Jantsch und ihr Team an den Max F. Perutz Laboratories der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien. Ihre Ergebnisse geben wichtige Einblicke in die Prozesse, die sicherstellen, dass unser genetisches Material intakt bleibt und so genetische Krankheiten und Krebsentstehung verhindern.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Genetik offenbart Einfluss der Lebensweise auf die Evolution

Bislang ging man davon aus, dass die Zahl der Veränderungen im Genom nicht durch kulturelle Faktoren beeinflusst wird. Dem entgegen steht das Ergebnis einer aktuellen Studie, für die mehr als 500 Sequenzen des männlichen Y-Chromosoms bei Landwirtschaft treibenden Ethnien und bei als Jäger und Sammler lebenden Bevölkerungsgruppen Südafrikas analysiert wurden. In den Abstammungslinien der bäuerlichen Bevölkerung zeigte sich dabei eine vergleichsweise hohe Veränderungsrate. Die Forscher erklären das mit dem höheren Durchschnittsalter der Väter. Ein weiteres Ergebnis der Studie: Der letzte gemeinsame Urahn des menschlichen Y-Chromosoms ist offenbar sehr viel älter als bislang angenommen wurde.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Mikroorganismen mit Bodenhaftung – Plasmide steuern Biofilm-Bildung im Ozean

Typisch für die häufigen marinen Bakterien der Roseobacter-Gruppe ist der Wechsel zwischen mobilem und festsitzendem Lebensstil. Forscher des Leibniz-Instituts DSMZ konnten nun nachweisen, dass die dafür entscheidenden Gene in der Regel außerhalb des Chromosoms auf einem einzelnen Plasmid liegen. Es zeigt, dass sich auch komplexe Eigenschaften wie die Fähigkeit zur Biofilmbildung über horizontalen Gentransfer weitergeben lassen und dass dies in der Roseobacter-Gruppe sogar mehrfach vorgekommen ist.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Rottet Gentechnik Malaria aus?

Ein Insekt, das nicht mehr Malaria überträgt: US-Wissenschaftler veränderten den Chromosomensatz der „Anopheles stephensi“.

(Mehr in: Technology Review)

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Neuigkeiten aus der geheimen Welt der Eizelle

Wissenschaftler am IMBA (Institut für molekulare Biotechnologie) der österreichischen Akademie der Wissenschaften entdeckten, dass die Teilung von Eizellen bei Säugetieren vom Proteinkomplex Cohesin abhängt, welcher die Chromosomen schon vor der Geburt umschließt und danach nicht erneuert wird.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Chromosomen plus eins: Wenn die DNA aus dem Gleichgewicht gerät

Das genetische Material von Krebszellen ist instabil. Bei Aneuploidien etwa verändert sich die Zahl der Chromosomen, die Einheiten verpackter DNA. Dieses Ungleichgewicht der Chromosomen tritt oft schon früh im Verlauf einer Tumorentwicklung auf, stresst die Zellen und treibt die Krankheit voran. Ein Forscherteam unter der Leitung von Zuzana Storchová vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried zeigte jetzt in einer wegweisenden Studie einen Mechanismus für diese Beobachtung. Verantwortlich für die eskalierende genomische Instabilität ist wohl ein Ungleichgewicht von MCM2-7, ein für die DNA-Verdopplung essentielles Enzym. Die Arbeit wurde im Journal Nature Communications publiziert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Sex mit der anderen Art: Laubfrösche mit artfremden Geschlechtschromosomen sind weniger fit

Der gewaltige Eisschild der letzten Eiszeit reichte einst bis in den Raum des heutigen Berlin. Erst sein allmähliches Verschwinden ermöglichte vor rund 20.000 Jahren eine Wiederbesiedlung der nördlichen Breiten durch viele Pflanzen- und Tierarten. Oft nahmen sie unterschiedliche Routen um die Gebirge herum, etwa die Karpaten – mit erstaunlichen Folgen für eine besondere Wiedervereinigung, die sich z.B. in Polen abspielt: Im Gebiet der Weichsel treffen sich hier zwei evolutionär junge Laubfroscharten.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Seltene Krankheiten: Spontanmutation führt zu Fanconi-Anämie

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Beteiligung des Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) der Universität Luxemburg hat eine bisher unbekannte Ursache der Fanconi-Anämie identifiziert: eine Spontan-Mutation in einem als RAD51 bezeichneten Gen, das für die DNA-Reparatur zuständig ist. Die Fanconi-Anämie (FA) ist eine seltene Erkrankung, die mit einer chromosomalen Instabilität verbunden ist und die bei einem von ungefähr 350 000 Neugeborenen auftritt. Die Betroffenen haben eine erhöhte Anfälligkeit für ein Versagen des Knochenmarks, Leukämie und verschiedene Tumorarten; ihre Lebenserwartung ist deutlich reduziert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Evolutionsökologie: Hybride Artbildung ermöglichte sprunghafte Nischenerweiterung bei Wechselkröten

Wenn Tiere „aus der Art schlagen“, können sie neue ökologische Nischen erobern. Das haben Wissenschaftler bei polyploiden Wechselkröten nachgewiesen, die durch Verschmelzung zweier Arten entstanden sind. Was man den Tieren nicht ansieht: ihre drei- oder gar vierfachen Chromosomensätze haben oft vollkommen neue Eigenschaften zur Folge, dank derer sie sich u.a. an extreme Lebensbedingungen anpassen können. Matthias Stöck vom Leibniz-IGB und Francesco Ficetola von der Universität Grenoble haben untersucht, ob polyploide Kröten dieselben ökologischen Nischen besiedeln wie ihre diploiden Stammformen. Sie konnten „Ökologische Transgression“ damit erstmals für polyploide Wirbeltiere beschreiben.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Warum Bitterstoffe aus Artischocken nicht immer bitter schmecken, aus Absinth aber schon

Untersucht man eine Gruppe von Menschen, so stellt man fest, dass bestimmte Bitterstoffe, z. B. aus der Artischocke, für einige deutlich bitterer schmecken als für andere, während solche individuellen Wahrnehmungsunterschiede für andere Bitterstoffe, z. B. aus Absinth, nicht zu beobachten sind. Wie Wissenschaftler des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) und der Universität von Kalifornien nun erstmals zeigen, lässt sich dieses Phänomen auf die besondere chromosomale Verteilung der Bitterrezeptorgenvarianten zurückführen. Die Ergebnisse tragen dazu bei, die biologischen Grundlagen der Geschmackswahrnehmung und das Entstehen individueller Nahrungsvorlieben besser zu verstehen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Wer von euch ist denn der Außenminister?

Das Down-Syndrom ist keine Erbkrankheit. Es kommt vor, dass ein Zwilling ein X-Chromosom zu viel abbekommt, der andere nicht. Zu Besuch bei ungleichen Zwillingen. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)