A major component of the cell’s protein destruction machine moonlights at brain synapses

A new study by researchers at the Max Planck Institute for Brain Research discovered a ‘moonlighting’ function carried out by a complex that normally works to degrade proteins in cells – this protein destruction machine is called the proteasome. The scientists found, by counting and visualizing individual protein complexes, that one part of the proteasome (the 19S regulatory complex) was abundant near brain synapses where it regulates synaptic proteins and transmission on its own – without its partner.

Eine neue Studie von Forscher:innen des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung hat einen „Nebenjob“ eines Komplexes aufgedeckt, der normalerweise für den Abbau von Proteinen in den Zellen zuständig ist: das Proteasom. Durch Zählen und Sichtbarmachen einzelner Proteinkomplexe fanden die Wissenschaftler:innen heraus, dass ein Teil des Proteasoms (der 19S-Regulationskomplex) in der Nähe von Gehirnsynapsen reichlich vorhanden ist, wo er synaptische Proteine und die Übertragung allein – ohne seinen Partner – reguliert.

Our cells are crisscrossed by a system of membrane tubes and pockets called the endoplasmic reticulum (ER). It is crucial for the production of biomolecules and is continuously built up and degraded. Degradation, known as ER-phagy, is promoted by the protein ubiquitin, which controls many processes in the cell. If the proteins involved in ER-phagy are defective, neurodegenerative diseases result. This has been discovered by an international research team led by Goethe University Frankfurt (as part of the EMTHERA research cluster) and Jena University Hospital and published in two papers in the renowned journal Nature.

Unsere Zellen sind durchzogen von einem System aus Membranröhren und -taschen, dem Endoplasmatischen Retikulum (ER). Es ist entscheidend für die Herstellung von Biomolekülen und wird kontinuierlich auf- und abgebaut. Der Abbau, die sogenannte ER-Phagie, wird durch das Protein Ubiquitin gefördert, das viele Prozesse in der Zelle steuert. Sind die an der ER-Phagie beteiligten Proteine defekt, kommt es zu neurodegenerativen Erkrankungen. Dies hat ein internationales Forschungsteam unter Führung der Goethe-Universität Frankfurt (im Rahmen des Exzellenzclusterprojekts EMTHERA) und des Universitätsklinikums Jena herausgefunden und in zwei Beiträgen in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

CAR-T-Zellen haben sich in der Behandlung bestimmter Blut- und Lymphdrüsenkrebsformen bewährt. Doch die Immuntherapie kann noch effektiver werden. Eine gemeinsame klinische Studie der Charité und des Max Delbrück Center erhält dafür eine Finanzspritze in Millionenhöhe vom Bundesforschungsministerium.

Coastal ecosystems in eight out of ten world regions are net greenhouse gas sinks, because the uptake of carbon dioxide (CO2) is greater than the release of methane and nitrous oxide (laughing gas). This is the conclusion of a study led by Australia’s Southern Cross University with the participation of the Helmholtz-Zentrum Hereon, the Leibniz-Center for Tropical Marine Research (ZMT) and the GEOMAR Helmholtz-Center for Ocean Research Kiel. The study was recently published in Nature Climate Change.

Wasser wird zunehmend knapper. Eine neuartige Satellitentechnologie, die in Form eines Prototyps mit dem Namen »LisR« bereits auf der Internationalen Raumstation ISS erprobt wurde, ermöglicht es künftig, Pflanzen bedarfsgerecht zu bewässern und einen nachhaltigen Umgang mit der lebenswichtigen Ressource sicherzustellen. Für diese Entwicklung erhält ein Team aus Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI und des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF sowie der beiden Spin-offs constellr GmbH und SPACEOPTIX GmbH den Fraunhofer-Preis »Technik für den Menschen und seine Umwelt«.

According to a groundbreaking study recently published in Nature, microorganisms play a key role in soil carbon storage. The study, conducted by an international team of scientists including researchers from the Max Planck Institute for Biogeochemistry in Jena, reveals that microbial carbon use efficiency is at least four times more influential than other biological or environmental factors when it comes to global soil carbon storage and distribution. The study’s result has implications for improving soil health and mitigating climate change.

Die Küstenökosysteme in acht von zehn Weltregionen sind eine Netto-Treibhausgas-Senke. Das heißt: In diesen Regionen ist die Aufnahme von Kohlendioxid (CO2) stärker als die Emissionen von Methan und Distickstoffmonoxid (Lachgas). Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie unter der Leitung der australischen Southern Cross University mit Beteiligung des Helmholtz-Zentrums Hereon, des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel. Die Studie wurde jüngst in Nature Climate Change veröffentlicht.

Parkinson, Alzheimer oder die Huntington-Krankheit: Das Verhalten bestimmter Moleküle, die in subzellulären Prozessen eine Rolle spielen, beeinflusst die Entstehung solcher neurodegenerativen Erkrankungen. Wissenschaftler*innen aus dem Arbeitskreis von Mischa Bonn am Max-Planck-Institut für Polymerforschung und aus dem Labor von Sapun Parekh an der University of Texas haben nun ein bestimmtes Protein mit verschiedenen Methoden untersucht, um die Mechanismen hinter diesen Krankheiten besser zu verstehen.

Parkinson’s, Alzheimer’s or Huntington’s disease: the behavior of certain molecules that play a role in sub-cellular processes influence the development of such neurodegenerative diseases. Scientists from Mischa Bonn’s department at the Max Planck Institute for Polymer Research and Sapun Parekh’s lab at the University of Texas have now studied a specific protein using various methods to better understand the mechanism behind these diseases.

Wie kann die Versorgung von Menschen mit schweren neurologischen Erkrankungen besser koordiniert und abgestimmt werden? Wie können Menschen mit Einschränkungen ihrer Sprechfähigkeit darin unterstützt werden, ihre Versorgung und ihren Lebensalltag aktiv mitzugestalten? Dies sind die zentralen Fragen des Vorhabens „ProDigA“, dessen Ergebnisse nun veröffentlicht wurden. Das Vorhaben wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und den Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert und vom Saarbrücker Institut für Sozialforschung und Sozialwirtschaft (iso) koordiniert.

Multiple sclerosis (MS) is the most common inflammatory disease of the central nervous system. It is characterized by inflammatory foci and damage in the brain’s so-called white matter, which consists of long nerve fibers and myelin. A German-Dutch research team has now shown that ultrastructural changes in healthy areas in the white matter of MS patients make the tissue more susceptible to inflammation and the formation of lesions. This could promote the progression of the disease.

Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems. Charakteristisch dafür sind Entzündungsherde und Schädigungen in der sogenannten weißen Substanz im Gehirn, die aus langen Nervenfasern und Myelin besteht. Ein deutsch-niederländisches Forschungsteam hat nun herausgefunden, dass ultrastrukturelle Veränderungen in gesunden Bereichen der weißen Substanz von MS-Patienten das Gewebe anfälliger machen für Entzündungen und die Bildung von Läsionen. Dies könnte das Fortschreiten der Krankheit befördern.

A breakthrough in fluorescence microscopy has been achieved by the research group of Ralf Jungmann at the Max Planck Institute of Biochemistry (MPIB) and Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) Munich. The team developed Resolution Enhancement by Sequential Imaging (RESI), a revolutionary technique that enhances the resolution of fluorescence microscopy down to the Ångström scale. This innovation is poised to usher in a paradigm shift in our approach to study biological systems with thus far unprecedented detail.

Die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) gab den Startschuss zu einem besseren Verständnis und Schutz des Gelben Frauenschuhs (Cypripedium calceolus) in Bayerns Wäldern. Gemeinsam mit Botanik-Wissenschaftlern, Artenschutz-Experten, Bayerische Staatsforsten und anderen Vertretern der Forstlichen Praxis fand hierzu in Freising ein gemeinsamer Auftaktworkshop statt. Die gemäß FFH-Richtlinie streng geschützte Waldorchidee gehört zu den imposantesten Orchideen-Arten der europäischen Flora. Sie gilt europa- und deutschlandweit als gefährdet.

Der Weltnichtrauchertag am 31. Mai 2023 macht unter dem Motto „Wir brauchen Nahrungsmittel, keinen Tabak“ auf die Folgen des weltweiten Tabakkonsums aufmerksam. In den Anbauländern werden große Flächen für die Produktion von Tabak genutzt statt für den Anbau lebensnotwendiger und nachhaltiger Nutzpflanzen. Gleichzeitig leiden mehrere Hundert Millionen Menschen an Unterernährung. Der Beauftragte der Bundesregierung für Sucht- und Drogenfragen und die Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA) empfehlen den Rauchausstieg und informieren anlässlich des Weltnichtrauchertages 2023 Aufhörwillige zu Unterstützungsangeboten.

Before their approval, pharmaceuticals not only have to be tested for their effectiveness and safety, but also for their stability, since they are usually stored in pharmacies and private households for years and are not allowed to change. To test their stability, a process is needed that decomposes the drug „in fast motion“.
Such a method was recently developed by a team of scientists from the Leibniz Institute for Catalysis in Rostock (LIKAT), the RWTH Aachen University and the Julius Maximilian University of Würzburg, accompanied by the company RD&C (Vienna, Austria). The research results have now been published in the journal ACS Central Science.

Arzneimittel müssen vor ihrer Zulassung sowohl auf ihre Wirksamkeit und Unbedenklichkeit als auch auf ihre Stabilität geprüft werden, da sie oft über Jahre in Apotheken und privaten Haushalten lagern und sich dabei nicht verändern dürfen. Um ihre Stabilität zu prüfen, braucht es ein Verfahren, welches das Medikament „im Zeitraffer“ zersetzt.
Ein solches Verfahren wurde jüngst von Wissenschaftlern vom Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock (LIKAT), der RWTH Aachen University und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, begleitet durch die Firma RD&C (Wien, Österreich), entwickelt. Die Forschungsergebnisse wurden nun hochranging in der Zeitschrift ACS Central Science veröffentlicht.

To know when it’s time for a meal – and when to stop eating again – is important to survive and to stay healthy, for humans and animals alike. Researchers at the Max Planck Institute for Biological Intelligence investigated how the brain regulates feeding behavior in mice. The team found that the hormone ghrelin activates specialized nerve cells in a brain region known as the amygdala. Here, the interaction between ghrelin and the specialized neurons promotes food consumption and conveys hunger and the pleasant and rewarding feelings associated with eating.

Zu wissen, wann es Zeit für eine Mahlzeit ist – und wann man wieder aufhören sollte zu essen – ist wichtig für die Gesundheit und das Überleben von Menschen und Tieren. Forschende am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz fanden nun heraus, dass das „Hunger-Hormon“ Ghrelin spezialisierte Nervenzellen in der Amygdala von Mäusen aktiviert. In dieser Gehirnregion, die auch für die Regulierung von Emotionen zuständig ist, fördert das Zusammenspiel zwischen Ghrelin und den Nervenzellen die Nahrungsaufnahme und vermittelt sowohl Hunger als auch die mit dem Essen verbundenen Belohnungsgefühle.

Forschung der JGU und der Humboldt-Universität zu Berlin deckt neue Funktion elektrischer Synapsen auf und entschlüsselt damit den neuronalen Schaltkreis zur Steuerung der Flügelschlagfrequenz von Insekten

#LINO23 with focus on Physiology/Medicine: 25–30 June 2023
Accreditation for participation in the Lindau Inselhalle
Programme overview in the Lindau Mediatheque
Public Livestream for selected programme sessions

Eine gestörte Funktion der Lungenfibroblasten gilt als ursächlich für die Symptome der unheilbaren Lungenkrankheit COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease). Deutsche und britische Wissenschaftler haben nun ein detailliertes epigenetisches Profil der COPD-Fibroblasten erstellt und damit potenzielle Angriffspunkte für die COPD-Behandlung identifiziert. Das Team entdeckte frühe epigenetische Veränderungen im Genom von COPD-Fibroblasten, die neue Einblicke in die Krankheitsentstehung und auch potenzielle therapeutische Möglichkeiten bieten.

Die Deutschen wollen wieder reisen wie vor der Corona-Pandemie: Nach aktuellen Angaben der Forschungsgemeinschaft Urlaub und Reisen (FUR) planen 70 Prozent der Bevölkerung, im Jahr 2023 zu verreisen. Urlaubsreisen waren für die Befragten das Zweitwichtigste, nur Lebensmittel erhielten eine höhere Platzierung. Gesundheit und Sport rangieren hinter der Lust am Reisen. Den bevorstehenden Start in die Feriensaison nehmen die Ausrichter des 24. Deutschen Lebertages am 20. November 2023 zum Anlass, um im Vorfeld des bundesweiten Aktionstages an die Bedeutung von Reiseimpfungen zu erinnern – besonders für chronisch Leberkranke sind die Risiken groß.