Fadenwürmer trotzen extremer Trockenheit und ungünstigen Bodenbedingungen mit unterschiedlichen Fortpflanzungsstrategien und zeigen, wie Organismen sich an eine extreme Umwelt anpassen / Veröffentlichung in „Nature Communications”

Guanidin ist eine chemische Verbindung, die zur Stoffgruppe der organischen Basen zählt und in der Forschung bisher vor allem als toxisches Reagenz zum Aufbrechen der Strukturen von Proteinen und Nukleinsäuren verwendet wird. Wissenschaftler:innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben nun gemeinsam mit Partnerinstitutionen in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) den Nachweis veröffentlicht, dass Cyanobakterien, die eine zentrale Rolle in globalen Stoffkreisläufen spielen, Guanidin als Stickstoffquelle nutzen. Die Forschenden beleuchten die dahinterliegenden Mechanismen sowie das Potenzial für ein neues Werkzeug für nachhaltige biotechnologische Anwendungen.

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben eine Röntgenbeugungsmethode weiterentwickelt, die biologische Strukturen von der Nanometer- bis zur Millimeterskala erfasst – und die Messzeit dabei von etwa einem Tag auf rund eine Stunde verkürzt. Damit eröffnen sich vielseitige Möglichkeiten für die biomedizinische Forschung – von der Analyse von Knochen- und Gewebestrukturen bis hin zur Unterstützung bei der Entwicklung neuer Implantate.

Hydroperoxide sind starke Oxidationsmittel, die erheblichen Einfluss auf die chemischen Prozesse in der Atmosphäre haben. Jetzt konnte ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) zeigen, dass sich diese Substanzen auch mit Sonnenlicht aus α-Ketosäuren wie der Brenztraubensäure in Wolken, Regen und Aerosolwasser bilden. Diese Reaktionen könnten für 5 bis 15 Prozent des beobachteten atmosphärischen Wasserstoffperoxids (H₂O₂) in wässriger Phase verantwortlich sein. Damit sei jetzt mit der Photolyse von α-Ketosäuren eine weitere wichtige Quelle für atmosphärische Oxidationsmittel gefunden, schreiben die Forschenden in Science Advances, dem Open-Access-Journal des renommierten Wissenschaftsjournals SCIENCE. Da diese Oxidationsprozesse sowohl Bildung als auch Abbau von Partikeln und Luftschadstoffen beeinflussen, hat der neu entdeckte Reaktionsweg große Bedeutung für die Luftqualität und die Klimaprognosen.

Forschenden des Paul Scherrer Instituts PSI ist ein Durchbruch auf dem Weg zur praktischen Anwendung von Lithium-Metall-Festkörperbatterien gelungen – der nächsten Generation von Akkus, die mehr Energie speichern, sicherer sind und schneller laden als herkömmliche Lithiumionen-Batterien.

Inspiriert von biologischen Systemen versuchen Materialwissenschafter:innen seit langem, die Selbstorganisation zu nutzen, um Nanomaterialien herzustellen. Die Herausforderung: Der Prozess schien zufällig und schwer vorhersehbar. Nun haben Forschende des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) und der Brandeis University geometrische Regeln entdeckt, die als Hauptsteuerung für selbstorganisierende Partikel fungieren. Die Ergebnisse wurden in Nature Physics veröffentlicht und könnten von Proteindesign bis hin zu synthetischen Nanomaschinen angewendet werden.

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Jean-Jacques Hublin (Collège de France und Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie), David Lefèvre (Université de Montpellier Paul Valéry), Giovanni Muttoni (Università degli Studi di Milano) und Abderrahim Mohib (marokkanisches Institut National des Sciences de l’Archéologie et du Patrimoine, INSAP) berichtet über die Analyse neuer Homininenfossilien aus der Fundstätte Thomas Quarry I (Casablanca, Marokko). Mithilfe einer hochauflösenden magnetostratigraphischen Analyse, die die Brunhes-Matuyama-Grenze, die letzte große Umkehrung der geomagnetischen Polarität, sowie präzise zeitliche Marker des Quartärs detailliert erfasst, lassen sich diese Fossilien sehr genau auf ein Alter von 773.000 ± 4.000 Jahre datieren. In der in Nature veröffentlichten Studie werden afrikanische Populationen nahe der Basis der Abstammungslinie beleuchtet, aus der schließlich der Homo sapiens hervorging. Zudem liefert die Studie neue Erkenntnisse über die gemeinsamen Vorfahren von Homo sapiens, Neandertalern und Denisova-Menschen.

Dr. Maria Margarita Behrens zeichnet ihren Weg von Südamerika zum Salk Institute in einem Genomic Press Interview über Gehirn-Epigenomik und den Zellatlas der BRAIN Initiative nach.