Zellbiologie

Um haploide Gameten zu erzeugen, können Eukaryoten eine spezielle Form der Zellteilung durchlaufen, die als Meiose bezeichnet wird. Im ersten Schritt müssen homologe Chromosomen, eines von jedem Elternteil, zusammengeführt werden, damit sie danach korrekt getrennt werden können. Hierzu verwenden die meisten Organismen die meiotische Rekombination, um Crossovers zwischen homologen Chromosomen zu erzeugen. Wir berichten über unsere Forschung, die sich dem Verständnis derjenigen Proteinmaschinerie widmet, die eine verlässliche Trennung homologer Chromosomen während der Meiose gewährleistet. mehr

Aschenputtel der chemischen Biologie

Kleine, bisher weitgehend unbeachtete Moleküle besitzen regulatorische Funktionen beim Stressabbau mehr

Ein fehlender „Motor“ lässt unsere Eizellen versagen

Menschlichen Eizellen fehlt ein wichtiges Protein, das als molekularer Motor fungiert, wie Forschende herausfanden. Ihre Erkenntnisse ermöglichen neue Therapieansätze, mit denen sich Fehler bei der Chromosomentrennung verringern lassen könnten.
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Ein wichtiger Teil der Immunabwehr ist die Migration von Leukozyten zum Ort des Entzündungsreizes. Dies wird über chemische Botenstoffe vermittelt, deren Gegenstücke Rezeptoren auf der Oberfläche der Immunzellen sind.  Wir erforschen die Rolle eines G-Protein-gekoppelten Rezeptors namens P2Y10 in CD4-T-Zellen: Mäuse, denen dieser Rezeptor fehlt, zeigen im Experiment weniger stark ausgeprägte Autoimmun-Reaktionen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass P2Y10 eine Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose oder anderen Autoimmun-Erkrankungen spielen könnte. mehr

Nur eine von drei Befruchtungen führt zu einer Geburt, denn viele Embryonen entwickeln sich nicht richtig, weil sie eine falsche Anzahl an Chromosomen tragen; sie sind aneuploid. Aneuploidie bei Embryonen ist eine der Hauptursachen für Fehlgeburten und Unfruchtbarkeit. Sie resultiert meist aus Fehlern bei der Chromosomenverteilung in der Eizelle, tritt aber auch früh im Embryo auf. Unsere Arbeiten zeigen, dass Aneuploidie oft schon entsteht, sobald sich das genetische Material beider Elternteile nach der Befruchtung vereinigt. Dies liegt an einem erstaunlich ineffizienten Prozess. mehr

Die räumliche Nähe von Proteinen zueinander spielt eine zentrale Rolle in der Regulierung zellbiologischer Prozesse. Die Entwicklung von "chemische Induktoren der Nähe" (CIP)  erlaubt gezielte Manipulation der räumlichen Organisation von Proteinen und ermöglicht damit die Aufklärung der Regulationsprozesse. Mit der Substanz Mandipropamid hat unsere Arbeitsgruppe einen neuen CIP entwickelt, der sich durch hohe Effizienz auszeichnet und sich hervorragend für die in vivo Anwendung eignet. mehr

Bei der Übersetzung von Boten-RNA (mRNA) in Proteine stellen sequenzspezifische Transfer-RNAs (tRNAs) die jeweiligen Aminosäuren zur Verfügung. Die Menge an tRNAs hat daher einen tiefgreifenden Einfluss auf die Zelle. Die Ermittlung der Menge an tRNAs war bislang wegen technischer Herausforderungen limitiert. Wir haben diese Grenzen nun mithilfe der mim-tRNAseq überwunden, einer Methode, die zur Quantifizierung von tRNAs in jedem Organismus verwendet werden kann. Diese Methode wird dazu beitragen, das Verständnis der tRNA-Regulation in gesunden und kranken Lebensformen zu verbessern. mehr

Blutgefäßwachstum in künstlichen Geweben

Die Implantation künstlicher Gewebe kann nur erfolgreich sein, wenn die entsprechenden Materialien das Hineinwachsen von Blutgefäßen ausgehend vom umliegenden Gewebe unterstützen. Um die dafür erforderlichen Materialeigenschaften zu bestimmen, haben wir das erste Zellkulturmodell entwickelt, das die natürliche Bildung von Blutgefäßen innerhalb eines künstlichen Gewebemodells mit unabhängig voneinander kontrollierbaren Parametern nachahmt. mehr

4. Auf der Suche nach neuer Physik in lebenden Systemen

Trotz zahlreicher Forschungsansätze ist immer noch nicht ganz klar, wie die einzelnen Bestandteile einer Zelle sich selbst organisieren, um eine lebende Zelle zu bilden. In der kürzlich gegründeten Abteilung Physik lebender Materie suchen wir nach neuer Physik in lebenden Systemen. Dabei überwinden wir Skalengrenzen – von einzelnen Molekülen bis hin zu makroskopischen Systemen – und decken allgemeine Prinzipien auf, die für die Entstehung und Organisation von lebender Materie sowie synthetischer, lebensähnlicher aktiver Materie entscheidend sind.
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Coole Mikroskopie

Ultraschnelles Abkühlen ermöglicht die Beobachtung der molekularen Muster des Lebens
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Ein fehlender „Motor“ lässt unsere Eizellen versagen

Menschlichen Eizellen fehlt ein wichtiges Protein, das als molekularer Motor fungiert, wie Forschende herausfanden. Ihre Erkenntnisse ermöglichen neue Therapieansätze, mit denen sich Fehler bei der Chromosomentrennung verringern lassen könnten.
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Coole Mikroskopie

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Leben mit Licht und Farbe

Ein Gespräch über Biochemie mehr

Motor der Zellteilung nachgebaut

Forschende bauen das Kinetochor vollständig nach und kommen so der Herstellung künstlicher Chromosomen näher mehr

Was Termiten und Zellen gemeinsam haben

Synthetische Zelle mit lebensähnlichen Eigenschaften offenbart grundlegende Prinzipien der Morphogenese und zellulären Wahrnehmung mehr

Darm an Hirn: Nervenzellen erkennen, was wir essen

Nervenzellen des Vagusnervs erfüllen gegensätzliche Aufgaben mehr

Top-Adresse für Life Sciences-Forschung

Bayern fördert wettbewerbsfähigen Ausbau des Max-Planck-Campus Martinsried zu Standort für internationale Spitzenforschung mit bis zu 500 Mio. Euro mehr

Spermien auf dem richtigen Weg

Forscher finden einen neuen Mechanismus der männlichen Unfruchtbarkeit mehr

Dickere Nervenfasern lassen Mäuse schneller reagieren

Forscher schalten ein Protein in den Nervenfasern von Mäusen aus und erhöhen damit die Geschwindigkeit der Reizweiterleitung mehr

Das Netz des Todes

In einem neuen Ansatz der Krebsbekämpfung sollen molekulare Netze Tumorzellen in die Selbstzerstörung treiben mehr

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Bauwerke aus DNA

Das Leben auf der Erde ist aus unbelebten Komponenten entstanden. Können wir diesen Prozess im Labor nachstellen, und welche Werkzeuge benötigen wir dafür? Mit DNA-Origami, einer Faltkunst im Größenmaßstab weniger Millionstel Millimeter, lassen sich einzelne Bestandteile einer Zelle nachbauen mehr

Das Buch des Lebens lesen und verstehen

20 Jahre nach der Entschlüsselung des humanen Genoms: Wo steht die Forschung heute? mehr

ATP-Synthase: Mehr Saft aus roten Trauben

Forscher können Energieerzeugung in Zellen mit UV-Licht an- und ausschalten mehr

Weniger Versuchstiere dank sekundärer Nano-Antikörper

Max-Planck-Forscher entwickeln Alternative zu den meistgenutzten Antikörpern und ihrer ethisch umstrittenen Produktion in Versuchstieren mehr

Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau

Wissenschaftler entwickeln eine neue Methode, mit der sich jedes beliebige Protein aus jeder Art von Zelle direkt und schnell entfernen lässt mehr

Erstmals Proteom des menschlichen Herzens entschlüsselt

Wissenschaftler identifizieren fast 11.000 unterschiedliche Herzproteine mehr

Max-Planck-Forscher entwickeln eine Technik, mit der sie neue Proteine in unterschiedlichen Zelltypen des Mäusegehirns identifizieren können mehr

Zellulärer Stromausfall

Wissenschaftler entdecken Abbauweg für Proteine, der fehlerhafte Proteine zur Qualitätskontrolle in die Mitochondrien leitet mehr

Eine stabile Hülle für künstliche Zellen

Wissenschaftler entwickeln zellähnliche Lipidvesikel, die sie mit natürlichen Zellproteinen ausstatten können mehr

Verschiedene Gewebe reagieren unterschiedlich auf Behandlungen, die die Gesundheit im Alter verbessern mehr

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Die Grundlagen der Proteinfaltung

Chaperone sind Faltungshelfer in der Zelle. Sie sorgen dafür, dass Proteine eine korrekte Form einnehmen und nicht verklumpen, wie es beispielsweise bei neurogenerativen Krankheiten wie Alzheimer der Fall ist. mehr

Film: Chaperone - Faltungshelfer in der Zelle

Ohne korrekte Form geht nichts: Für die meisten Proteine gibt es viele Millionen Möglichkeiten, wie diese aus langen Aminosäureketten zusammengesetzten Moleküle gefaltet werden können – aber nur eine davon ist die richtige. In der Forschungsabteilung „Zelluläre Biochemie“ am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried wird untersucht, wie das Origami in der Zelle funktioniert und was passiert, wenn dabei etwas schief geht. Dabei interessieren Franz-Ulrich Hartl und sein Team sowohl die zugrunde liegenden Mechanismen als auch die Struktur der beteiligten Moleküle. mehr

Eine Bibliothek für Proteine

Etwa 12.000 Proteine stellt eine menschliche Körperzelle her, alle zusammen über 120.000 verschiedene Proteine. Matthias Mann vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried hat es sich zum Ziel gesetzt, das Proteininventar des Menschen zu erstellen. Kein einfaches Unterfangen, denn Proteine sind im Gegensatz zu Genen extrem variabel. Außerdem beeinflussen viele verschiedene Faktoren, welche Proteine eine Zelle produziert. Mit Massenspektrometrie, Nanochromatografie und spezieller Computer-Software kann er die Proteine trotzdem genau erfassen. mehr

Film: Schnüffeln für die Wissenschaft

Eva-Kathrin Sinner vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz arbeitet an künstlichen Nasen, Sensoren nach dem Vorbild der Natur. mehr

Film: Chemische Schere gegen HIV

Ein neues Enzym entfernt das Erbgut des Aids-Erregers aus den infizierten Zellen. mehr

Ursprung des Lebens

Dieser Podcast entführt Sie zu den Ursprüngen des Lebens, die weitgehend im Dunklen liegen. So vermuten manche Wissenschaftler, dass die Bausteine für Organismen buchstäblich vom Himmel gefallen sind. Welche Rolle die RNA-Moleküle bei der Entstehung des Lebens gespielt haben, steht bei anderen Forschern ebenso im Fokus wie das Problem der ersten Zellen.

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Erwin Neher und Bert Sakmann, Nobelpreis für Medizin 1991

Kennengelernt haben sie sich im Labor von Hans Dieter Lux am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München: Erwin Neher, geboren 1944 in Landsberg am Lech, und der zwei Jahre ältere, aus Stuttgart stammende Bert Sakmann. Neher studierte nach dem Abitur ab 1963 Physik an der TU München, "um Biophysiker zu werden", und ab 1966 an der University of Wisconsin. Seine Promotion schloss er 1970 bei Hans Dieter Lux ab. Sakmann hatte bis 1967 Medizin an den Universitäten in Tübingen, Freiburg, Berlin, Paris und München studiert und wurde nach dem Staatsexamen an der Ludwig-Maximilians-Universität München 1968 zunächst Medizinalassistent an der Universität und Wissenschaftlicher Assistent am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München. 1971 ging er an das University College London zu Bernard Katz und schloss dort 1974 seine medizinische Dissertation auf dem Gebiet der Elektrophysiologie ab. Ab 1976 arbeiteten Neher und Sakmann zusammen in Göttingen am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, wo sie die sogenannte Patch-Clamp-Technik entwickelten, eine Methode zum direkten Nachweis von Ionenkanälen in Zellmembranen und zur Erforschung der Signalübertragung innerhalb der Zelle und zwischen den Zellen. Für ihre bahnbrechenden Entdeckungen zur Funktion von einzelnen Ionenkanälen in Zellen erhielten Neher und Sakmann 1991 den Nobelpreis für Medizin.

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