aktualitäten 2022

In grossen Gruppen ist die Überlebenschance der Mitglieder oft grösser als in kleinen. Bei einigen Buntbarscharten helfen deshalb unverwandte Gruppenmitglieder bei der Aufzucht von Nachkommen. Forschende der Universität Bern konnten nun erstmals in einer experimentellen Studie belegen, dass sich altruistisch wirkende Hilfe durch natürliche Selektion entwickeln kann, indem sie durch gezielte Steigerung der Gruppengrösse die Überlebenschancen der Brutpflegehelfer langfristig erhöht.

Neuronale Netzwerke sind lernende Algorithmen, die sich durch Training mit vorhandenen Daten der Lösung einer Aufgabe annähern. Meist ist aber unklar, wie genau sie dies bewerkstelligen. Zwei junge Basler Physiker haben nun Formeln hergeleitet, mit denen man die optimale Lösung ganz ohne Training eines Netzwerks ausrechnen kann.

Erfreuliche Nachrichten aus der Antarktis: Forschende haben Kaiserpinguine untersucht und in den Mägen der Tiere kein Mikroplastik gefunden. Die Studie der Universität Basel und des Alfred-Wegener-Instituts leistet einen wichtigen Beitrag zur Einschätzung von Umweltverschmutzungen am Südpol. Die Forschenden untersuchten eine Kolonie von Kaiserpinguinen in der abgelegenen Atka-Bucht am nordöstlichen Rand des Ekström-Schelfeises.

Der Stoffwechsel ist für alle Organismen von entscheidender Bedeutung, und es ist nicht einfach, die chemischen Reaktionen, die das Leben erst möglich machen, zu modellieren. An der EPFL haben Wissenschaftler REKINDLE veröffentlicht, das den Weg für effizientere und genauere Modellierungen von Stoffwechselprozessen mithilfe von Deep Learning ebnet.

Mutationen in einem bestimmten Molekül führen bei Mäusen zu schweren Schäden in der Struktur und in der mineralischen Zusammensetzung des Zahnschmelzes. Dies zeigen Forschende des UZH-Zentrums für Zahnmedizin in einer Studie, die genetische, molekulare und bildgebende Verfahren kombiniert. Zahnschmelz ist das härteste organische Gewebe in der Natur und hat eine sehr komplexe Struktur aus Mineralien und schmelzspezifischen Proteinen.

Forschende der ETH Zürich untersuchen in den Alpen, wie die Vegetation auf die Klimaerwärmung reagiert - und weshalb alpine Pflanzengesellschaften Neuankömmlingen aus tieferen Lagen nach wie vor standhalten. Der Blick aus dem Autofenster gleicht für kurze Zeit dem Blick aus einem Flugzeug: Tief unten liegt Chur, die Häuser wirken wie Miniaturspielzeug und Autos wie Ameisen, die um dieses Spielzeug herumkurven.

Der Biologe Daniel Richter hat eine Methode entwickelt, die Proteine stabil mit einem Wirkstoff oder einem Biomarker verbindet. In Zukunft möchte er sie dazu nutzen, um Tumorzellen zu erkennen und bessere Krebsmedikamente herzustellen. Weisse Oberflächen, bunte Flüssigkeiten in Glasbehältern und Geräte, die wie Küchenmaschinen aussehen.

Weil sie sich in der Umwelt nicht nachweisen liessen, blieben die kleinsten aller Kunststoffpartikel bisher weitgehend unerforscht. Nun zeigen Forschende der Eawag: Nanoplastik bleibt am Schleim kleben, der etwa auf Steinen in Fliessgewässern zu finden ist. Dort wird der Kunststoff von Süsswasserschnecken aufgenommen, die sich von diesem Biofilm ernähren.

Krebszellen ähneln in ihren Eigenschaften Stammzellen und sind extrem anpassungsfähig. Forschende der Universität Basel haben vielversprechende Wirkstoffe identifiziert, die Zellen eines hochaggressiven Brustkarzinoms künstlich reifen lassen und dadurch in einen Zustand überführen, der gesunden Zellen ähnelt.

Wissenschaftler der EPFL haben einen systemgenetischen Ansatz verwendet, um neue genetische und umweltbedingte Modulatoren der Gallensäurehomöostase zu entdecken. Ihre Ergebnisse könnten Auswirkungen auf die Behandlung bestimmter Stoffwechselerkrankungen haben. Gallensäuren sind eine große Gruppe von Cholesterinderivaten, die für ihre Rolle bei der Erleichterung der intestinalen Fettabsorption bekannt sind.

Zilien sind kleine haarähnliche Organellen an Zellen, die Funktionen wie Beweglichkeit und Signalübertragung Übernehmen. Ein Forschungsteam hat nun entdeckt, dass die Basis von Zilien ein hochspezialisierter Transportknotenpunkt ist, an dem Züge und ihre Fracht für den Transport zusammengestellt werden.

Wissenschaftlern der EPFL ist es zum ersten Mal gelungen, Bakterien dazu zu bringen, spontan fluoreszierende Kohlenstoffnanoröhrchen anzunehmen. Dieser Durchbruch ebnet den Weg für neue biotechnologische Anwendungen von Prokaryoten, wie z. B. die Verfolgung von Bakterien im nahen Infrarotbereich und "lebende Photovoltaik", Geräte, die Energie mithilfe von lichtempfangenden Bakterien erzeugen.

Chronische Erkrankungen führen meist zu einer Fibrose, bei der das Organgewebe vernarbt und abstirbt. Forschende der Universität Zürich haben nun eine Immuntherapie entwickelt, die sich spezifisch gegen die Urheber - aktivierte Fibroblasten - richtet, die normalen Bindegewebszellen jedoch verschont.

Wissenschaftler der EPFL haben eine Implantationstechnik entwickelt, die einen beispiellosen optischen Zugang zum "Rückenmark" der Essigfliege Drosophila melanogaster ermöglicht. Diese Arbeit könnte zu Fortschritten in den Bereichen Neurowissenschaften, künstliche Intelligenz und bio-inspirierte Robotik führen.

An der EPFL haben Spezialisten für Biophysik eine Kontrollsoftware entwickelt, die die Datenerfassung von Fluoreszenzmikroskopen an lebenden Proben optimiert. Ihre Kontrollschleife ermöglicht es, detaillierte Bilder von bakteriellen und mitochondrialen Teilungsstellen zu erhalten. Sie ist als Plug-in frei verfügbar und könnte eine neue Generation von intelligenten Mikroskopen inspirieren.

Eine Studie von Wissenschaftlern der EPFL zeigt, dass eine leichte Belastung der Mitochondrien durch ein Antibiotikum die Toleranz gegenüber Atemwegsinfektionen erhöhen kann. Viele Atemwegsinfektionen, wie die Grippe oder COVID-19, setzen Zellen und Organe starkem Stress aus, was zu einem akuten Atemnotsyndrom (ARDS) führen kann, das bei älteren oder gebrechlichen Menschen zum Tod führen kann.

Chemiker:innen haben eine einfache Reaktionsmethode gefunden, mit der sich ein wichtiger chemischer Baustein direkt in andere Arten von Verbindungen umwandeln lässt. Das erweitert die Möglichkeiten der Chemie und erleichtert die Suche nach neuen Wirkstoffen. Arzneimittel wirken immer präziser. Aktuelle Beispiele sind die neuen Medikamente, welche die Vermehrung des Coronavirus an unterschiedlichen Stellen im Virus-Kreislauf sehr spezifisch eindämmen.

Hirnmetastasen sind eine Spätkomplikation von Brustkrebs und verkürzen die Lebenserwartung der betroffenen Frauen erheblich. Mithilfe eines neuen präklinischen Modells haben Forschende der Universität Freiburg einen der Mechanismen, die an dieser fatalen Entwicklung beteiligt sind, sowie neue therapeutische Ziele identifiziert.

Durch die Analyse der EEG-Messungen von fast zweihundert Schizophreniepatienten und gesunden Kontrollpersonen stellen Forscherinnen und Forscher der EPFL das Standardparadigma in Frage, das der Forschung auf diesem Gebiet zugrunde liegt. Schizophrenie ist eine psychische Störung, die die Fähigkeit einer Person, zu denken, zu fühlen und sich zu verhalten, beeinträchtigt, sodass sie oft den Eindruck hat, "den Kontakt zur Realität verloren zu haben".

Ohne Gehirn kein Gedächtnis? Das stimmt nicht ganz, wie eine Agroscope-Studie an Wald-Erdbeeren zeigt: Hitze und andere Stresssituationen beeinflussen das Erbgut der Pflanzen. Die daraus resultierenden Veränderungen können den Erdbeeren helfen, für eine nächste Stresssituation besser gewappnet zu sein - sie 'erinnern' sich.