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Die Mimik der Mäuse

Forscher am Max-Planck-Institut für Neurobiologie beschreiben erstmals, dass auch Mäuse verschiedene emotionale Gesichtsausdrücke haben. Ähnlich wie beim Menschen sieht das Gesicht einer Maus ganz anders aus, wenn sie etwas Süßes oder etwas Bitteres probiert, oder wenn sie ängstlich ist. Mit dieser neuen Möglichkeit Gefühle von Mäusen messbar zu machen, können Neurobiologen nun grundlegend erforschen wie Emotionen im Gehirn entstehen und verarbeitet werden.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Lucy hatte ein affenähnliches Gehirn

Eine neue Studie der Paläoanthropologen Philipp Gunz und Simon Neubauer vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig enthüllt, dass Australopithecus afarensis ein affenähnliches Gehirn hatte. Die berühmte Lucy gehört dieser Urmenschenform an. Das lange Gehirnwachstum lässt jedoch vermuten, dass die Kinder dieser Art so wie bei Menschen lange Zeit auf elterliche Fürsorge angewiesen waren.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Versteckte Botschaften in Proteinbauplänen: Neuer Mechanismus zur Regulation der Aktivität von Stammzellen entdeckt

Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und vom Heidelberger Institut für Stammzelltechnologie und Experimentelle Medizin (HI-STEM)* sowie vom Max-Planck-Institut in Freiburg haben einen neuen Steuerungsmechanismus identifiziert, der es Stammzellen in Notfallsituationen ermöglicht, ihre Aktivität anzupassen. Die Stammzellen verändern hierzu simultan die in den Genabschriften verschlüsselten Baupläne für Hunderte von Proteinen. So steuern sie die produzierte Proteinmenge und können auch die Bildung bestimmter Protein-Varianten von Proteinen kontrollieren.

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Schlaganfall: Wenn das System ein zweites Mal ausfällt

Nach einem Schlaganfall steigt die Gefahr, einen zweiten zu erleiden. Bislang wusste man, sind beim ersten Anfall Areale in der linken Hirnhälfte betroffen, ist vor allem die Sprache beeinträchtigt. Um die aufrechtzuerhalten, fährt das Gehirn die Nachbarareale und kurzzeitig auch die Pendants seiner rechten Seite hoch. Unklar war jedoch, ob das auch nach einer zweiten Attacke passiert – und ob das überhaupt gut für die Regeneration ist. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften haben nun mithilfe einer virtuellen Läsion herausgefunden, dass die rechte Hirnhälfte bei wiederholten Störungen tatsächliche eine positive Rolle spielt.

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Nachhaltige Nutzung von CO2 mittels eines modifizierten Bakteriums

Einem Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm unter Leitung von Dr. Arren Bar-Even ist es gelungen, die Ernährung des Bakteriums E. coli so umzuprogrammieren, dass es Ameisensäure oder Methanol als einzige Nahrungsquelle nutzen kann. Diese einfachen organischen Verbindungen lassen sich sehr effizient durch elektrochemische Verfahren aus Kohlenstoffdioxid (CO2) herstellen, sodass dieses Treibhausgas zukünftig sinnvoll genutzt werden könnte und sein Beitrag am Klimawandel sinkt.

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Die Wehrhaftigkeit von Meerretticherdflöhen hängt von ihrer Futterpflanze und ihrem Entwicklungsstadium ab

Meerretticherdflöhe nutzen Senfölglykoside aus ihrer pflanzlichen Nahrung zur Verteidigung gegen Räuber. Dazu speichern sie die ungiftigen Substanzen im Körper und besitzen ein Enzym, das Senfölglykoside in giftige Senföle umwandelt. Ein Forschungsteam am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena hat herausgefunden, dass die Pflanzenabwehrstoffe zwar in allen Lebensstadien des Meerretticherdflohs nachweisbar sind, aber das Enzym, das für die Umwandlung in giftige Substanzen benötigt wird, nicht immer aktiv ist. Während Larven den Angriff durch eine asiatische Marienkäferlarve erfolgreich abwehren können, werden Puppen gefressen, da sie keine nennenswerte Enzymaktivität aufweisen.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW – Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

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Ein schwaches Herz schadet auch dem Gehirn

Pumpt das Herz zu wenig Blut in den Körper, wird meist auch das Gehirn nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bislang war jedoch unklar, wie sich das auf die Hirnstruktur auswirkt. Forscher des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) haben nun in Zusammenarbeit mit dem Herzzentrum Leipzig herausgefunden, dass darunter auch die graue Hirnsubstanz leidet.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Soziale Netzwerke geben Aufschluss über Dates von Blaumeisen

Blaumeisen, die im Winter öfters gemeinsam Nahrung suchen, bilden häufig ein Brutpaar oder gehen miteinander fremd im darauffolgenden Frühjahr. Dies hat ein Team um Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Seewiesen herausgefunden. In ihrer Studie zeigen sie, dass dabei die Bande für ein gemeinsames Brüten eher zu Beginn des Winters geknüpft werden, während Verbindungen zu Seitensprung-Partnern eher am Ende des Winters entstehen.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Was Galapagos-Finken und Meeresbakterien gemein ist

Die „Ökologische Nische“ ist ein Konzept, das von höheren Tieren gut bekannt ist. Allgemein weniger bekannt ist, dass auch Bakterien mitunter ausgeprägte ökologische Nischen haben. Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen haben nun zeigen können, dass nahe verwandte Bakterien-Gruppen der Gattung Polaribacter, welche während Algenblüten in der Nordsee gehäuft auftreten, hinsichtlich Algenzuckern ausgeprägt unterschiedliche Nischen aufweisen. Die Ergebnisse stellen sie nun in The ISME Journal vor.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Die Ernährungsweise fossiler Wirbeltiere rekonstruieren

Aus prähistorischer Zeit liegen bisher nur wenig gesicherte Erkenntnisse über die Ernährung der damaligen Tiere und Menschen vor. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben nun eine neue Methode, die Isotopenanalyse von Zinkisotopen an Zahnschmelz fossiler Säugetiere, getestet. Sie stellten fest, dass sich dieses Verfahren sehr gut eignen könnte, um die Ernährung von fossilen Menschen und auch anderen Säugetieren des Pleistozäns aufzuklären und dabei zwischen tierischer und pflanzlicher Kost zu unterscheiden.

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Neue Hauptdarsteller im Meeresboden: Eine bislang kaum beachtete Bakteriengruppe im Rampenlicht

Von den Küsten bis in die Tiefsee ist in den Meeresböden unseres Planeten eine Bakteriengruppe besonders weit verbreitet: Die sogenannten Woeseiales, die sich möglicherweise von den Eiweiß-Überresten abgestorbener Zellen ernähren. Verbreitung, Vielfalt und Lebensweise dieser Bakterien beschreiben nun Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen und des Niederländischen Forschungsinstituts NIOZ im Fachmagazin The ISME Journal.

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Die menschliche Asymmetrie der Gehirnhälften ist nicht einzigartig

Die funktionelle Trennung der beiden Gehirnhälften und die damit verbundene Gehirnasymmetrie sind beim Menschen gut dokumentiert. Über die Gehirnasymmetrie unserer nächsten lebenden Verwandten, den Menschenaffen, war bisher jedoch wenig bekannt. Mithilfe von Abdrücken des Gehirns auf der Innenseite des Schädelknochens widerlegen Philipp Mitteröcker von der Universität Wien und Wissenschafter*innen vom Max-Planck-Institut in Leipzig jetzt die gängige Lehrmeinung, die menschliche Gehirnasymmetrie sei einzigartig: Bei Schimpansen, Gorillas und Orang-Utans fand sich das gleiche Muster; beim Menschen variiert dieses aber stärker. Die Studie erscheint in Science Advances.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Schaffen Affengehirne das auch mit links?

Linke und rechte Gehirnhälfte sind an verschiedenen Aufgaben beteiligt. Diese funktionelle Lateralisierung und damit verbundene anatomische Gehirnasymmetrie sind beim Menschen gut dokumentiert, bei Menschenaffen aber bisher noch nicht. Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig haben nun das gleiche Asymmetriemuster bei Schimpansen, Gorillas und Orang-Utans gefunden. Menschen hatten jedoch die größte Variabilität dieses Musters. Lateralisierte, einzigartig menschliche kognitive Fähigkeiten, wie Sprache, könnten sich folglich durch die evolutionäre Anpassung eines vermutlich ursprünglichen, älteren Asymmetriemusters entwickelt haben.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Vermehrungsfähiges Erbgut aus dem Labor

Die synthetische Biologie will nicht nur Prozesse des Lebens beobachen und beschreiben, sondern auch nachahmen. Ein Schlüsselmerkmal des Lebens ist die Replikationsfähigkeit, also die Selbsterhaltung eines chemischen Systems. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie in Martinsried haben jetzt ein System erzeugt, das im Reagenzglas einen Teil seiner eigenen DNA und Proteinbausteine regenerieren kann. Die Ergebnisse wurden nun in Nature Communications veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Aus eins mach zwei – Teilung künstlicher Zellen

Max-Planck-Wissenschaftlern ist es gelungen künstliche Zellen kontrolliert in zwei Tochterzellen zu teilen.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Einfach mal treiben lassen: Windrichtung bestimmt Brutgebiete von Strandläufern

Männliche Graubruststandläufer besuchen in der Regel mehrere Nistplatzorte während des kurzen arktischen Sommers. Dabei entscheiden sie wohl spontan, in welche Richtung sie als nächstes fliegen: Je nach dem, wohin der Wind sie trägt. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen haben mittels Satellitentelemetrie-Sendern die Flugbahnen von 80 Männchen verfolgt und herausgefunden, dass Brutgebiete in der russischen Arktis eher mit Rückenwind besucht werden. In der Arktis, wo der Sommer kurz und die Brutgelegenheiten unvorhersehbar sind, können die Tiere durch die Unterstützung des Winds wahrscheinlich Zeit und Energie sparen.

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„Eigentlich mögen sich Heuschrecken nicht besonders“

Interview mit Iain Couzin vom Max-Planck-Institut für Verhaltensforschung zu den Ursachen der Heuschreckenplage in Ostafrika

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Das geheime Leben der Mikroben: Schnappschuss von Molekülen in einer Tiefseesymbiose

Muscheln in der Tiefsee beherbergen Bakterien als Untermieter, ohne die sie dort nicht überleben könnten. Forschenden des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen ist es nun erstmals gelungen, einzelne Bakterien in dieser Symbiose gleichzeitig zu identifizieren und zu messen, welche Metabolite sie umsetzen. Das erlaubt ein ganz neues Verständnis vieler biologischer Vorgänge. Ihre Ergebnisse stellen die Forschenden nun in Nature Microbiology vor.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Aufbau sozialer Netzwerke im Gehirn

Die drei Proteine Teneurin, Latrophillin und FLRT halten zusammen und bringen benachbarte Nervenzellen in Kontakt, damit sich Synapsen bilden und die Zellen Informationen austauschen können. In der Frühphase der Gehirnentwicklung führt die Interaktion derselben Proteine jedoch dazu, dass sich wandernde Nervenzellen abstoßen, wie Forscher des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie und der Universität Oxford jetzt zeigen. Der detaillierte Einblick in die molekularen Lenkmechanismen der Gehirnzellen wurde erst durch Strukturanalysen der Proteinkomplexe möglich.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Wer würde einen Menschen opfern, um fünf zu retten? – Weltweite Unterschiede in moralischen Entscheidungen

Die Bereitschaft, einen Menschen zu opfern, um mehrere zu retten, unterscheidet sich von Land zu Land. Das zeigt eine wissenschaftliche Studie mit 70.000 Teilnehmer*innen aus 42 Ländern, bei der ein Forscherteam rund um Iyad Rahwan, Direktor des Forschungsbereichs Mensch und Maschine am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, weltweite Gemeinsamkeiten und Unterschiede in moralischen Entscheidungen untersuchte. Die Ergebnisse der Studie sind im Journal PNAS erschienen.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Das Kleinhirn verstehen

Obwohl wir wissen, dass das Kleinhirn eine große Rolle beim Koordinieren von Bewegungen und Verhalten spielt, wissen wir kaum etwas darüber, wie die Kleinhirn-Schaltkreise dies tun. Purkinjezellen, eine Schlüsseleinheit des Kleinhirns, werden als verantwortlich gesehen sensorische und motorische Informationen miteinander zu vernetzen. Ruben Portugues und sein Team am Max-Planck-Institut für Neurobiologie haben nun im Zebrafisch eine erstaunlich einfache aber elegante Einteilung des Kleinhirns in drei Verhaltensmodule nachgewiesen. Jedes dieser Module kodiert eine definierte visuelle Information.
Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Zusatzantrieb für die Photosynthese

Die Photosynthese ist ein grundlegender biologischer Prozess, der es Pflanzen ermöglicht, Lichtenergie für ihr Wachstum zu nutzen. Die meisten Lebensformen auf der Erde hängen direkt oder indirekt von der Photosynthese ab. Forscher des Max-Planck-Instituts für Biochemie in Martinsried bei München haben gemeinsam mit Kollegen von der Australian National University die Bildung von Carboxysomen untersucht – einer Struktur, die die Effizienz der Photosynthese in wasserlebenden Bakterien steigert. Ihre Ergebnisse, die jetzt in Nature veröffentlicht wurden, könnten zur Entwicklung von Pflanzen mit einer effizienteren Photosynthese und somit höheren Ernteerträgen führen.
Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Sehen was du fühlst

Gefühle, Motivation und Handlungen entstehen in unserem Gehirn. Eine zentrale Rolle dabei spielt die Kommunikation der Gehirnzellen mit Hilfe von Botenstoffen. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln haben jetzt eine Methode entwickelt, mit der man die Ausschüttung des Botenstoffs Dopamin im Gehirn sichtbar machen kann.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Gedopt durch Nahrung

Die Ausschüttung von Dopamin reguliert unser Essverhalten

Wenn es um die Nahrungsaufnahme geht, dann sind wir nur noch bedingt Herr unserer selbst. Am Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln konnten Wissenschaftler zeigen, dass unser Magen-Darm-Trakt im ständigen Austausch mit dem Gehirn steht und mit Belohnungsreizen unser Verlangen nach Essen kontrolliert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Bei Blaumeisen beeinflusst das Alter der Weibchen und die Legefolge die Qualität der Eier

Brütende Blaumeisen-Weibchen stimmen die Zusammensetzung ihrer Eier auf die Bedürfnisse der aus ihnen schlüpfenden Küken ab. So entwickelt sich jeder Embryo in seiner ganz individuell zusammengesetzten Umgebung. Die neue Forschung vom Max-Planck-Institut für Ornithologie und internationalen Kollegen zeigt, wie richtig der deutsche Ornithologe Wolfgang Makatsch mit seinem vor über 50 Jahren veröffentlichten Buch lag: „Kein Ei gleicht dem anderen“. Die Forscher fanden heraus, dass die Feinabstimmung sowohl passiv als auch aktiv durch Ausgleichsmechanismen der Weibchen erfolgt: Die Legefolge sowie das Alter der Weibchen wirken sich auf die Menge der Proteine, Fette und Karotinoide im Ei aus.
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Was ist eigentlich hinter dem Universum?

Anfang Dezember erreichte uns am Max-Planck-Institut für Astronomie eine Frage eines Grundschülers: Was ist eigentlich hinter dem Universum? Da muss doch irgendetwas sein, vielleicht eine schwarze Wand? So, wie sich Astronomen das Universum heute vorstellen, … Weiterlesen (Mehr in: KosmoLogs)

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Struktur und Funktion von Fotosyntheseprotein im Detail aufgeklärt

Ein internationales Forscherteam hat die Struktur und Funktionsweise des fotosynthetischen Komplex I aufgeklärt. Der Membranproteinkomplex spielt eine wichtige Rolle in der dynamischen Anpassung von Elektronentransportprozessen bei der Fotosynthese. Die Kooperationspartner des Max-Planck-Instituts für Biochemie, der Osaka University und der Ruhr-Universität Bochum berichten über die Arbeiten zusammen mit Kolleginnen und Kollegen weiterer Einrichtungen in der Zeitschrift „Science“, online veröffentlicht am 20. Dezember 2018.
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Hin oder weg? Entscheidungen bahnen sich ihren Weg durchs Fischgehirn

Beute oder Feind? Im Sekundenbruchteil muss das Gehirn ein Gegenüber einschätzen und die entsprechenden Jagd- oder Fluchtbewegungen einleiten. Damit dabei nichts schiefgeht, verarbeitet das Fischgehirn die Entscheidung über separate Nervenbahnen, wie Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie nun in der Fachzeitschrift Neuron berichten.
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Neandertaler Gene geben Aufschluss über Gehirnevolution

Ein typisches Merkmal des modernen Menschen ist die ungewöhnlich runde Kopfform, die uns von länglichen Schädeln anderer Menschenarten unterscheidet. Mit Hilfe von Neandertaler DNA in heute lebenden Europäern haben Wissenschaftler Gene entdeckt, die Einfluss auf die runde Schädelform haben. Ein Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Psycholinguistik und MPI für evolutionäre Anthropologie kombinierte Daten von fossilen Schädeln, Gehirnscans und genetische Daten miteinander.
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Klein und vielseitig: Schlüsselorganismen im marinen Stickstoffkreislauf nutzen Cyanat und Harnsto

Ammoniak-oxidierende Archaeen, oder Thaumarchaea, zählen zu den häufigsten Mikroorganismen im Meer. Allerdings sind immer noch viele Aspekte ihrer Ökologie unerforscht, die zum Erfolg dieser Organismen im Meer beitragen: In einer Studie konnte nun ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und der Universität Wien zeigen, dass marine Thaumarchaea einen vielseitigeren Stoffwechsel haben als bisher bekannt. Die Ergebnisse erscheinen aktuell im Fachmagazin Nature Microbiology.
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Getreidepflanzen nutzen ihre Abwehrstoffe multifunktional gegen verschiedene Schädlinge

Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Bern (Schweiz), des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie und ihren Partnern hat die Multifunktionalität von Benzoxazinoiden in Weizen charakterisiert. Benzoxazinoide wirken einerseits als Giftstoffe gegen Schmetterlingsraupen, regulieren aber auch Abwehrprozesse gegen Blattläuse. Als Schalter zwischen diesen unterschiedlichen Funktionen identifizierten die Forscher ein Methyltransferase-Enzym, das über Raupenfraß aktiviert wird und das es Weizenpflanzen ermöglicht, ihre Abwehr auf den jeweiligen Befall einzustellen.
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Kohlmeisen entgiften auf Kosten der Lebensdauer

Manchmal stehen Fortpflanzung und Überleben im Widerspruch zueinander. Ein Grund für dieses Dilemma könnten sogenannte freie Radikale sein. Wenn Kohlmeisen-Männchen während der Brutzeit höhere Energiekosten haben, entstehen in ihrem Körper mehr dieser reaktionsfreudigen und daher schädlichen Moleküle. Wissenschaftlerinnen vom Max-Planck-Institut für Ornithologie haben herausgefunden, dass sie diese Kosten auch durch Gewichtsverlust und höhere Stresshormonwerte im Blut wettmachen, ohne Nachteile für ihren Nachwuchs und ihr eigenes Überleben. Ein Teil der Vögel neutralisiert die freien Radikale durch ein Enzym, das Zellschäden vorbeugt. Diese Tiere überleben häufiger nicht den nächsten Winter
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Erfolgreiche zweite Experimentrunde mit Wendelstein 7-X

Neue Stellarator-Rekorde erreicht / nächste Umbau-Phase plangemäß begonnen

Die von Juli bis November an der Fusionsanlage Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald gelaufenen Experimente brachten höhere Werte für die Dichte und den Energieinhalt des Plasmas sowie lange Entladungsdauern bis zu 100 Sekunden – Rekordergebnisse für Anlagen vom Typ Stellarator. Inzwischen hat die nächste Runde des schrittweisen Ausbaus von Wendelstein 7-X begonnen. Sie soll die Anlage fit machen für höhere Heizleistungen und längere Entladungen. Wendelstein 7-X, die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator, soll die Kraftwerkseignung dieses Bautyps untersuchen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Zutrittskontrolle für Proteine

Das trans-Golgi-Netzwerk (TGN) ist der zentrale Knotenpunkt für Proteintransport innerhalb von Zellen und aus diesen heraus. Da Proteintransport zellbiologisch unerlässlich ist, ist streng reguliert, welche Proteine in Transportvesikel verpackt und transportiert werden. Der Ablauf der Verpackung von Proteinen, die kein Signalmotiv tragen, ist jedoch weitgehend unverstanden. Eine neue in Developmental Cell erschienene Studie aus Julia von Blumes Gruppe am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried in Kooperation mit Christopher Burd von der Universität Yale, USA, hat nun gezeigt, dass die Sortierung der Proteine in die Vesikel und die Fettsynthese am TGN molekular gekoppelt sind.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft