Die Organisationsweise der DNA im Zellkern ist für die normale Entwicklung und Funktion der Zelle sehr wichtig. Eine Mutation, die sich auf die Verpackung der Erbsubstanz im Zellkern auswirkt, kann zu Entwicklungsstörungen oder Erkrankungen wie Krebs führen. Ein Wissenschaftlerteam des Max-Planck-Instituts in Münster, des MRC London Institute of Medical Sciences in London und des Center for Genomic Regulation in Barcelona hat eine Methode entwickelt (Nature Genetics, 19. Oktober 2020), mit der die 3D-Genomorganisation in verschiedenen Zellpopulationen automatisiert analysiert werden kann. So können Wissenschaftler Krankheitsursachen schneller auf die Spur kommen.

Kristin Thompson will die Artenvielfalt der Arktis so genau wie möglich erfassen. Die Meeresforscherin nutzt dafür eine Methode aus der Kriminaltechnik.

Vervielfachungen und Inversionen von DNA-Abschnitten führen zur Vermännlichung von Maulwurf-Weibchen

Gemeinsame Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik, der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin

Weibliche Maulwürfe besitzen neben Eierstock- auch Hodengewebe, das männliche Geschlechtshormone produziert – was sie von der Kategorisierung in zwei Geschlechter abweichen lässt. Welche Erbgut-Umbauten zu dieser einzigartigen Entwicklung beitragen, beschreibt ein Team um die Berliner Forscher Stefan Mundlos und Darío Lupiáñez in „Science“.

Die weltweit größte Studie zum Erbgut von Wikingern offenbart die Routen und Herkunft der nordischen Seefahrer. Längst nicht alle waren blonde, blauäugige Skandinavier.

Senckenberg-Wissenschaftlerin Mónica Solórzano-Kraemer hat gemeinsam mit den Erstautoren David Peris und Kathrin Janssen von der Universität Bonn und weiteren Kolleg*innen aus Spanien und Norwegen erstmals erfolgreich genetisches Erbgut von Insekten aus sechs und zwei Jahre altem Harz extrahiert. Die DNA – insbesondere solche von bereits ausgestorbenen Tieren – ist ein wichtiges Instrument zur Bestimmung von Arten. Zukünftig möchten die Forschenden ihre neue Methode auch bei älteren Einschlüssen anwenden. Die Studie erscheint heute im Fachjournal „PLOS ONE“.

Wissenschaftler am IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften – und KollegInnen entwickeln eine bahnbrechende Methode, um erstmals dreidimensional zu erfassen, wie sich neu hergestellte DNA organisiert und wie sich Schwester-Chromosomen zueinander verhalten. Die aktuelle Studie erscheint im renommierten Fachmagazin Nature.

Ein internationales Team berichtet in einer neuen Studie über das älteste mitochondriale Genom eines Neandertalers aus Mittelosteuropa. Das aus einem Zahn aus der Stajnia-Höhle in Polen extrahierte mitochondriale Genom ähnelt eher dem eines Neandertalers aus dem Kaukasus als den zur damaligen Zeit in Westeuropa lebenden Neandertalern. Auch die am Fundort entdeckten Steinwerkzeuge ähneln denen aus südlichen Gebieten, was darauf hindeutet, dass in der Steppen-/Taiga-Umgebung lebende Neandertaler sich zur Nahrungssuche weiter von ihrem Heimatgebiet entfernten als bisher angenommen.

Ultraviolettes Licht gefährdet die Intaktheit des menschlichen Erbguts und kann Hautkrebs verursachen. Forscherinnen und Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zeigen erstmals, dass durch UV-Licht ausgelöste DNA-Schäden auch sehr weit entfernt vom Ort des Strahleneintritts auftreten können. Durch das Herstellen einer künstlich modellierten DNA-Sequenz in neuer Architektur ist es ihnen gelungen, DNA-Schäden über eine Distanz von 30 DNA-Bausteinen nachzuweisen. Über die Ergebnisse berichten sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie (DOI: 10.1002/anie.202009216).

Verklebungen von Proteinen mit DNA gehören zu den gefährlichsten DNA-Schäden. LMU-Wissenschaftler haben aufgeklärt, wie ein Reparaturenzym diese Defekte erkennt und sicherstellt, dass nur fehlerhafte Stellen repariert werden.

Es wird allgemein angenommen, dass eine schnelle und reversible DNA-Methylierung im Gehirn für die Stabilität des Langzeitgedächtnisses wesentlich ist, aber es ist nur sehr wenig darüber bekannt, wie synaptische Signale die DNA-Methylierung steuern können, um dauerhafte Veränderungen in der plastizitätsbezogenen Genexpression hervorzurufen. Eine neue Studie der Gruppe von Michael R. Kreutz am Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg (LIN) zeigt einen Mechanismus auf, wie die Aktivität von Synapsen die Stabilität und Menge an DNA-methylierendem Enzym kontrolliert. Die Studie ist im Journal „Neuropsychopharmacology“ erschienen.

Bildung und Auflösung von Rückstaus bei der Übersetzung der DNA-Sequenz verursacht Wechselwirkungen zwischen Antibiotika.

Die Mitentdeckerin der DNA-Doppelhelix, Rosalind Franklin, war nicht die tragische Heldin und übergangene Frau, für die sie viele halten. Eine Richtigstellung zu ihrem 100. Geburtstag.

Neue Studie zur Evolution des Pockenvirus in Science*

Das Pockenvirus zirkulierte in Nordeuropa schon im 7. Jahrhundert. Darauf weist die DNA aus Wikingerskeletten hin, die Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin, der University of Cambridge und der University of Copenhagen jetzt analysiert haben. Das Team hat damit erstmals wissenschaftlich belegt, dass das Pockenvirus Menschen seit mindestens 1.400 Jahren infiziert. Die unerwartete genetische Diversität des Virus könnte auch für die Zukunft relevant sein.

Die neuen Methoden der zielgerichteten – und damit punktgenauen – Mutagenese erleichtern die Erforschung von Genfunktionen und können den Fortschritt der Pflanzenzüchtung enorm beschleunigen, indem neue, genspezifische Biodiversität erzeugt oder aber bekannte Genvarianten in anderen Zuchtlinien reproduziert werden. Allerdings ist die Anwendung der gezielten Mutagenese bei Weizen aufgrund der hohen Komplexität seines Erbgutes und der stark von der verwendeten Zuchtlinie abhängigen DNA-Transfermethoden eine besondere Herausforderung.

Die Biodiversität und damit der Zustand von Flussökosystemen können vorhergesagt werden. Forschende der Universität Zürich und vom Wasserforschungsinstitut Eawag kombinieren dazu Umwelt-DNA mit hydrologischen Methoden. Am Beispiel des Flusses Thur konnten sie so schützenswerte Gebiete identifizieren, um Schutzmassnahmen einzuleiten.

DNA-Analysen belegen, dass fast 400 Jahre vor Ankunft der Europäer Seefahrten quer über den Pazifik stattfanden.

Internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Stuttgart entschlüsselt Rolle der DNA-Methyltransferasen DNMT3A und DNMT3B

Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum sowie von den Universitäten Cambridge und Edinburgh haben die molekulare Evolution von Tumoren nach der Einwirkung erbgutschädigender Chemikalien durchgespielt. Dabei entdeckten sie, dass die von der Chemikalie ausgelösten Defekte an einzelnen DNA-Bausteinen nicht sofort repariert, sondern über mehrere Runden der Zellteilung weitergegeben werden. Die beiden DNA-Stränge mit ihren voneinander unabhängigen Defekten werden bei der Zellteilung voneinander getrennt, daraus resultieren zwei Tochterzellen mit unterschiedlichen Mutationsprofilen.

Protokolle zur Umwandlung von pluripotenten Stammzellen (iPSC) in Organoide, Mini-Organe, ermöglichen es Forschern Entwicklungsprozesse in verschiedenen Organen zu untersuchen und den Zusammenhang zwischen Genen und der Herausbildung von Gewebe zu entschlüsseln – insbesondere bei Organen, bei denen kein Primärgewebe zur Verfügung steht. Forscher vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und der Universität Basel nutzen diese Technologie um die Effekte der Neandertaler-DNA in heutigen Menschen zu untersuchen.

Dresdner Forscher belegen erstmals die Existenz von DNA-Schleifen in einem lebenden System.

Wie gelingt die kontinuierliche Regeneration des Darmepithels, die so wesentlich für die Gesundheit ist? Die Neubildung der spezialisierten Zellen des Darmepithels wird überwiegend durch gewebespezifische Transkriptionsfaktoren gesteuert, deren Zugang zur DNA wiederum davon abhängt, ob DNA relativ frei zugängig ist (Euchromatin) oder eng verpackt vorliegt (Heterochromatin). Forscherinnen und Forscher am Zentrum für Regenerative Therapien (CRTD) der TU Dresden gingen der Frage nach, welche Bedeutung die Regulation der Heterochromatin-Bildung im Darmepithel hat und veröffentlichten ihre Erkenntnisse im renommierten internationalen Wissenschaftsjournal Gut.

Es ist eine gigantische Fleißarbeit, die Forscher seit Jahrzehnten beschäftigt. Von den Qumran-Rollen mit biblischen Texten gibt es 25.000 Fragmente. Nun haben Experten einen neuen Ansatz für die Rekonstruktion getestet.

Forscher versuchen seit Jahrzehnten, winzigste Teile der berühmten biblischen Schriften zusammenzufügen. Die Analyse der Tierhäute bringt die Puzzlearbeit weiter voran.

Normalerweise enthält jede somatische Zelle in einem Organismus die gleiche Erbinformation. Forscher haben nun erstmalig einen Prozess aufgeklärt, der zu gewebespezifischen Unterschieden in der DNA-Zusammensetzung in Pflanzen führt. Mit einer ungewöhnlich hohen Effizienz von 100 Prozent könnte der Mechanismus der programmierten Chromosomen-Eliminierung zu einem wertvollen Werkzeug in der Züchtung und Medizin werden.

Die Menschen, die in dem als Südlevante bekannten Gebiet – das heute als Israel, Jordanien, Libanon und Teile Syriens bekannt ist – um 3.500 bis 1.150 v. Chr. während der Bronzezeit lebten, werden in alten biblischen Texten als die Kanaaniter bezeichnet. Jetzt haben Forscher*innen um Ron Pinhasi vom Department für Evolutionäre Anthropologie der Universität Wien neue Einblicke in die Geschichte der Kanaaniter gewonnen, die auf einer genomweiten Analyse der antiken DNA beruhen, die von 73 Personen gesammelt wurde. Ihre Erkenntnis: Die Kanaatier waren nicht nur kulturell, sondern auch genetisch ähnlich. Die Ergebnisse werden aktuell in „Cell“ veröffentlicht.

Die Menschen, die in dem als Südlevante bekannten Gebiet – das heute als Israel, Jordanien, Libanon und Teile Syriens bekannt ist – um 3.500 bis 1.150 v. Chr. während der Bronzezeit lebten, werden in alten biblischen Texten als die Kanaaniter bezeichnet. Jetzt haben Forscher*innen um Ron Pinhasi vom Department für Evolutionäre Anthropologie der Universität Wien neue Einblicke in die Geschichte der Kanaaniter gewonnen, die auf einer genomweiten Analyse der antiken DNA beruhen, die von 73 Personen gesammelt wurde. Ihre Erkenntnis: Die Kanaatier waren nicht nur kulturell, sondern auch genetisch ähnlich. Die Ergebnisse werden aktuell in „Cell“ veröffentlicht.

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Eine Labormaus wird mit der DNA von Menschen ausgestattet, künstliche Coronaviren gehen um die Welt. Die Biosynthese floriert. Forscher tun, was denkbar ist. Doch wer hat die Konsequenzen im Blick?

Wärmeliebende Bakterien nutzen unterschiedliche Oberflächen-Härchen zu Bewegung und DNA-Aufnahme

Als die Vorfahren heutiger Menschen vor etwa 50.000 Jahren Afrika verließen, trafen sie auf Neandertaler. Dieses Aufeinandertreffen führte zu einer Vermischung beider Gruppen. Zwei Prozent der DNA von heute außerhalb Afrikas lebender Menschen stammt von dieser Neandertaler-Population ab. Eine großangelegte Studie von Forschenden der Universität Aarhus in Dänemark, gemeinsam mit deCODE genetics in Island und dem Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat anhand der Genome von 27.566 heutigen Isländerinnen und Isländern untersucht, welche Teile in ihrem Erbgut von Neandertalern stammen und welchen Effekt diese haben.

Zellkerne und genetisches Material organisieren sich neu

Deutsche Forscher konnten die genauen strukturellen Unterschiede herausfinden, die ausschlaggebend dafür sind, ob ein Protein zu einem aktiven Enzym oder zu einem Gerüst für Eisenionen wird. Diese Erkenntnis, über die in der Fachzeitschrift Nature Communications berichtet wird, bietet einen tieferen Einblick in grundlegende zelluläre Prozesse wie die DNA-Synthese und den Eisenstoffwechsel.

VRAC/LRRC8 Chlorid-Kanäle spielen nicht nur beim Transport von Zytostatika, Aminosäuren und Neurotransmitter eine Rolle. Sie können auch den wichtigen Botenstoff cGAMP von Zelle zu Zelle transportieren und damit eine Immunantwort bei Infektionen mit DNA-Viren verstärken. Das zeigt der LRRC8/VRAC-Entdecker Prof. Thomas Jentsch vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) und vom Max-Delbrück-Zentrum für Molekulare Medizin (MDC) zusammen mit Kollegen um Prof. Hui Xiao aus Shanghai. Da cGAMP immer dann gebildet wird, wenn sich fremde DNA im Zellinneren außerhalb des Zellkerns befindet, hat der Fund potenziell auch für andere Pathologien wie Krebs große Bedeutung.

Wissenschaftler der Universität Würzburg und der Universität Strasbourg identifizierten einen neuen wichtigen molekularen Bereich in einem essentiellen menschlichen DNA-Reparatur-Komplex, bestehend aus den Proteinen XPD und MAT1. Dieser Komplex bildet eine zentrale Einheit im Nukleotid Exzisions DNA-Reparaturmechanismus (NER) und schützt somit unsere Erbinformationen. Die Erkenntnisse wurden in dem Fachjournal Nature Communications veröffentlicht und könnten neue Ansatzpunkte für die Krebstherapie liefern.

DNA-Speicher könnten die Datenspeicherung revolutionieren – nun müssen sie noch schneller und billiger werden.