Marsupials Key to Discovering the Origin of Heater organs in Mammals

New research from Stockholm University with participation of the Museum für Naturkunde Berlin shows that the typical mammalian heater organ, brown fat, evolved exclusively in modern placental mammals. In collaboration with the Helmholtz Munich and the University of East Anglia in the U.K., the Stockholm University research team demonstrated that marsupials, our distant relatives, possess a not fully evolved form of brown fat. They discovered that the pivotal heat-producing protein called UCP1 became active after the divergence of placental and marsupial mammals. This finding is crucial for understanding the role of brown fat in mammalian evolution, endothermy, and metabolism.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

New Findings on How Initial SARS-CoV-2 Cell-Entry Route Influences Infection Outcomes

An international research team has gained new insights into the way SARS-CoV-2 enters cells and its downstream consequences. As an aid to the ACE2 surface protein, the TMPRSS2 serine protease plays an important role in enhancing cell infection: it boosts the resulting immune response, increases cell death, and drives virus evolution. In addition to the human version, TMPRSS2 proteins from diverse mammal species can also enhance infection. These findings may contribute to the development of future treatments and prevention strategies. Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) reports on these results in its edition from 4 June 2024.

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Cancer Research: DNA Repair Mechanism Further Elucidated

Researchers at the University of Würzburg, led by Caroline Kisker in cooperation with Claudia Höbartner, discovered how the protein XPD detects a severe DNA damage and controls its repair.

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Krebsforschung: DNA-Reparatur-Mechanismus weiter entschlüsselt

Forschende der Uni Würzburg rund um die Chemikerinnen Caroline Kisker und Claudia Höbartner haben aufgedeckt, wie das Protein XPD schwerwiegende DNA-Schäden erkennt und deren Reparatur steuert.

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Neues Gel baut Alkohol im Körper ab

ETH-​Forschende haben ein Protein-​Gel entwickelt, das Alkohol im Magen-​Darm-Trakt abbaut, ohne dem Körper dabei zu schaden. In Zukunft könnten Menschen, die das Gel einnehmen, die gesundheitsschädigende und berauschende Wirkung von Alkohol reduzieren.

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Forschung unter Hochdruck

Warum 3.000 Bar nötig sind, um einen umfassenden Blick auf ein Protein zu werfen: Die Konstanzer Forscher Frederic Berner und Michael Kovermann stellen ein neues Hochdruck-Spektroskopieverfahren vor, um die Eigenschaften der nativen Proteinstruktur zu enträtseln.

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Vaccinia Virus – New Insights into the Structure and Function of the Poxvirus Prototype

An outbreak of infections with the mpox virus – formerly known as monkeypox – in Europe in 2022 led to a rise in interest in poxviruses. An international research team investigated the structure of the poxvirus prototype, the vaccinia virus (VACV). The team found that trimers of the A10 protein, an abundant protein of the virus, play an important role in the formation of the mature virus. These trimers may also be involved in interactions with other cell components during infection, which could provide a starting point for the development of antiviral therapies against viruses from the poxvirus family.

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How evolution has optimised the magnetic sensor in birds

The magnetic sense of migratory birds is probably based on the protein cryptochrome 4, and a genetic study has now provided further support for this theory. A team of researchers from the University of Oldenburg and the Institute of Avian Research in Wilhelmshaven compared the genomes of several hundred bird species and found that the gene sequence for cryptochrome 4 has changed considerably during evolution. This suggests that cryptochrome 4 was selected to adapt to different environmental conditions. A possible explanation is that cryptochrome 4 acts as a sensor protein. The study was published in the journal Proceedings B of the Royal Society.

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Lichterfest in lebenden Zellen: Neue Methode erlaubt gleichzeitige fluoreszente Markierung vieler Proteine

Proteine in Zellen präzise zu beobachten ist für viele Forschungszweige extrem wichtig, war bisher jedoch eine große technische Hürde – vor allem in lebenden Zellen, denn die dafür nötige fluoreszente Markierung musste an jedes Protein einzeln angebracht werden. Der Forschungsgruppe um Stefan Kubicek am CeMM ist es nun gelungen, diese Hürde aus dem Weg zu räumen: Mit einem Verfahren, dass sie „vpCells“ getauft haben, lassen sich viele Proteine gleichzeitig mit fünf verschiedenen Fluoreszenzfarben markieren. Die Studie wurde im Fachjournal Nature Cell Biology (DOI: 10.1038/s41556-024-01407-w) veröfffentlicht, und die Bilder sind öffentlich zugänglich auf vpcells.cemm.at.

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Wie der Schwefel in Eisen-Schwefel-Proteine gelangt

Das medizinisch bedeutsame Protein Frataxin sorgt dafür, dass die Herstellung von lebenswichtigen Eisen-Schwefel-Proteinen schnell und präzise erfolgt. Das hat eine Kooperation dreier Forschungsgruppen unter Marburger Leitung herausgefunden, indem sie anaerobe Kryo-Elektronenmikroskopie, biochemische Verfahren und Mössbauer-Spektroskopie kombinierte. Das Team berichtet im Forschungsmagazin „Nature Communications“ über seine Ergebnisse.

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The Protein Expert

Prof. Dr. Fan Liu from the Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) has recently received several awards for her contributions to the field of cross-linking mass spectrometry. The scientist is dedicated to better understanding the interactions between proteins at the cellular level. Additionally, she is developing methods and standards to refine this complex and indispensable technology for many research questions, making it more broadly applicable.

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Die Protein-Versteherin

Prof. Dr. Fan Liu vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) erhielt für ihre Leistungen auf dem Gebiet der Quervernetzungs-Massenspektrometrie zuletzt mehrere Auszeichnungen. Die Wissenschaftlerin hat sich der Aufgabe verschrieben, Interaktionen zwischen Proteinen auf zellulärer Ebene besser zu verstehen. Zudem entwickelt sie Methoden und Standards, um die komplexe und für viele Forschungsfragen unverzichtbare Technologie zu verfeinern und breiter anwendbar zu machen.

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Scientists Reveal Adipocyte’s Metabolic Role and Identify Treatment Targets

Recent research underscores the critical role of adipocytes in storing fat, vital for organismal survival. Dysfunctional adipocytes can lead to metabolic disorders like type 2 diabetes and fatty liver disease, highlighting the importance of understanding lipid storage mechanisms. A team of scientists led by Helmholtz Munich have developed a novel approach merging proteomics with machine learning to map dynamic changes during adipogenesis. This method reveals new insights into protein regulation, offering potential targets for managing metabolic diseases.

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Das alternde Gehirn: Protein-Kartierung liefert neue Erkenntnisse

Forschende der LMU und des Exzellenzclusters SyNergy haben analysiert, wie sich das Proteom bestimmter Hirnzellen im Alter verändert.

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Ein neuer Weg zur Wirkstoffvielfalt

Viele wichtige Medikamente, wie Antibiotika und Krebsmedikamente, stammen von Naturstoffen aus Bakterien ab. Die bakteriellen Enzyme, die diese Wirkstoffe produzieren, gelten wegen ihres Baukastenprinzips als ideale Werkzeuge für die Synthetische Biologie. Durch Erforschung der Protein-Evolution fand ein Team um Prof. Dr. Helge Bode „Fusionsstellen“ nach dem Vorbild der Natur, die eine schnellere und gezieltere Wirkstoffentwicklung ermöglichen.

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Newly discovered receptor influences gut development in fruit flies

Adhesion GPCRs are a group of G protein-coupled receptors associated with many bodily functions and diseases in humans. Scientists at Leipzig University have discovered a new receptor – which they have named “mayo” – and found that it influences the development of the small intestine and heart function in fruit flies, and that these phenomena may also be relevant in humans. Their findings have now been published in the journal Cell Reports.

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Neu entdeckter Rezeptor beeinflusst Entwicklung des Darms bei Fruchtfliegen

Adhäsions-GPCRs sind eine Gruppe von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die mit vielen Körperfunktionen und Krankheiten des Menschen in Verbindung gebracht werden. Wissenschaftler:innen der Universität Leipzig haben einen neuen Rezeptor namens Mayo entdeckt und herausgefunden, dass dieser die Entwicklung des Dünndarms sowie die Herzfunktion bei Fruchtfliegen beeinflusst und diese Phänomene auch beim Menschen relevant sein könnten. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Cell Reports“ veröffentlicht worden.

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Toxoplasmose: Die Evolution der Infektionsmaschinerie

Forschende haben ein Protein identifiziert, das gleichzeitig mit Zellkompartimenten entstand, die für die Vermehrung des Toxoplasmose-Erregers entscheidend sind.

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Shredding to plan – protein recycling for immune defense

The waste system of living cells, the proteasome, not only shreds disused or damaged proteins. It also supports the immune system in recognizing virally infected or cancerous cells by producing protein fragments, so-called immunopeptides. In an international collaboration, researchers led by Juliane Liepe at the Max Planck Institute (MPI) for Multidisciplinary Sciences have now simulated protein degradation by the proteasome in the laboratory and identified and quantified the peptides thereby produced. In future, the resulting data set could help predict immunopeptides and develop new vaccines against infectious diseases or cancer.

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New insights into the cell’s labeling machine

Ubiquitin is a small protein with a big impact. From yeast fungi to humans, it serves as a molecular tag that regulates many cellular processes. Ubiquitin ligases are indispensable labeling machines in this tagging process: They attach ubiquitin to target proteins. If this tagging fails, processes in the cell can be pathologically altered. A team led by Sonja Lorenz at the Max Planck Institute (MPI) for Multidisciplinary Sciences has now visualized the ubiquitin ligase HACE1 bound to an important target protein in 3D. The researchers were thus able to elucidate how HACE1 recognizes proteins and how this process is regulated.

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Neue Einblicke in die Etikettier-Maschine der Zelle

Ubiquitin ist ein kleines Protein mit großer Wirkung. Vom Hefepilz bis hin zum Menschen dient es als molekulares Etikett, das viele Prozesse der Zelle reguliert. Ubiquitin-Ligasen sind dabei als Etikettier-Maschinen unerlässlich: Sie heften Ubiquitin an die zu steuernden Proteine an. Ist dieser Etikettier-Vorgang gestört, können Prozesse in der Zelle krankhaft verändert sein. Ein Team um Sonja Lorenz am Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften hat nun die Ubiquitin-Ligase HACE1 gebunden an ein wichtiges Zielprotein in 3D sichtbar gemacht. Die Forschenden konnten so Mechanismen aufdecken, wie HACE1 Proteine erkennt und wie dieser Vorgang reguliert wird.

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Mechanism discovered that protects tissue after faulty gene expression

A study at the CECAD Cluster of Excellence in Aging Research has identified a protein complex that is activated by defects in the spliceosome, the molecular scissors that process genetic information. Future research could lead to new therapeutic approaches to treat diseases caused by faulty splicing / publication ‘Nucleic Acid Research’

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Die Proteinverbindung, die die Befruchtung einleitet

Ein ETH-​Forschungsteam visualisiert erstmals die Befruchtungsdynamik menschlicher Eizellen durch Simulationen auf Hochleistungsrechnern. Die Simulationen zeigen, wie sich ein Protein auf der Spermienoberfläche durch Freisetzung von Zink-​Ionen nach einer Befruchtung der Eizelle verändert. Dies verhindert, dass das verformte Protein an eine Andockstelle auf der Eizellen-​Oberfläche binden kann. Die entschlüsselten Mechanismen könnten neue Wege aufzeigen, um Unfruchtbarkeit zu behandeln oder medikamentöse Verhütungsmethoden zu entwickeln.

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Wie sich das Coronavirus gegen unser Immunsystem wehrt

Forschungsteam identifiziert „Schutzschalter“ in Protein des Virus SARS-CoV-2

Mit über 700 Millionen Erkrankten und fast sieben Millionen Toten war die weltweite Ausbreitung von Covid-19 die bislang verheerendste Pandemie des 21. Jahrhunderts. Impfstoffe und Medikamente gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 konnten den Krankheitsverlauf bei vielen Menschen abschwächen und die Pandemie eindämmen. Die Gefahr weiterer Ausbrüche ist jedoch nicht gebannt: Das Virus verändert ständig seinen Bauplan. Dadurch kann es immer effektiver menschliche Zellen infizieren und sich vermehren.

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Eine neue Art von Metalloreduktase erhält das Wurzelwachstum bei Phosphormangel

Phosphor ist für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen unerlässlich. In vielen Böden ist der wichtige Nährstoff jedoch nur schlecht verfügbar. Ein Mechanismus, den Pflanzen nutzen, um die Verfügbarkeit zu erhöhen, ist die Freisetzung von Malat, einer organischen Säure. Sie bildet mit Eisen oder Aluminium Komplexe und setzen damit Phosphat frei. Diese Reaktion kann aber auch zu einer erhöhten Eisenakkumulation führen, die das Wurzelwachstum hemmen kann. Ein Forscherteam unter der Leitung des IPK-Leibniz-Instituts fand heraus, dass das Protein HYP1 dazu beiträgt, die Wurzeln vor einer erhöhten Eisenreaktivität zu schützen, die als Reaktion auf Phosphormangel ausgelöst wird.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft