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August 17th, 2008

Akustik verbessert markerfreie Interaktionsanalyse

Die britische <a href=http://www.ttplabtech.com>TTP LabTech</a> hat ihr Sortiment an Screening-Produkten um RAPid 4 erweitert. RAPid 4 ist ein Analysesystem für die markierungsfreie Interaktionsanalyse und basiert auf der neuartigen Resonant Acoustic Profiling (RAP) Technologie. <table> <td><% image name="TTP_RAPid4" %></td> <td align="right"> Der Nachweis molekularer Wechselwirkungen durch ein akustisches Verfahren bietet gegenüber optischen Biosensoren erhebliche Vorteile. So macht RAP zeitaufwendige Probenaufreinigungen überflüssig und liefert dennoch genaue kinetische, Affinitäts- und Konzentrationsmessungen auch mit komplexen biologischen Proben wie Blut, Serum, Zellkulturüberständen und periplasmatischen Extrakten. </td> </table><p> <small> RAPid 4 eignet sich etwa für die Entwicklung und Herstellung von Biotherapeutika sowie für Proteinexpressionsanalysen. </small> RAPid 4 weist dank des piezoelektrischen Effekts von Quarzkristall-Resonatoren die Assoziation und Dissoziation von Molekülen auf der Oberfläche des Kristalls direkt nach, was die Echtzeit-Charakterisierung und Quantifizierung von Proteinwechselwirkungen in Pufferlösungen und komplexen Gemischen ermöglicht. Derzeit bieten nur wenige Technologien die Möglichkeit, kinetische Daten dieser Qualität in Echtzeit über ein so breites Spektrum an Proben sowie Reinheits- und Konzentrationsgraden zu messen. RAPid 4 ermöglicht die Analyse von bis zu 4 Proben bzw. Probenkombinationen und Kontrollmaterialien gleichzeitig. Der Probendurchsatz liegt bei rund 350 Proben täglich. Die vollautomatische Plattform kann mehrere Tage ohne Unterbrechung betrieben werden. Die RAPid 4 Control Software erfasst und präsentiert die Rohdaten in Echtzeit. Bei der Konfigurierung der Probenanalyse helfen Analyseassistenten, durchgeführt wird sie mit der RAPid Workbench Software, die in wenigen Sekunden quantitative und kinetische Informationen liefert. Akustik verbessert markerfreie Interaktionsanalyse

Panoramablick in den Mikrokosmos

Die <a href=http://www.basf.de>BASF</a>-Forschung hat neue Bilder mit ihren Raster-Elektronen- und Transmissions-Elektronen-Mikroskopen geschossen. Das Resultat sind spektakuläre Einblicke in nanoskalige Dimensionen. <% image name="BASF_Emericella_nidulans" %><p> Was wie futuristische, ineinander verschlungene Skulpturen aussieht, ist eine Entwicklung der Natur. Die kugeligen Sporen des Schimmelpilzes Emericella nidulans sind von einer dünnen Schicht des Proteins Hydrophobin überzogen. Dank diesem wasserabweisenden Protein auf der Haut von Pilzen perlt Regenwasser gut ab. Weil diese Eigenschaften nicht nur für Pilze, sondern auch für technische Anwendungen nützlich sein können, interessieren sich auch Wissenschaftler für das Hydrophobin. BASF ist es als erstem Unternehmen weltweit gelungen, diesen Eiweißstoff in industriellen Mengen herzustellen. Dieses Protein bildet sehr dünne Filme auf Oberflächen jeder Art aus. Beispielsweise wird Glas durch diese Hydrophobinbeschichtung wasserabweisend, Teflon hingegen wasserliebend. Eine Beschichtung mit diesem Protein ist zudem temperatur-, säure- und laugenstabil. Hydrophobin-beschichtete Polymerschwämme könnten auch Diesel- bzw. Ölverschmutzungen von Gewässern beseitigen. Mit seinem breiten Eigenschaftsprofil ist das Protein für vielfältige Anwendungen geeignet. Es stabilisiert Pigment-Dispersionen und kann als Zusatz in Kosmetikprodukten dienen. Cremes und andere Emulsionen könnten so stabilisiert werden. Und das Gute daran: Hat das Protein seinen Zweck erfüllt, wird es in der Natur abgebaut. <% image name="BASF_PVP" %><p> <small> Diese stacheligen Gebilde sind Polyvinylpyrrolidon-Kugeln. Sie haben einen &Oslash; von ungefähr 100 Mikrometern und sind sehr porös. Deshalb lösen sie sich besonders schnell in Wasser auf, was bei einigen Prozessen viel Zeit sparen kann. An neuen Anwendungsmöglichkeiten für die stacheligen Kugeln forschen die Wissenschaftler bisher noch, aber sie könnten ähnlich denen des herkömmlichen Polyvinylpyrrolidons (PVP) sein. Dies weist gute Klebeigenschaften auf und wird in der Pharmazie für Tabletten oder als Bindemittel eingesetzt. In der Kosmetik findet es Verwendung in Haargel und Haarspray und wird als Ölfeldchemikalie genutzt. </small> <% image name="BASF_Aspergillus_niger" %><p> <small> Aspergillus niger ist in der Lage, verschiedene technisch nutzbare Enzyme wie Phytase, Glucanase und Xylanase zu bilden. Da der Pilz auf natürlichem Wege nur geringe Mengen dieser Biokatalysatoren produziert, wurde er gentechnisch so optimiert, dass er – sozusagen wie eine lebende Fabrik – große Mengen an Enzymen herstellt. Kultiviert wird der Pilz in Fermentern, wo er aus Zucker und Salzen über mehrere biochemische Schritte die Enzyme bildert. Am Bild ist das Mycel, eine Ansammlung von Zellfäden, von Aspergillus niger zu sehen. Die Fäden haben einen &Oslash; von rund 2-5 µm. </small> <% image name="BASF_Boscalid" %><p> <small> Die Aufnahme zeigt kristalline Partikel des Pflanzenschutzwirkstoffs Boscalid. Er bekämpft Schadpilze in Kulturpflanzen wie Obst, Gemüse oder Wein aber auch in Getreide und Raps. Boscalid besteht aus 1-10 µm großen Partikeln, die sich gleichmäßig auf der Blattoberfläche verteilen und einen schützenden Belag bilden. Ein besonders wichtiges Einsatzgebiet ist der Weinbau. Hier ist Boscalid unter dem Namen Cantus erhältlich und wird hauptsächlich gegen den Schadpilz Botrytis cinerea, auch Grauschimmel genannt, eingesetzt. </small> <% image name="BASF_Styrodur" %><p> <small> Der Dämmstoff Styrodur C (XPS) schützt Gebäude vor Hitze und Kälte und ist als grüne Hartschaumplatte ein Produkt der BASF direkt für den Endkunden in der Bauindustrie. Sein Materialgefüge ist homogener und feinporiger als das von herkömmlichem Styropor und damit wesentlich stabiler. Daher wird Styrodur C auch hauptsächlich zur Dämmung in druckbeanspruchten Anwendungen wie Fußböden eingesetzt. Der Dämmstoff wird aus einem Polystyrol hergestellt und mit CO2 aufgeschäumt. Aufgrund vieler kleiner Hohlräume hat der Schaumstoff nur wenig Gewicht. Die in den Hohlräumen eingeschlossene Luft ist im Vergleich zu einem festen Körper wie Stahl oder Glas ein schlechter Wärmeleiter, dadurch wird Styrodur C zu einem guten Dämmstoff. </small> <% image name="BASF_Neopor_Mikroskop" %><p> <small> Neopor ist die Weiterentwicklung von Styropor und besteht aus treibmittelhaltigem und damit ausdehnungsfähigem Polystyrolgranulat. Das Foto zeigt die im Grundzustand perlförmigen Granulat-Partikel, nachdem sie zu Schaumstoffblöcken weiterverarbeitet wurden. Durch eine innovative Technik ist es BASF gelungen, Infrarotabsorber und -reflektoren in den Schaumstoff einzuarbeiten. Sie verhindern die Leitung von Wärme auch bei niedriger Materialdichte. Dadurch hat Neopor ein deutlich verbessertes Dämmvermögen als klassische Materialien, da es genau so gut dämmt wie Styropor, aber weniger Material eingesetzt werden muss. Schaumstoffhersteller sparen so bis zu 50 % Rohstoffe. Zudem sind die Platten um etwa die Hälfte leichter als Styroporplatten. </small> <% image name="BASF_Nanobeschichtung" %><p> <small> Nanopartikel geben der Oberfläche dieser Textilfasern eine Struktur, die einen ähnlichen Effekt aufweist wie die Blätter der Lotuspflanze. Von den Blättern dieser Pflanze perlen Wasser und Schmutz einfach ab. Dieser Effekt macht die Fasern wasser- und schmutzabweisend. Milliarden von Nanoteilchen befinden sich dort so dicht nebeneinander, dass kein Staubkorn mehr dazwischen passt. Zwischen einem Schmutzpartikel und der Oberfläche der Textilfasern entsteht so eine Luftschicht, auf der die Verunreinigungen "schweben" – und von Wasser einfach weggespült werden können. Sogar hartnäckiger Schmutz lässt sich so leicht entfernen. </small> <% image name="BASF_Carbonyleisenpulver" %><p> <small> Carbonyleisenpulver (CEP) wurde vor 80 Jahren erstmals von der BASF industriell produziert. Es kann vielseitig eingesetzt werden, etwa in der klassischen Pulvermetallurgie beim Metallpulverspritzguss, bei der Herstellung von Diamantwerkzeugen, mikrowellenabsorbierenden Materialien und in Spulenkernen von elektronischen Bauteilen. CEP ist auch Bestandteil magnetischer Druckfarben zur Herstellung von Sicherheitsmerkmalen auf Kreditkarten, Tickets, Banknoten oder Ausweisen. Unter anderem wegen seiner einzigartigen elektromagnetischen Eigenschaften ist CEP konkurrierenden Materialien überlegen. Hergestellt wird CEP durch die thermische Zersetzung von Eisenpentacarbonyl. Im Verlauf dieses Zersetzungsprozesses bilden sich kugelförmige Eisenpartikel mit charakteristischer Schalenstruktur. </small> <% image name="BASF_SlurryGlos" %><p> <small> Der Klarlack SlurryGlos wird in der Automobilserienlackierung eingesetzt. Im Gegensatz zu anderen Autolacken ist er umweltschonender, da die organischen Lösemittel durch Wasser ersetzt wurden. Die hier sichtbaren Lackpartikel entstehen während der Dispergierung der Bindemittel in der wässrigen Phase. Nach dem Auftragen des Lacks verschmelzen diese Partikel beim Einbrennen zur farblosen, hochglänzenden Klarlackschicht. Diese ist besonders lichtbeständig, wetter- und kratzfest sowie widerstandsfähig gegenüber aggressiven Verschmutzungen wie etwa Vogelkot. Das Netzwerk außerhalb der Lackpartikel besteht aus Zusatzstoffen, die – in Verbindung mit der Partikelgröße – unter anderem wichtig sind für die das Auftragen des Klarlackfilms sowie seinen Verlauf auf dem jeweiligen Untergrund. </small> <% image name="BASF_Ultradescence" %><p> <small> Diese dünnen Plättchen erzeugen in Kosmetika einen besonderen Schimmereffekt. Sie bestehen aus reinem Titandioxid und sind unter dem Namen Ultradescence in vielen Kosmetikartikeln wie Lipgloss, Puder oder schimmernden Cremes zu finden. Indem BASF-Forscher die Dicke der Titandioxidplättchen variieren, können sie jede beliebige Farbe erzeugen. Da die Plättchen nur rund 5 µm lang und 0,6 µm dick sind, eignen sie sich besonders gut für Kosmetikartikel, da der Anwender die Partikel nicht spürt. Das Schimmern wird durch das Titandioxid erzeugt. Denn es reflektiert das Licht wie viele kleine Spiegel, ohne etwas davon zu absorbieren. Bisher ist Ultradescence in den Farben Grün, Gold, Rot, Violett und Blau erhältlich. </small> <% image name="BASF_Meyco" %><p> <small> Diese kleinen Partikel besitzen viel Kraft, denn sie verfestigen loses Gestein - etwa im Tunnelbau. Dabei handelt es sich um den Kunststoff Meyco MP 364 Flex, der durch die Reaktion zweier flüssiger Komponenten entsteht: modifiziertes Polyisocyanat und Wasserglas. Beide Bestandteile werden vor Ort über einen Statikmischer vermischt und auf der Baustelle in das Gestein eingepresst. Dort härtet das Gemisch in wenigen Minuten aus und stabilisiert so die Gesteinsformation. Ein weiterer Vorteil dieses Kunststoffes ist, dass er nur sehr schwer entzündet werden kann und so zum Brandschutz beiträgt. </small> <% image name="BASF_Omega3" %><p> <small> BASF Plant Science ist es gelungen, Rapspflanzen gentechnisch so zu optimieren, dass sie ungesättigte Omega-3-Fettsäuren herstellen können. Diese Fettsäuren wirken sich positiv auf die Gesundheit des Menschen aus, da sie das Risiko für Schlaganfall und Herz- und Kreislauferkrankungen senken. Der menschliche Körper kann diese Fettsäuren nicht selber bilden. BASF-Forscher haben die Gene von Tiefseealgen, die für die Produktion der Fettsäuren zuständig sind, in Rapspflanzen übertragen. Das neuartige Rapsöl soll in Lebensmitteln wie Joghurt und Käse oder als Nahrungsergänzungsmittel angeboten werden. Die Aufnahme zeigt Rapspollen auf einem Blütenblatt. </small> Panoramablick in den Mikrokosmos

Coperion liefert größte Aufbereitungslinien für POM

Die 2 bisher größten Aufbereitungslinien für Polyoxymethylen (POM) hat die Stuttgarter <a href=http://www.coperion.com>Coperion Werner & Pfleiderer</a> an ein Unternehmen in Ostchina geliefert. Die Anlagen dienen zum Compoundieren, Entgasen, Stabilisieren und Granulieren des Rohpolymerisats. <% image name="Coperion_POM" %><p> <small> Bei den beiden bisher größten Aufbereitungslinien für POM hat alleine das Verfahrensteil des ZSK MEGAcompounder mit 250 mm Schneckendurchmesser eine Länge von mehr als 10 m. Zu sehen sind die versandfertig montierten Schneckengehäuse mit den 3 Entgasungen. © Coperion </small> Jedes der Compoundiersysteme ist für einen Durchsatz von 4.000 kg/h ausgelegt und umfasst die Materialzufuhr, einen ZSK MEGAcompounder mit 250 mm Schneckendurchmesser, einen kontinuierlich betriebenen Siebwechsler sowie eine speziell für diese Anwendung optimierte Wasserringgranulierung WRG 320 für 2 mm Granulat und ein Zwischensilo für das trockene Endprodukt. Jedem ZSK MEGAcompounder vorgeschaltet ist ein gravimetrisches Dosiersystem mit mehreren Beschickungen. Beim Aufbereiten des POM-Rohpolymerisats besteht ein sehr hoher Entgasungsbedarf. Neben der hohen Entgasungsleistung durch die Vakuumdome hat sich das hohe Drehmoment beim ZSK MEGAcompounder als sehr vorteilhaft für die Produktqualität erwiesen. Coperion liefert größte Aufbereitungslinien für POM

TSQ Vantage: Empfindlichstes LC-MS/MS am Markt

Thermo Fisher Scientific hat das neue Triple Quadrupole Massenspektrometer <a href=http://www.thermo.com/tsqvantage>TSQ Vantage</a> vorgestellt. Dieses neue Tandem LC-MS/MS-System ist bis zu 10 Mal empfindlicher als andere Triple-Quadrupole-Geräte auf dem Markt, ohne dabei ein entsprechend höheres Rauschen zu erzeugen. <% image name="Fisher_Scientific__Vantage" %><p> <small> Viele heutige Tandem LC-MS/MS-Systeme werben zwar mit ihrer hohen Empfindlichkeit, erzielen diese aber wegen des starken chemischen Rauschens nur unter Verlust von Präzision und Spezifität. Das TSQ Vantage bietet im Vergleich zur TSQ Quantum-Serie das 10fache Signal-Rausch-Verhältnis und verweist damit andere Triple-Quadrupole-Geräte im Markt auf die Plätze. </small> Mit dem neuen System können Wissenschaftler, die mit kleinen Molekülen, Biomolekülen und Peptiden arbeiten, Verbindungen im Ultraspuren-Bereich detektieren; und das mit größter Präzision. Damit bietet es enorme Wettbewerbsvorteile für Unternehmen, die Verbindungen der nächsten Generation wie etwa Biosimilars möglichst schnell, zuverlässig und erfolgreich durch die behördlichen Prüfungen bringen wollen. Seine Leistungsstärke verdankt das Gerät technischen Innovationen bei der Ionisierungseffizienz und Ionentransmission. Das ionenoptische S-Linsen-System des TSQ Vantage nutzt eine neuartige Technologie elektrostatischer Felder, erfasst damit praktisch jedes einzelne Ion und überträgt es effizient in den HyperQuad Quadrupole-Massenanalysator. Das S-Linsen-Design stellt im Vergleich zum bisherigen Design auf Basis von Hochdruck-Ionenquellen mit Skimmer einen beträchtlichen Fortschritt dar, denn es eliminiert die Massendiskriminierung und senkt die Gaslast bei den teuren Turbo-Molekularpumpen. Dadurch bleibt die Ionenoptik länger frei von Verunreinigungen, sodass die Empfindlichkeit unbeeinträchtigt bleibt. TSQ Vantage: Empfindlichstes LC-MS/MS am Markt

August 13th

Lanxess verlegt Konzernzentrale nach Köln

<a href=http://www.lanxess.de>Lanxess</a> will seine Zentrale von Leverkusen nach Köln zu verlegen. Der Umzug soll bis 2011 erfolgen. Das Unternehmen nimmt nun intensive Gespräche mit der Stadt Köln über mögliche Standorte auf. Lanxess verlegt Konzernzentrale nach Köln <% image name="Lanxess_HQ" %><p> "Damit wir unseren Wachstumskurs auch in Zukunft effizient steuern können, benötigen wir eine Zentrale, die uns optimale Bedingungen bietet", begründet Lanxess-Chef Axel C. Heitmann. "Köln hat sich in den vergangenen Jahren eindrucksvoll entwickelt und verfügt über eine in Nordrhein-Westfalen einzigartige Infrastruktur mit besten Verkehrsanbindungen." Rund die Hälfte der weltweit über 15.000 Lanxess-Mitarbeiter arbeitet in Nordrhein-Westfalen. Derzeit sind wichtige Leitungsfunktionen bei Lanxess über zahlreiche Gebäude im Chempark Leverkusen verteilt und die Kapazitäten für geeignete Büros und Parkmöglichkeiten ausgeschöpft. In der neuen Zentrale sollen diese Managementbereiche unter einem Dach gebündelt werden. Vom Umzug betroffen sind 500 der 8.000 Mitarbeiter in Deutschland. Finanziert wird der Neubau über einen externen Investor. "Leverkusen bleibt aber unser größter und wichtigster Produktionsstandort mit den meisten Mitarbeitern. Hier werden wir uns auch weiterhin in hohem Maße engagieren. Allein in diesem und dem nächsten Jahr werden wir hier rund 200 Mio € investieren", so Heitmann. Das Gebäude der derzeitigen Konzernzentrale wird Lanxess nach dem Umzug ebenfalls weiter nutzen. <small> Bereits im Juni hatte der Konzern bekannt gegeben, dass das Unternehmen neuer Namensgeber für die ehemalige Kölnarena ist, die seitdem Lanxess-Arena heißt. </small>

Wacker verbessert Amdoxovir-Synthese für RFS Pharma

<a href=http://www.wacker.com>Wacker</a> und <a href=http://www.rfspharma.com>RFS Pharma</a> haben einen Vertrag über die Nutzung eines proprietären Syntheseverfahrens von Wacker zur Herstellung des wichtigsten HIV-Medikaments von RFS, Amdoxovir (DAPD), abgeschlossen. Amdoxovir befindet sich derzeit in Phase II im US-Zulassungsverfahren für neue Medikamente. <% image name="Wacker_Logo" %><p> Wacker hat einen patentierten Herstellungsprozess entwickelt, bei dem durch eine effizientere und skalierbare Synthese die Produktionskosten von Amdoxovir gesenkt werden können. <% image name="Fermenter_Bullauge" %><p> Im Rahmen der Vereinbarung erhält RFS Pharma die exklusiven Nutzungsrechte für dieses neue und verbesserte Syntheseverfahren. Amdoxovir gehört zur Klasse der Nukleosid-analogen Reverse-Transkriptase-Hemmer (NRTIs) und wurde mehr als 200 Erwachsenen in 7 klinischen Studien der Phase I und II sicher verabreicht. <blockquote><small> RFS Pharma betreibt in Tucker, Georgia, auf einer Fläche von mehr als 2400 m² seine Forschungs-Einrichtungen. Das private Biotech setzt seine Expertise im Bereich der Nukleosidchemie für die Entwicklung von Medikamenten zur Bekämpfung von Infektionen, hervorgerufen durch resistente HIV- und Hepatitis-Viren, ein. </small></blockquote> Wacker verbessert Amdoxovir-Synthese für RFS Pharma

Jenaer Forscher erzeugen neue Form von Copolymeren

Materialwissenschaftler rund um Klaus Jandt ist es an der Uni Jena gelungen, eine neue Form von Copolymere zu erzeugen. Sie könnten sich künftig als hochfeste Kunststoffe am Markt bewähren. Jenaer Forscher erzeugen neue Form von Copolymeren <% image name="Jena_Copolymer1" %><p> <small> Die Herstellung des Copolymer-Films: Dabei werden die spaghettiartigen Kunststoffmoleküle in eine Richtung gestreckt, wodurch eine hohe Ordnung entsteht. &copy; Thomas Keller/IMT </small> <blockquote><small> <b>Copolymere</b> bestehen aus mindestens 2 verschiedenen Komponenten, sogenannten Meren, in einer Kette. Sie werden vor allem bei Klebeverbindungen, Recycling von Kunststoffen und bei der Entwicklung neuer Kunststoffe mit einstellbaren Eigenschaften eingesetzt. Aber auch in der Natur sind Copolymere ein Hauptbaustoff alles Lebendigen, etwa in Form von Eiweißen oder Seide. </small></blockquote> Bei den Untersuchungen schmolzen die Forscher die Copolymere zunächst auf. "Aus der Schmelze zogen wir einen extrem dünnen Film, der nur rund 100 Nanometer dick war", erklärt Thomas Keller vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Uni Jena. Dies ist erstaunlich, da die beiden enthaltenen Komponenten normalerweise einen möglichst großen Abstand voneinander einnehmen wollen. <% image name="Jena_Copolymer2" %><p> <small> Das linke Bild zeigt den aus der Schmelze gezogenen Copolymer-Film. Das rechte Bild zeigt den gleichen Copolymer-Film nach einer Wärmebehandlung. Die Ordnung geht dabei fast vollständig verloren. &copy; Thomas Keller/IMT </small> Keller erreichte die Annäherung auf wenige Milliardstel Meter durch einen Trick: Da die Copolymere aus bindfadenartigen Molekülketten bestehen, die normalerweise als Knäuel vorliegen, richtete er sie durch Ziehen neu in die Zugrichtung aus und brachte sie eng zusammen - in etwa vergleichbar mit Spaghetti, die mit der Gabel vom Teller gezogen werden. "Dabei ordnen sich die 2 Komponenten in einer neuen Form, den Copolymer-Nadeln, an", erläutert Keller. Damit konnte er zeigen, dass die Form eines Copolymers durch eine vergleichsweise einfache Behandlung gezielt eingestellt werden kann. Damit lassen sicht etwa Eigenschaften von optischen Leitern, Autoreifen oder Bauteilen aus recycelten Kunststoffen optimieren. "Die Ausrichtung der Copolymerketten in eine Richtung des Films macht diese Kunststoffe potenziell sehr zugfest, was sie für neue hochfeste Kunststoffe oder für optische Anwendungen interessant macht", ergänzt Jandt. Hierzu wollen die Jenaer Materialwissenschafter demnächst größere Copolymerfilme herstellen. <small> T. Keller, C. Semmler, K. D. Jandt: "Strain-Induced Phase Morphology in Melt Drawn Ultrathin Highly Oriented Block Copolymer Films", Macromol. Rapid Commu., 29, 2008, 876. </small>

Vom Trainingslager der T-Zellen

Der Immunologe Ludger Klein, langjähriger Forschungsgruppenleiter am Wiener IMP, konnte mit seinen Kollegen "Autophagie" als wichtigen Mechanismus der T-Zell-Schulung identifizieren. Diese Erkenntnisse könnten zur Entschlüsselung von Autoimmunerkrankungen wie Morbus Crohn beitragen. Vom Trainingslager der T-Zellen <% image name="thymische_Epithelzelle" %><p> <small> Thymische Epithelzellen unter dem Fluoreszenzmikroskop. Blau: Zellkern; rot: Zytoplasma; grün: Zellbestandteile mit aktiver Autophagie. © IMP (2) </small> T-Zellen schützen den Körper vor Infektionen, indem sie Pathogene erkennen und gezielt zerstören. Damit sie aber nicht den eigenen Körper angreifen, müssen sie lernen, zwischen "körpereigen" und "körperfremd" zu unterscheiden. Funktioniert dies nicht, entstehen Autoimmunerkrankungen wie Typ1 Diabetes oder Multiple Sklerose. Diese Selbst-Toleranz lernen die T-Zellen bereits im Thymus, dem Organ, in dem täglich einige Millionen dieser Zellen produziert werden. Schon während früherer Arbeiten entdeckte Ludger Klein, dass die "thymischen Epithelzellen" praktisch jedes Eiweiß des gesamten Körpers produzieren und den T-Zellen präsentieren. Im übertragenen Sinne wird so ein Abbild sämtlicher Organe in den Thymus projiziert. Noch ehe eine gesunde T-Zelle den Thymus verlässt, hat sie folglich alle körpereigenen Proteinstrukturen kennen gelernt, die es zu verschonen gilt. Rätselhaft war bist dato jedoch, wie die thymischen Epithelzellen die in ihrem Zellinneren "versteckten" Selbstantigene für T-Zellen sichtbar machen. Jetzt konnten Ludger Klein und sein Team zeigen, dass hierzu ein Mechanismus zweckentfremdet wird, den Zellbiologen bereits lange in einem anderen Zusammenhang kennen. <table> <td><% image name="Ludger_Klein" %></td> <td align="right"> Dieser als Autophagie ("sich selbst Essen") bekannte Prozess wird normalerweise im Körper genutzt, um "alte" Zellbausteine abzubauen und daraus Energie zu gewinnen oder neue Strukturen zu schaffen.<p> Die neuen Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass die Autophagie thymischer Epithelzellen zur Herstellung von Eiweiß-Fragmenten (Epitopen) mit dem Ziel der Schulung/Toleranzinduktion von T-Zellen genutzt wird: Mittels Autophagie werden diese Epitope aus Eiweißen im Zytoplasma "herausgeschnipselt" und an die Zelloberfläche geschleust, wo sie anschließend den reifenden T-Zellen präsentiert werden. </td> </table><p> <small> Ludger Klein, Gruppenleiter am IMP von 2002-2007, seit Ende 2007 Professor an der LMU München. </small> Die Bestätigung für diese Vermutungen erhielt Kleins Mitarbeiterin Jelena Nedjic, eine im Rahmen des PhD-Programms am IMP beschäftigte Forscherin aus Serbien, in einem entscheidenden Experiment: Labormäuse, deren Autophagie-Mechanismus gezielt in den thymischen Epithelzellen inaktiviert wurde, entwickelten plötzlich massive Autoimmunsymptome, da ihre T-Zellen den eigenen Körper attackierten. Diese Erkenntnisse könnten helfen, die Entstehung menschlicher Immunerkrankungen zu erklären. So konnte erst kürzlich durch 2 andere Arbeitsgruppen eine bisher ungeklärte genetische Verbindung zwischen Autophagie und Morbus Crohn, einer Autoimmunerkrankung der Darmschleimhaut, nachgewiesen werden. <small> Ludger Klein et. al.: "Autophagy in Thymic epithelium shapes T-cell repertoire and is essential for tolerance." Nature, DOI: 10.1038/nature07208 </small>

Pannenhelfer der Antibiotika-Produktion entschlüsselt

Forscher rund um Volker Dötsch an der Uni Frankfurt ist es gelungen, einen Pannenservice zu entschlüsseln, der eingreift, wenn die Antibiotika-Produktion ins Stocken gerät. Ohne diesen molekularen Reparaturservice wäre die Produktion von Antibiotika in den Mikroorganismen um etwa 80 % geringer. <% image name="Thioesterase_II" %><p> <small> 3D-Struktur des Pannenhelfers bei der Antibiotika-Synthese, Thioesterase II. &copy; Alexander Koglin </small> Bereits <a href=http://chemiereport.at/chemiereport/stories/3328>2006</a> hatte das Team einen "Shuttle-Dienst" entdeckt, mit dem das Antibiotikummolekül während der Synthese von einem Modul zum anderen weitergereicht wird. Kleine, zwischen die Synthesemodule geschaltete Transporteiweiße (Peptidyl-Carrier-Proteine, PCP) befördern das entstehende Molekül von einem Modul zum anderen. Doch wie bei allen linearen Syntheseprozessen besteht auch hier die Gefahr, dass der Ausfall nur eines Moduls die gesamte Produktionskette lahm legt. Besonders anfällig für Störungen sind dabei die Transporteiweiße. <% image name="Thioesterase_II2" %><p> <small> Die Surfactin-Thioesterase-II (links oben) und ihr Reaktionspartner, die T-Domäne (links unten) wirken zusammen (rechts). &copy; Uni Marburg/AG Marahiel </small> Um die kontinuierliche Produktion der für die Mikroorganismen wichtigen Substanzen zu garantieren, hat die Natur daher einen Reparaturservice eingerichtet, der wie ein Pannenservice auf der Autobahn nach defekten Modulen Ausschau hält und wieder instand setzt. Per Magnetischen Kernspinresonanz konnten die Forscher die Struktur und Funktionsweise dieses Reparatureiweißes <b>Thioesterase II</b> sowie eines Komplexes dieses Proteins mit einem Transporteiweiß aufklären. "Pannen" entstehen, wenn die "Andockstelle" des Transporteiweißes, ein bestimmter Ko-Faktor, von Molekülen blockiert wird, die nichts mit der Antibiotikasynthese zu tun haben. Wie die Thioesterase II zwischen einem falsch angedockten Molekül und der wachsenden Antibiotikumkette unterscheidet, das konnten die Forscher beantworten, nachdem sie die Struktur der Thioesterase II aufgeklärt hatten. Der Pannenhelfer ist ein großes Eiweißmolekül, dessen aktives Zentrum, in dem die Reparaturen stattfinden, sich in einer flachen Mulde befindet. Diese ist gerade groß genug, um den Ko-Faktor, modifiziert mit einem kleinen Molekül aufzunehmen. Größere Moleküle, wie die gerade entstehende Antibiotikumkette, passen in diese mobile Reparaturwerkstatt nicht hinein und werden daher auch nicht angetastet. <small> Alexander Koglin, Frank Löhr, Frank Bernhard, Vladimir R. Rogov, Dominique P. Frueh, Eric R. Strieter, Mohammad R. Mofid, Peter Güntert, Gerhard Wagner, Christopher T. Walsh, Mohamed A. Marahiel & Volker Dötsch: Structural basis for the selectivity of the external thioesterase of the surfactin synthetase, Nature, 14. August 2008, doi:10.1038/nature07161 </small> Pannenhelfer der Antibiotika-Produktion entschlüsselt

August 12th

Forschen für mehr Sicherheit bei "Gen-Pflanzen"

In einem Verbundprojekt erforscht Reinhard Hehl von der TU Braunschweig die Auswirkungen gentechnischer Veränderungen beim Raps und entwickelt Methoden, um diese Veränderungen präzise durchzuführen. Forschen für mehr Sicherheit bei "Gen-Pflanzen" <% image name="Versuchsflaeche_JKI" %><p> <small> Versuchsflächen des Julius Kühn-Instituts mit gentechnisch verändertem Raps &copy; Stefan Kühne </small> Bisher wurden neue Gene zufällig an einem Ort im Genom integriert. Dabei ist vorher nicht bekannt, ob an diesem Ort die gewünschte Eigenschaft des Gens beobachtet wird und ob andere Gene in der Pflanze negativ beeinflusst werden. Projektleiter Hehl will künftig den Ort, an dem ein Gen integriert wird, aber bereits vor dem Einfügen kennen: "Gene sollen nur dort integriert werden, wo wir sie haben wollen. Das heißt in vorher gut charakterisierten Stellen im Genom." Dabei soll ausgeschlossen werden, dass durch die Integration des Gens unerwünschte Nebeneffekte wie etwa neue Mutationen auftreten. Zudem soll sichergestellt werden, dass das neue Gen an diesem Ort seine erwartete Wirkung in der Pflanze zeigt. Wie kann die unerwünschte Übertragung gentechnischer Veränderungen auf andere Pflanzen verhindert werden? Mit dieser Frage beschäftigt sich das Verbundprojekt ebenfalls. Solche Übertragungen sind unter anderem möglich, wenn durch Pollenflug nicht gentechnisch veränderte Pflanzen von genetisch veränderten bestäubt werden. Eine solche Übertragung kann verhindert werden, wenn die gentechnische Veränderung nur mütterlicherseits vererbt wird. Dabei würde der männliche Pollen einer genetisch veränderten Pflanze die gentechnische Veränderung nicht tragen. Ein anderer Ansatz sieht vor, die rekombinante Veränderung bei der Pollenentwicklung zu entfernen. <blockquote><small> <b>An dem Verbundprojekt</b> sind auch die Uni Karlsruhe, das Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie Golm, die Uni Hamburg, das Julius Kühn-Institut Quedlinburg und das Johann Heinrich von Thünen-Institut, Großhansdorf, beteiligt. Das deutsche Forschungsministerium fördert es mit mehr als 1 Mio €. </small></blockquote>

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