Pflanzenschutzmittel schützen Kulturpflanzen vor Schädlingen, Krankheiten und Unkräutern. Viele der Fungizide, Herbizide und Insektizide wirken sich aber auch negativ auf Organismen aus, die nicht das primäre Ziel ihres Einsatzes sind, zum Beispiel Bestäuberinsekten oder Fische. Wie sich deren Verhalten nach Exposition mit Pflanzenschutzmitteln ändert, steht jetzt im Fokus der lebensraumübergreifenden Studie von Wissenschaftler:innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ). Die im Tiermodell gefundenen Verhaltensänderungen fielen deutlich aus und sind ein Hinweis auf die Wirkung von Pflanzenschutzmitteln auf Nicht-Zielorganismen in der Natur. Die Arbeit zeigt, dass es für eine bessere Risikobewertung von Pflanzenschutzmitteln notwendig ist, künftig komplexere und damit relevantere Verhaltenstests einzubeziehen. Die Studie ist im Fachmagazin Environment International erschienen.

Können Beweise aus mathematischer Spitzenforschung in Zukunft mit zumutbarem menschlichen Aufwand so aufbereitet werden, dass sie vom Computer in Echtzeit verifiziert werden können? Dazu wollen Prof. Dr. Christoph Thiele und Prof. Dr. Floris van Doorn vom Exzellenzcluster Hausdorff Center for Mathematics (HCM) der Universität Bonn beitragen. Beide Forschende haben gemeinsam einen begehrten Synergy Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC) eingeworben. In den nächsten sechs Jahren fördert die Europäische Union das Projekt „Harmonic Analysis with Lean Formalization“ (HALF) mit insgesamt 6,4 Millionen Euro. Lean ist eine relativ neue Programmiersprache, die sich zunehmend als Standard für die mathematische Formalisierung etabliert.

Langlebige Kondensstreifen entstehen überwiegend nicht im wolkenfreien Himmel, sondern innerhalb bereits bestehender Eiswolken. Zu diesem Ergebnis kommt ein Wissenschaftlerteam des Forschungszentrums Jülich, der Universität zu Köln, der Bergischen Universität Wuppertal und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Mikroorganismen im Schwarzen Meer können große Mengen an Lachgas (N2O) produzieren, einem starken Treibhausgas. Das Gas erreicht aber nie die Atmosphäre. Es wird schnell von anderen Mikroorganismen verbraucht, die es in harmloses Stickstoffgas (N2) umwandeln. Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie haben nun untersucht, wie das funktioniert und wer daran beteiligt ist.

Eine neue Forschungsmitteilung hoher Priorität in Genomic Psychiatry von Professor Yogesh Dwivedi und Kollegen an der University of Alabama at Birmingham berichtet über ursprüngliche Forschungsbefunde, die zeigen, dass lange nicht-kodierende RNAs (lncRNAs) am stressverbundenen Chromatin-Silencing während der Glukokortikoidrezeptor (GR)-Aktivierung beteiligt sind. Unter Verwendung eines in vitro neuronalen Modells identifizierte das Team 79 signifikant veränderte lncRNAs (44 hochreguliert, 35 herunterreguliert; p kleiner als 0,05) nach GR-Überexpression, wobei mehrere physisch mit dem Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) über EZH2 und die Histon-Markierung H3K27me3 interagierten. Diese lncRNAs korrelierten invers mit der Expression benachbarter Gene (R gleich minus 0,21, p kleiner als 0,005) und reprimierten Gene, die für synaptische Kommunikation und neuronale Signalübertragung wesentlich sind. Die Entdeckung bietet eine mechanistische Verbindung zwischen chronischer Stressexposition und dauerhafter Genrepression und legt nahe, dass lncRNAs als molekulare Signaturen oder Interventionsziele bei Major Depression dienen könnten.

Eine umfassende Übersichtsarbeit, die in Brain Medicine veröffentlicht wurde, zeigt, dass Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota eng mit Schlafstörungen bei mehreren Erkrankungen verbunden sind, einschließlich Insomnie, obstruktiver Schlafapnoe, Störungen des zirkadianen Rhythmus, Narkolepsie und REM-Schlaf-Verhaltensstörung. Die Darmmikrobiota beeinflusst den Schlaf über metabolische Wege, die Gallensäuren und kurzkettige Fettsäuren umfassen, neuronale Wege einschließlich des Vagusnervs und der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse sowie Modulation des Immunsystems. Veränderungen in der Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse wurden bei Schlafstörungen und Erkrankungen mit komorbiden Schlafstörungen beobachtet, einschließlich Depression, Angststörungen, Autismus-Spektrum-Störung und Parkinson-Krankheit. Auf die Mikrobiota ausgerichtete Interventionen, einschließlich Probiotika, Präbiotika, Synbiotika und fäkaler Mikrobiota-Transplantation, zeigen vielversprechende Ergebnisse in klinischen Studien zur Verbesserung der Schlafqualität und stellen eine neuartige Strategie zur Entwicklung therapeutischer Ansätze zur Behandlung von Schlafstörungen und zur Verbesserung der allgemeinen Hirngesundheit dar.

Von winzigen Moosen über filigrane Farne bis zu riesigen Bäumen – Landpflanzen zählen zu den komplexesten fotosynthetischen Organismen der Erde. Ihre Geschichte begann jedoch eher unscheinbar: bei Grünalgen, die vor Hunderten von Millionen Jahren lebten. Unter den Vorfahren sticht eine Gruppe heraus, die noch heute in der Natur vorkommt: die Süßwasseralge Coleochaetophyceae. Einige Arten dieser Gruppe bilden aus Zellfäden dichte Geflechte mit scheibenförmiger Gestalt. Was auffällig ist: Die nächsten lebenden Verwandten der Landpflanzen sind einfacher gebaute Algen. Das deutet darauf hin, dass Komplexität im Laufe der Evolution mehrfach aufgetreten und wieder verschwunden ist. Entscheidend war dabei, wann und wie Gene aktiviert wurden. Zu dem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam, das unter der Leitung der Universität Göttingen die Entwicklung der Alge Coleochaetophyceae neu beleuchtet hat. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht.