Science

Ein Tor zur Zelle

Zellen sind von einer Membran umgeben, die das Zellinnere von der Umgebung trennt. Proteine können diese Barriere nicht einfach beliebig passieren. Für ihren Transport gibt es deshalb winzige molekulare Schleusen. Eine der wichtigsten ist das sogenannte Sec-Translokon.

Es hilft dabei, Proteine durch die Membran zu transportieren oder direkt in sie einzubauen und ist für Zellen lebensnotwendig.

Genau das macht die Erforschung aber schwierig. Verändern Forschende entscheidende Bestandteile dieser Schleuse zu stark, funktioniert sie möglicherweise nicht mehr und die Zelle stirbt.

Ein Team am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg hat deshalb einen ziemlich eleganten Ausweg gefunden. Die Forschenden bauen die molekulare Schleuse einfach außerhalb einer lebenden Zelle nach.

Ihre Plattform Prosecco stellt die benötigten Proteine im Reagenzglas her, wo sie sich selbst in künstliche Membranbläschen einbauen. Dort können die Forschenden Varianten ausprobieren, die für eine echte Zelle möglicherweise tödlich wären.

Auf diese Weise testeten sie in einem einzigen Experiment rund 300 unterschiedliche Varianten des zentralen Kanalproteins. Einige davon transportierten Proteine bis zu achtmal so effizient wie die ursprüngliche Form.

Aber mal im Ernst, warum ist so eine molekulare Schleuse überhaupt interessant?

Nun, einen großen Teil unserer Biotechnologie verdanken wir Zellen, die wir als winzige Fabriken nutzen. Bakterien und andere Mikroorganismen stellen beispielsweise Enzyme für Lebensmittel und Waschmittel, Bestandteile von Medikamenten oder Proteine für Diagnostik und Forschung her.

Häufig reicht es dabei nicht, dass ein Protein einfach nur produziert wird. Es muss auch an den richtigen Ort gelangen, in eine Membran eingebaut oder aus der Zelle herausgeschleust werden. Genau dabei spielen Transportsysteme wie Sec eine zentrale Rolle.

Je besser wir also verstehen und sogar gezielt beeinflussen können, wie diese molekularen Tore arbeiten, desto genauer lassen sie sich künftig biotechnologisch nutzen.

Quelle
Meier et al., 2026, Science Advances, 12, aej0987

science.org/doi/…

weitere Infos:
mpi-marburg.mpg.de/1616486/…

Hello,

I’m Tarvo, a geneticist by training who somehow ended up spending most of his working life at the intersection of medicine, data, hospital IT and digitalisation.

These days, my scientific work often means helping clinicians make sense of their data, while my day job is increasingly about preparing a hospital for a future in which AI will simply be part of medicine — whether institutions are ready for it or not.

I joined FediScience because I miss thoughtful scientific conversation. I’m particularly interested in AI, medicine, genetics, statistics, mathematics, open science and the wonderfully messy question of how we actually integrate new technology into real-world healthcare.

I’m here to learn, exchange ideas, occasionally ask stupid questions, and hopefully contribute something useful in return. Say hello — recommendations for interesting people to follow are very welcome.

Curiosity Postcard Celebrates Rover’s 5,000th Day on Mars

science.nasa.gov/photojournal/…

A starry night, but in another galaxy ✨

Fly over the Magellanic Clouds, two galaxies orbiting the Milky Way, and discover a new stellar landscape — completely different from the one we see in our sky here on Earth.

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📹 ESO/M. R. Cioni et al., VMC Survey, P. Horálek, Zdeněk Bardon, N. Risinger
🎵 Mylonite – Composition 129

Feinfühlige Dickhäuter

Ein Elefantenrüssel ist kraftvoll, doch er ist zugleich ein hochpräzises Tastorgan. Rund 1.000 Tasthaare bedecken seine Oberfläche.

Eine in Science veröffentlichte Studie eines interdisziplinären Forschungsteams unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme zeigt nun, dass das Geheimnis dieser Feinfühligkeit in den besonderen Materialeigenschaften ebendieser Haare liegt.

Die Forschenden analysierten bis zu fünf Zentimeter lange Rüsselhaare mithilfe von Mikrocomputertomographie, Nanohärteprüfung und computergestützten Simulationen.

Anders als die gleichmäßig steifen Tasthaare von Ratten oder Mäusen zeigten die Elefantenhaare einen sogenannten funktionellen Gradienten.

Eine eher steife Basis geht fließend in eine weiche und elastische Spitze über. Zusätzlich weisen die Haare eine gebogene Struktur mit hohler Basis und kleinen inneren Kanälen auf.

Diese Architektur erhöht die Stoßfestigkeit und sorgt dafür, dass das Haar nicht bricht. Diese Stabilität ist besonders wichtig, da Tasthaare der Elefanten, die ja hoch spezialisierte Bestandteile des Tastsinns und keine gewöhnlichen Körperhaare sind, nicht nachwachsen können. Wenn ein Haar bricht oder verloren geht, entsteht quai ein taktiler “blinder Fleck”.

Simulationen und ein vergrößerter 3D-gedruckter Nachbau eines solchen Tasthaares zeigten, dass dieser Steifigkeitsverlauf es erleichtert, genau zu spüren, wo entlang eines Haares ein Kontakt entsteht.

So kann ein Elefant selbst empfindliche Gegenstände wie einen Tortilla-Chip aufnehmen, ohne ihn zu zerbrechen, oder eine kleine Erdnuss gezielt greifen. Die Materialstruktur selbst liefert dabei bereits eine Art eingebaute Information über Ort und Intensität der Berührung – ein Prinzip, das die Forschenden als „verkörperte Intelligenz“ bezeichnen. (Hatten wir hier auch schon mal im Zusammenhang mit “Mikroschwimmern”)

Die Ergebnisse erweitern nicht nur das Verständnis der taktilen Wahrnehmung dieser beeindruckenden Tiere, sondern könnten auch neue, bioinspirierte Sensortechnologien in der Robotik anregen, bei denen intelligente Materialeigenschaften bereits einen Teil der Informationsverarbeitung übernehmen.

Quelle:
Schulz et al. (2026), Science
doi.org/10.1126/…

Ameisen nutzen Antibiotika

Ameisensäure kennt vermutlich jeder. Sie ist der Stoff, den Waldameisen zur Verteidigung versprühen und der dem Ameisengift seinen Namen gegeben hat.

Seit dem 17. Jahrhundert galt diese Säure als der zentrale und nahezu einzige Wirkstoff im Gift der sogenannten Schuppenameisen. Doch offenbar war das nur ein Teil der Geschichte.

Ein Forschungsteam der Freien Universität Berlin und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg hat nun gezeigt, dass das Gift dieser Ameisen deutlich komplexer aufgebaut ist als bisher angenommen.

Mithilfe moderner molekularbiologischer und chemischer Methoden entdeckten die Forschenden zwei bislang unbekannte Familien kleiner Peptide, die im Ameisengift enthalten sind.

Die Faszination offenbart sich bei der Nutzung, denn Ameisen nutzen ihr Gift nicht nur zur Verteidigung gegen Feinde. Sie tragen es auch auf ihre Brut auf.

Während die Ameisensäure verdunstet, bleiben die kleinen Peptide auf den Puppen zurück und schützen sie offenbar vor Krankheitserregern. So wirken einige dieser neu entdeckten Moleküle z.B. gegen Pilze, die für soziale Insektengemeinschaften eine erhebliche Gefahr darstellen können.

Damit zeigt sich einmal mehr, wie ausgeklügelt die Hygienestrategien sozialer Insekten sind. Ameisen leben in großen Gemeinschaften mit tausenden Individuen auf engstem Raum, wo sich Krankheitserreger eigentlich besonders leicht ausbreiten müssten. Wirksame Abwehrmechanismen sind überlebenswichtig.

Spannend ist die Entdeckung aber auch für die Medizin. Antimikrobielle Peptide gelten seit Jahren als mögliche Kandidaten für neue Wirkstoffe gegen resistente Krankheitserreger. Allein die Unterfamilie der Schuppenameisen umfasst mehr als 3.700 Arten. Möglicherweise verbirgt sich in ihren Giften noch ein ganzes Arsenal bislang unbekannter bioaktiver Substanzen.

Quelle:
Koch et al. (2026), Science Advances
science.org/doi/…

Today I spoke to WIN News about the importance of #ThirdPlaces.

More & more third places like #libraries are either reducing hours, changing hours to inaccessible times, or closing.

Research shows this disproportionately impacts children & teens, people with low socioeconomic status, & people who are chronically ill: pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/…

As part of our #solarpunk season of @sci_burst@mastodon.social, @theEllamo@mastodon.social & I did an ep on the #science of third places. Head to your fav pod platform to tune in!