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Ein Gen für die Massenproduktion von Antikörpern

WissenschaftlerInnen am IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften – bringen im Zuge der aktuellen COVID19 Situation neue Erkenntnisse über die Biologie und die Struktur von Antikörpern, die eine wesentliche Rolle in der körpereigenen Abwehr spielen. Das Gen JAGN1 hat dabei eine Schlüsselfunktion.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Struktur von ATPase, der kleinsten Turbine der Welt, gelöst

ATP, kurz für Adenosintriphosphat, ist der Brennstoff des Lebens. ATP kommt in allen bekannten Lebewesen vor und liefert die Energie, um Muskelkontraktion, Impulsausbreitung und chemische Synthese anzutreiben. Trotz der Schlüsselfunktion von ATP ist die Struktur des Enzyms, das ATP erzeugt, F1Fo-ATP Synthase, bei Säugetieren bislang unbekannt. Nun präsentieren Leonid Sazanov und seine Gruppe am Institute of Science and Technology Austria die erste vollständige Struktur von F1Fo-ATP Synthase bei Säugetieren. Diese Struktur klärt auch eine Debatte darüber, wie die sogenannte Permeabilitäts-Übergangspore (PTP) entsteht, eine Struktur, die an Zelltod, Krebs und Herzinfarkten beteiligt ist.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Obwohl er fast nur aus Gas besteht, ist der Saturn wie die Erde ein seismisch aktiver Himmelskörper.

Der Herr der Ringe und sein größter Mond, der Titan, fotografiert von der Cassini-Sonde. Die Ringe, als dünnen Streifen zu erkennen, werfen ihre Schatten auf die Oberfläche des Gasplaneten.

Die Ringe des Gasplaneten reagieren empfindlich auf dessen seismische Vorgänge. Das zeigen die Daten der Cassini-Sonde. Die Vibrationen zeugen von einer schalenförmigen stabilen Struktur im Inneren des Planeten.

Quelle: FAZ.de

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Studie: Weniger klebrige Zellen werden krebsartiger – Forscher untersuchten Beweglichkeit von Krebszellen

Forscher der Universität Leipzig haben in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Deutschland, Italien und den Niederlanden die Struktur von Tumorgewebe sowie das Verhalten von Tumorzellen eingehend untersucht und dabei wichtige Erkenntnisse erlangt, die in Zukunft Diagnose und Therapie von Krebserkrankungen verbessern könnten. Sie fanden heraus, dass sich während der Tumorentwicklung die Art der Zellbewegung von koordiniertem, kollektivem Verhalten zu individuellem, chaotischem Verhalten verändern kann. Ihre Forschungsergebnisse haben sie soeben im Fachjournal „Nature Cell Biology“ veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Pilz sortiert Zellwandproteine

Eine Marburger Forschungsgruppe aus Biologie und Chemie hat die Struktur eines Enzyms aufgeklärt, das zum Aufbau der Zellwand vieler Pilze wie Bäckerhefe oder Schimmel beiträgt – ein erster Schritt, um diese Organismen wirksam bekämpfen zu können. Die Fachleute veröffentlichten ihre Ergebnisse im Wissenschaftsmagazin PNAS.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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„Science“-Artikel: Bruchstelle verlangsamt Blutzucker-Stoffwechsel

Internationales Team mit Marburger Beteiligung klärte die Struktur eines Hormonrezeptors auf

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Falsche Fährte: Wie Papillomviren das Immunsystem austricksen

Spezifische Antikörper schützen uns vor einer viralen Infektion – oder etwa nicht? Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) untersuchten die Immunantwort von Mäusen auf Papillomviren und fanden dabei einen bislang unbekannten Mechanismus mit dem die Erreger das Immunsystem überlisten: Zu Beginn des Infektionszyklus produzieren sie eine längere Version eines Virushüllproteins. Der Körper bildet Antikörper dagegen – die im Kampf gegen die ursprüngliche Struktur des Erregers allerdings unwirksam sind.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Strukturiertes Denken: So lenkt man sein Denken in klare Bahnen

Tausend Dinge im Kopf, aber kein System? Unser Gehirn ist im Alltag enorm gefordert. So kann man seine Gedanken aufräumen und Struktur in sein Leben bringen.

Quelle: ZEIT Wissen

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Kryoelektronenmikroskopie: Hochauflösende Bilder mit günstiger Technik

Mit einem Standard-Kryoelektronenmikroskop erzielen Biochemiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) erstaunlich gute Aufnahmen, die mit denen weit teurerer Geräte mithalten können. Es ist ihnen gelungen, die Struktur eines Eisenspeicherproteins fast bis auf Atomebene aufzuklären. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „PLOS One“ veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Sexualhormone: Wirkung auch auf den Darm

Dass Sexualhormone die Fortpflanzungsorgane regulieren, ist allgemein bekannt. Umstritten ist bislang allerdings, ob und wie sie auf andere Organe des Köpers wirken. Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und vom Huntsman Cancer Institute an der University of Utah fanden heraus, dass Ecdyson, ein Sexualhormon der Fruchtfliege, das Verhalten von Darm-Stammzellen und damit auch die Struktur und Funktion des gesamten Organs drastisch beeinflusst.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Organisiertes Chaos im Enzymkomplex: überraschende Einsichten und neue Angriffspunkte

Für Eiweißmoleküle, die Substanzen für den Stoffwechsel umwandeln, ist es oft entscheidend, wie sie mit den anderen Komponenten ihres Stoffwechselwegs interagieren. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben einen natürlichen Enzymkomplex untersucht, der zehn Enzyme mit fünf unterschiedlichen Aktivitäten zusammenfasst. Das Ergebnis: Die Struktur ist erstaunlich kompakt und bietet den einzelnen Enzymen dennoch die maximale Flexibilität. Diese Architektur eröffnet neue Perspektiven für die Wirkstoffforschung. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Wissenschaftler jetzt in nature chemical biology.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Algen als lebende Biokatalysatoren für eine grüne Industrie

Viele Substanzen, die wir täglich nutzen, wirken nur in der richtigen 3D-Struktur. Natürliche Enzyme könnten sie umweltfreundlich herstellen – wenn sie nicht einen bisher nur teuer zu erzeugenden Hilfsstoff bräuchten. Ein Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat in einzelligen Grünalgen genau die gewünschten Enzyme entdeckt. Und noch besser: Da lebende Algen als Biokatalysatoren für bestimmte Substanzen infrage kommen, bringen sie den Hilfsstoff gleich mit und stellen ihn umweltfreundlich durch Fotosynthese her. Das Team berichtet in der Zeitschrift Algal Research vom 17. Juni 2020.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Neuer Hinweis auf Zusammenhang zwischen Alzheimer und Diabetes

Krankhaft verklumpte Eiweiße sind für eine ganze Reihe von Erkrankungen charakteristisch, unter anderem Alzheimer, Parkinson und der verbreitete Typ-2-Diabetes. Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich, der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und der Universität Maastricht haben mittels Kryo-Elektronenmikroskopie nun erstmals ein scharfes Bild davon erhalten, wie sich einzelne Moleküle in den Proteinfäden anordnen, aus denen die Diabetes-typischen Ablagerungen bestehen. Die Struktur der Fasern in den sogenannten Fibrillen erinnert stark an die von Alzheimer-Fibrillen. Das Ergebnis steht im Einklang mit weiteren Gemeinsamkeiten, die Forscher in den letzten Jahren herausgefunden haben.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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„Flüstergalerie“-Effekt steuert Elektronenstrahlen mit Licht

Wird in einer der Galerien der St. Paul‘s Cathedral in London leise gesprochen, können dennoch viele andere Besucher mithören: Der Schall wird kreisförmig um den Dom weitergetragen und ist entlang der Mauern überall gleich gut zu hören. Dieses besondere Phänomen wird als „Flüstergalerie“-Effekt bezeichnet. Es tritt immer dann auf, wenn eine Welle nahezu ohne Dämpfung eine Struktur umlaufen kann. Physiker der Universität Göttingen haben dieses Prinzip genutzt, um den Strahl eines Elektronenmikroskops mit Licht zu steuern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Die Rückkehr der Luchse

In enger Zusammenarbeit haben Forscher*innen des Nationalparks Harz und des Senckenberg Forschungsinstituts und Naturmuseums Frankfurt die genetische Struktur der Harzluchse seit ihrer Auswilderung unter die Lupe genommen und mit anderen Vorkommen verglichen. Die Studie wurde nun in der internationalen Fachzeitschrift „Conservation Genetics“ veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Altern und Diät haben Einfluss auf die Proteine im Darm

Der Dünndarm ist eine der wichtigsten Schnittstellen zwischen der Umwelt und unserem Körper. Er ist für die Nährstoffaufnahme verantwortlich und bildet eine Barriere vor potenziell schädlichen Umwelteinflüssen. Unter Leitung von Forschern des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) in Jena untersuchte ein internationales Team den Einfluss des Alterns und der Ernährung auf das Darmepithel von Mäusen. Sie konnten je nach Darmabschnitt spezifische Effekte auf das Proteom und altersbedingte Anpassungsschwierigkeiten an Nährstoffveränderungen nachweisen. Die Studie liefert ein Bild der räumlichen Struktur des Dünndarmproteoms in der Maus und wurde im Journal Cell Reports veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Wie das Coronavirus sein Erbgut vermehrt

Wenn sich ein Mensch mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 infiziert, vermehrt sich der Erreger in dessen Zellen rasend schnell. Dazu muss das Virus sein Erbgut, das aus einem langen RNA-Strang besteht, vervielfältigen. Diese Aufgabe übernimmt die virale „Kopiermaschine“, Polymerase genannt. Wissenschaftler um Patrick Cramer vom Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie haben jetzt die räumliche Struktur der Corona-Polymerase entschlüsselt. Damit lässt sich erforschen, wie antivirale Substanzen wirken, die die Polymerase blockieren. Eine von ihnen ist der Hoffnungsträger Remdesivir. Außerdem können neue Wirkstoffkandidaten gesucht werden.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Neuronale Transportlogistik – Beste Publikation der Magdeburger Neurowissenschaften ausgezeichnet

Nervenzellen kommunizieren aktiv miteinander, doch wie werden Kommunikationssignale innerhalb der Zellen weitergeleitet? Dr. Anna Karpova und Dr. Michael R. Kreutz untersuchten gemeinsam mit Kollegen in Hamburg, Cambridge und Magdeburg, dass eine Struktur, die eigentlich für Abbauprozesse und Abtransport zuständig ist, auch Signalmoleküle zu aktiven Synapsen transportieren kann und damit direkt zu aktivitätsabhängigen synaptischen Veränderungen beiträgt – also quasi ein joint venture zwischen Hauspost, Versorgung und Entsorgung zugleich. Diese Arbeiten wurden im Journal „Nature Communications“ publiziert und von den Magdeburger Neurowissenschaftlern zur besten Publikation gewählt.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Blockierung des Eisentransports könnte Tuberkulose stoppen

Tuberkulose-Bakterien brauchen Eisen zum Überleben. Wird der Eisentransport in den Bakterien gestoppt, so kann sich der Tuberkulose-Erreger nicht weiter vermehren. Nun haben Forscher der Universität Zürich die Struktur des Transportproteins ermittelt, das für die Eisenzufuhr zuständig ist. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Medikamente.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Struktur der Hauptprotease des Coronavirus aufgeklärt

Die Ergebnisse der Lübecker Forschungsgruppe von Prof. Dr. Rolf Hilgenfeld werden heute in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Trinkwasser unter dem Meeresboden – Ausgedehnter Süßwasserspeicher vor der Küste Neuseelands entdeckt

13.03.2020/Kiel/Valletta. Ein internationales Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter der Leitung der Universität Malta und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben einen ausgedehnten Süßwasserkörper vor der neuseeländischen Canterbury-Küste entdeckt und seine Struktur in 3D kartiert. Die neue, in dieser Studie angewendete Methode ermöglicht präzisere Abschätzungen der Volumina von submarinen Süßwasserreservoiren.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Von Hirten und Helices

Ein Salz, das sich durch Korrosion an einem restaurierten Kunstwerk gebildet hat, besitzt eine aus der Biologie bekannte Struktur.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Rechts, links, Bananenflanke: Mit chiralem Licht die Elektronenkrümmung in atomaren Schichten messen

Ein internationales Forschungsteam aus der Schweiz, Deutschland und den USA hat gezeigt, dass die Berry-Krümmung – eine wichtige Eigenschaft von Quantenmaterialien – mit chiralem Licht abgebildet werden kann. Mit neuen theoretischen Konzepten und umfassenden numerischen Simulationen sagte das Team die Ergebnisse der Photoemissionsspektroskopie-Experimente voraus und zeigte, dass die daraus entstandenen Abbildungen Informationen über die mikroskopische Struktur der elektronischen Wellenfunktionen in atomar dünnen, zweidimensionalen Materialien enthalten. Die Arbeit des Teams ist nun in Science Advances veröffentlicht worden.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Wie Enzyme Zuckerbäume bauen

Forschende klärten erstmals mithilfe der Kryo-​Elektronenmikroskopie die Struktur und Funktion eines kleinen, in Zellmembranen steckenden Enzyms auf. Dieses baut komplexe Strukturen aus Zuckermolekülen auf. Die Erkenntnisse könnten die Entwicklung neuer proteinbasierter Medikamente beschleunigen.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Seltenes Echsenfossil überdauerte im Bernstein

Der winzige Vorderfuß einer Eidechse der Gattung Anolis ist vor rund 15 bis 20 Millionen Jahre in Bernstein eingeschlossen worden. Bei dem seltenen Fossil ist unter dem Mikroskop jedes Detail erkennbar. Doch der optisch sehr gute Erhaltungszustand täuscht: Der Knochen ist weitgehend zersetzt und chemisch umgewandelt, von der ursprünglichen Struktur kaum etwas vorhanden. Die Ergebnisse, die nun im Fachjournal „PLOS ONE” vorgestellt werden, liefern wichtige Anhaltspunkte darüber, was genau bei der Fossilisation passiert.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Plastik aus Holz – Röntgenuntersuchung weist Weg zu maßgeschneiderten Bauteilen auf Lignin-Basis

Als Nebenprodukt der Papierherstellung ist das Biopolymer Lignin ein vielversprechender Rohstoff für eine nachhaltige Kunststoffproduktion. Das Naturprodukt steht jedoch nicht in einer so gleichbleibenden Qualität wie erdölbasiertes Plastik zur Verfügung. Eine Röntgenuntersuchung bei DESY zeigt jetzt erstmals, wie die innere molekulare Struktur verschiedener Lignin-Anteile mit den Materialeigenschaften zusammenhängen. Die im Fachblatt „Applied Polymer Materials“ veröffentlichte Studie liefert damit einen Ansatz für eine Systematik, um Bioplastik aus Lignin mit unterschiedlichen, für die jeweilige Anwendung vorteilhaften Eigenschaften zu produzieren.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Elektronenbeugung zeigt winzige Kristalle in neuem Licht

Um die biologischen Funktionen von Proteinen, den Bausteinen des Lebens, zu verstehen, ist es unerlässlich, ihre Struktur zu erforschen. Dank ihrer winzigen Dimensionen und Zerbrechlichkeit, sind diese Strukturen jedoch schwer zu bestimmen. Die immense Dosis an hochenergetischer Röntgenstrahlung, die Daten in ausreichender Auflösung erzeugt, richtet in den zu untersuchenden Proteinen jedoch große Schäden an, die oft genau diese Strukturauflösung verhindert.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Superresolution-Live-Cell-Imaging gewährt unerwartete Einblicke in den dynamischen Aufbau von Mitochondrien

Mitochondrien sind als Kraftwerke und Energiespeicher essentielle Bestandteile von nahezu allen Zellen in Pflanzen, Pilzen und Tieren. Bisher nahm man an, dass diese Funktionen einem statischen Aufbau der mitochondrialen Membranen zu Grunde liegen. Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und der University of California Los Angeles (UCLA) und haben nun herausgefunden, dass die Innenmembranen der Mitochondrien keineswegs statisch sind, sondern ihre Struktur ständig, und zwar alle paar Sekunden, in lebenden Zellen ändern. Dieser dynamische Anpassungsprozess erhöht noch einmal die Leistungsfähigkeit unserer zellulären Kraftwerke.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Dem Geheimnis der Zellregulation auf der Spur

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. Chemiker der Universität Bonn haben nun hierfür eine neue Methode entwickelt: Mit winzigen „Fähnchen“ markieren sie die komplexen Moleküle und messen mit einem „molekularen Lineal“ die Abstände dazwischen. Die Ergebnisse sind vorab online im Fachjournal „Angewandte Chemie International Edition“ veröffentlicht. Die Druckausgabe erscheint demnächst.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Mitochondrien – Spezialschleuse für Sperrgut

Bereits in ihre 3D-Struktur gefaltete Proteine sind gewissermaßen Sperrgut in der Zelle. LMU-Wissenschaftler haben erstmals die Struktur eines Transportsystems für solche Proteine aufgeklärt und zeigen: In Mitochondrien ähnelt es einer Luftschleuse.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Röntgenlaser liefert Struktur eines Schlüsselenzyms des Erregers Trypanosoma brucei

Lübecker Biochemiker an potentiellem neuen Therapie-Ansatz gegen Schlafkrankheit beteiligt

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Struktur und Funktion von Lichtrezeptor bei Cyanobakterien aufgeklärt

Chemie: Veröffentlichung in PNAS

Bestimmte Proteine dienen Pflanzen und auch Cyanobakterien als Lichtrezeptoren. Das Team des Center for Structural Studies (CSS) der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) konnte zusammen mit internationalen Partnern die Struktur und Wirkungsweise des Bakterienproteins und seiner lichtempfindlichen Stelle aufklären. Die für das Verständnis der lichtinduzierten Anpassungen photosynthetisch aktiver Organismen wichtigen Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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PM des MCC: Landbesitz klug organisieren – wichtig für Afrika

Angesichts der bedrohlichen Folgen des Klimawandels in Afrika – Ernteausfälle, Hungersnöte oder sogar gewalttätige Konflikte – sollten die dortigen Regierungen die rechtliche Struktur des Landbesitzes überdenken: Wenn sie verstärkt Anreize für das System des „Sharecropping“ (Naturalpacht) setzten, könnten sie damit die landwirtschaftliche Produktion widerstandsfähiger machen. Das empfiehlt, gestützt auf empirische Daten aus elf Ländern, eine Studie unter Federführung des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change). Die Studie wurde jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Ecological Economics veröffentlicht.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Atomare Struktur von Naturstoffen schneller und präziser bestimmen

Naturstoffe bilden die Basis vieler Medikamente. Doch um sie nutzenbringend einzusetzen, müssen Chemiker erst die Struktur und Stereochemie der Moleküle bestimmen. Das ist mitunter eine große Herausforderung, besonders wenn die Moleküle nicht kristallisierbar sind und nur wenige Wasserstoffatome besitzen. Eine neue am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) entwickelte NMR-basierte Methode erleichtert nun die Analyse und bringt genauere Ergebnisse. Die Arbeit wurde im „Journal of the American Chemical Society“ publiziert.

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