Alte Genome belegen Down-Syndrom in der Bronze- und Eisenzeit

Forschende des Leipziger Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie haben alte DNA aus einer weltweiten Probensammlung von fast 10.000 prähistorischen und historischen Menschen analysiert, um darin nach Fällen des Down-Syndroms zu suchen, einer seltenen genetischen Erkrankung, die durch eine zusätzliche Kopie des Chromosoms 21 verursacht wird. In den Genomdaten fanden sie sechs Kinder mit Down-Syndrom. Fünf von ihnen wurden vor mehr als 2.000 Jahren bestattet und keines der Kinder wurde älter als ein Jahr. Obwohl ihre Lebensdauer so kurz war, erhielten sie ein Begräbnis, oft mit Grabbeigaben. Sie scheinen also umsorgte und anerkannte Mitglieder ihrer Gemeinschaften gewesen zu sein.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

The role of jellyfish as a food source in the Arctic winter

The Arctic is changing rapidly due to climate change. It is not only affected by increasing surface temperatures, but also by warm water from the Atlantic, which is flowing in more and more – changing the structures and functions of the ecosystem as it also leads to species from warmer regions, such as jellyfish, arriving in the Arctic. Using DNA metabarcoding, researchers from the AWI have now been able to prove for the first time that these jellyfish serve as food for amphipods on Svalbard during the polar night. They present their findings in a recent article in the scientific journal Frontiers in Marine Science (doi: 10.3389/fmars.2024.1327650).

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Die Rolle von Quallen als Nahrungsquelle im arktischen Winter

Die Arktis verändert sich unter dem Klimawandel rasend schnell. Nicht nur die steigende Lufttemperatur setzt ihr zu, auch warmes Wasser aus dem Atlantik, das mehr und mehr einfließt, verändert zunehmend die Strukturen und Funktionen der Ökosysteme. Denn mit diesem gelangen immer häufiger Arten aus wärmeren Gebieten in die Arktis, wie zum Beispiel Quallen. Forschende des AWI konnten nun erstmals mithilfe von DNA-Metabarcoding nachweisen, dass diese Quallen Flohkrebsen auf Spitzbergen als Nahrung während der Polarnacht dienen. Ihre Ergebnisse stellen sie in einem aktuellen Artikel im Fachmagazin Frontiers in Marine Science vor (doi: 10.3389/fmars.2024.1327650).

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Zellen der Zukunft: Möglichkeit zur gezielten Reprogrammierung

Der dynamische Prozess des DNA-Replikations-Timing beeinflusst die Plastizität von Zellen

Um Leben von einer Zelle auf eine neue zu übertragen, muss die genetische Information mittels eines Prozesses namens DNA-Replikation vervielfältigt werden. Das geschieht nicht nur durch das „Kopieren“ genetischer Informationen; vielmehr erfordert es eine präzise Abfolge zahlreicher molekularer Ereignisse. Forschende um Prof. Maria-Elena Torres-Padilla von Helmholtz Munich haben kürzlich einen speziellen Aspekt dieses Prozesses namens „Replication Timing“ (RT) und dessen Besonderheiten bei der Entstehung von neuem Leben aufgedeckt. Die neuen Ergebnisse sind nun in Nature veröffentlicht.

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Cells of the Future: A Key To Reprogramming Cell Identities

The Dynamic Journey of DNA Replication Timing and Its Impact on Cellular Plasticity

The intricate process of duplicating genetic information, referred to as DNA replication, lies at the heart of the transmission of life from one cell to another and from one organism to the next. This happens by not just simply copying the genetic information; a well-orchestrated sequence of molecular events has to happen at the right time. Scientists around Prof. Maria-Elena Torres-Padilla from Helmholtz Munich have recently uncovered a fascinating aspect of this process known as „replication timing“ (RT) and how special this is when life commences. The new results are now published in Nature.

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Tödliches Hühnervirus: Alte DNA enthüllt Evolution der Virulenz

Ein internationales Team um LMU-Paläogenetiker Laurent Frantz hat mittels genetischer Analysen die Evolutionsgeschichte des Erregers einer tödlichen Hühnerkrankheit enthüllt.

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Nanosonde mit Barcode – Sensoren detektieren aktive Proteasen

Protein-spaltende Enzyme spielen eine wichtige Rolle bei vielen physiologischen Vorgängen. Meist liegen solche Proteasen in einem inaktiven Zustand vor und werden erst unter bestimmten Bedingungen aktiviert. Einige stehen in Verbindung mit Krankheiten, wie Infektionen oder Krebs, entsprechend wichtig sind Methoden, die aktive Proteasen selektiv detektieren. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein Forschungsteam eine neue Klasse von Protease-Aktivitäts-Sensoren vor: mit Peptid-DNA-Konjugaten bestückte Gold-Nanopartikel.

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All good things come from above! DNA-based food analysis in the evening bat

Adequate food supply is a fundamental need and requirement for survival. To protect a species, it is often very helpful to know what that species prefers and frequently consumes. Through the analysis of DNA traces in the droppings of a Leisler’s bat colony, researchers at LIB (Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change) have now identified an astonishingly high number —over 350— different insect species that were consumed by the bats.

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Alles Gute kommt von oben! DNA-basierte Nahrungsanalysen beim Kleinabendsegler

Grundbedürfnis und Voraussetzung zum Überleben ist eine ausreichende Versorgung mit Nahrung. Um eine Tierart zu schützen, ist es oft sehr hilfreich zu wissen, was diese Art bevorzugt und häufig zu sich nimmt. Über die Analyse der DNA-Spuren im Kot einer Kleinabendseglerkolonie konnten LIB-Forschende nun eine erstaunlich hohe Zahl – über 350 – verschiedener Insekten nachweisen, die von den Fledermäusen verspeist wurden.

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Kritik an Irreführung der Hausarztpraxen zu Corona-Impfstoffen

Derzeit verschickt die private GmbH Medizinischer Behandlungsverbund (MBV) deutschlandweit an alle Hausarztpraxen einen Aufruf mit dem Titel „Haftungsrisiko für Ärzte wegen DNA-Verunreinigungen in mRNA-basierten COVID-19-Impfstoffen“. In dem Fax bedient sich der MBV des Logos der Rote-Hand-Briefe. Die Deutsche Gesellschaft für Allgemeinmedizin und Familienmedizin (DEGAM) sieht darin eine bewusste Irreführung.

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Film zeigt lichtabhängige DNA-Reparatur

Zuschauen, wie Licht die Erbsubstanz DNA heilt: Erstmals lässt sich in einem Film mit atomarer Auflösung Schritt für Schritt verfolgen, was passiert, wenn das Enzym DNA-Photolyase einen Schaden in der DNA repariert, der durch ultraviolettes Licht erzeugt wurde. Ein Team um den Marburger Biochemiker Professor Dr. Lars-Oliver Essen hat mit extrem hoher Zeitauflösung Schnappschüsse des Reparaturprozesses angefertigt und zu einer Filmsequenz zusammengefügt. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler berichten im Wissenschaftsmagazin „Science“ über ihre Ergebnisse.

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Pooling expertise: Fraunhofer IPT and Harro Höfliger cooperate in the manufacturing of ATMP production systems

New mRNA vaccines and gene therapeutics have gained media attention as a result of the coronavirus pandemic. These pharmaceuticals, known as ATMP (Advanced Therapy Medicinal Products), contain living cells or the nucleic acids DNA or RNA. Producing such ATMPs in high quality requires customized production facilities and an associated range of services. The Fraunhofer Institute for Production Technology IPT and Harro Höfliger from Allmersbach im Tal are now entering into a cooperation to develop fully automated ATMP production systems: Together, the partners are developing an offer for consulting, analysis and product development through to the serial production of marketable ATMP systems.

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Kompetenzen gebündelt: Fraunhofer IPT und Harro Höfliger kooperieren in der Herstellung von ATMP-Produktionsanlagen

Neue mRNA-Impfstoffe und Gentherapeutika haben durch die Coronapandemie an medialer Aufmerksamkeit gewonnen. Diese Arzneimittel, ATMP (Advanced Therapy Medicinal Products) genannt, enthalten lebende Zellen oder die Nukleinsäuren DNA oder RNA. Solche ATMPs in hoher Qualität herzustellen, erfordert individuell angepasste Produktionsanlagen und ein dazugehöriges Angebot an Services. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen und Harro Höfliger aus Allmersbach im Tal gehen jetzt eine Kooperation zur Entwicklung vollautomatisierter ATMP-Produktionsanlagen ein.

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DNA from the past

Limestone serves as a repository of microbial genetic information

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DNA aus der Vergangenheit

Kalkstein dient als Speicher von mikrobiellen Geninformationen

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Trend zur Vergrößerung der Augenflecken bei Schmetterlingen

Augenflecken auf Schmetterlingsflügeln sind in der Natur weit verbreitet. Die Farbmuster ähneln auffällig den Augen von Wirbeltieren. Ein internationales Forschendenteam hat nun in einer DNA-basierten Studie einen Trend zu weniger und größeren Augenflecken bei einer Gruppe tropischer Schmetterlinge festgestellt.

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Trend that eyespots enlarge in butterflies

Eye spots, color patterns that resemble the eyes of vertebrates, on butterfly wings are common in nature. A research team involving the Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change (LIB) and researchers in Mexico, Brazil and the US, have now identified a trend towards fewer and bigger eyespots in a group of tropical butterflies in a DNA-based study. The research also challenges other scientists to answer further questions such as: Why does evolution lead to the loss of eyespots and the enlargement of just one or two? Does one large patch act as a more intimidating signal than several small ones?

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Ein Hygieneprogramm für Chromosomen

ETH-​Forschende haben in Wirbeltierzellen ein neues zelluläres Kompartiment identifiziert, das Exklusom genannt wird und ein Vorläufer des heutigen eukaryotischen Zellkerns sein könnte. Die Studie zeigt: Säugetierzellen erkennen, bündeln und sortieren nicht-​chromosomale DNA, wie ringförmige Plasmide von ausserhalb und innerhalb der Zelle, und halten sie von chromosomaler DNA fern. Das lässt auf ein zellautonomes Genomabwehrsystem schliessen.

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Was Miesmuscheln über die Entwicklung von Biodiversität verraten

Forschende der Universität Trier haben Muscheln als natürliche Umwelt-DNA-Sammler entdeckt und können nun Veränderungen in Ökosystemen über mehrere Jahrzehnte beobachten.

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Ein neuer Takt für molekulare Uhren

Sogenannte Molekulare Uhren haben die Evolutionsbiologie revolutioniert: Anhand von DNA-Mutationen zwischen den Arten lässt sich auch ohne datierte Fossilien abschätzen, wann genau sich neue Äste im Stammbaum des Lebens bilden. Für kurze Zeiträume sind solche Uhren allerdings nicht brauchbar, da sie zu langsam getaktet sind. Forschende der Technischen Universität München (TUM), des GEOMAR und der Universität Georgia stellen im Fachjournal Science eine neuartige, schnell tickende molekulare Uhr vor, die auf Epimutationen – zufälligen Veränderungen im Erbgut – beruht. Diese neue Uhr wird dazu beitragen, die Veränderungen der biologischen Vielfalt in der jüngsten Vergangenheit zu verfolgen.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Die Verpackung macht’s!

Wie ein Virus seine DNA-Verpackung verändert, um in der menschlichen Zelle aktiv zu werden

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Eine neue Perspektive – Signalverstärkung in der medizinischen MRT-Bildgebung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des DWI – Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien und des Instituts für Technische und Makromolekulare Chemie an der RWTH Aachen University ist es erstmalig gelungen, das Kernspin-Signal eines DNA Biomoleküls, welches spezifisch an Krebszellen bindet, um einige Größenordnungen zu verstärken. Die verwendete Methodik der Signalverstärkung nennt sich para-Wasserstoff induzierte Hyperpolarisierung (PHIP). Die Ergebnisse ebnen den Weg für hochsensitive molekulare Magnetresonanz-Bildgebung mit zielgerichteten Kontrastmitteln und haben das Potenzial, die Anwendungsbereiche in der medizinischen Diagnostik erheblich zu erweitern.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Tödliche Kommunikation

Neuer Ansatz für nichtgenetische T-Zell-basierte Immuntherapien
Immuntherapien gegen Krebs sollen das Immunsystem dazu bringen, Krebszellen effektiver zu bekämpfen. Ein chinesisches Forschungsteam beschreibt in der Zeitschrift Angewandte Chemie eine neue modulare Strategie für eine T-Zell-basierte Immuntherapie, die ohne aufwendige gentechnische Schritte auskommt. Eine Modulation der Zell-Zell-Kommunikation durch einen ausgeklügelten Regelkreis zwischen verschiedenen speziell gefalteten kleinen DNA-Molekülen (Aptameren) sorgt dafür, dass Krebszellen ihre Todfeinde, die T-Zellen, direkt selbst aktivieren.

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What challenges need to be overcome to make DNA chips more applicable as storage media

In the form of DNA, nature shows how data can be stored in a space-saving and long-term manner. Würzburg’s chair of bioinformatics is developing DNA chips for computer technology.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Was nötig ist, um DNA-Chips zu Speichermedien der Zukunft weiterzuentwickeln

Die Natur zeigt in Form der DNA, wie sich Daten platzsparend und langfristig speichern lassen. An DNA-Chips für die Computertechnik forscht auch die Würzburger Bioinformatik. Drei Angehörige des Lehrstuhls schildern in einem Review in „Trends in Biotechnology“, welche Herausforderungen zu bewältigen sind, um DNA-Chips als Speichermedien anwendbarer zu machen.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft