VBIO News http://example.com VBIO News de Copyright Wed, 29 Apr 2026 11:12:01 +0200 Wed, 29 Apr 2026 11:12:01 +0200 TYPO3 news-38437 Wed, 29 Apr 2026 11:34:00 +0200 Unterwuchswälder im Amazonas nehmen kurzfristig mehr CO₂ auf – aber das hat seinen Preis https://www.vbio.de/aktuelles/details/unterwuchswaelder-im-amazonas-nehmen-kurzfristig-mehr-co2-auf-aber-das-hat-seinen-preis Tropische Wälder sind eine der weltweit wichtigsten Kohlenstoffsenken – oft auch "die Lungen unserer Erde" genannt. Ihre Zukunft in einer Welt mit hohem CO₂-Gehalt bleibt jedoch ungewiss. Neue Forschungsergebnisse aus Zentral Amazonas deuten darauf hin, dass selbst kleine Unterholzbäume vorübergehend der Herausforderung gewachsen sein könnten, mehr CO₂ zu speichern, indem sie ihre Wurzeln anpassen. Ihre langfristige Kapazität zur Kohlenstoffspeicherung könnte aber durch die Nährstoffverfügbarkeit eingeschränkt sein – was die Verwundbarkeit dieser Ökosysteme unter zukünftigen Klimabedingungen unterstreicht. Der Amazonaswald ist ein zentrales Element im globalen Wasser- und Klimasystem, er speichert und nimmt riesige CO₂-Mengen auf. "Etwa 60 Prozent des Amazonaswaldes wachsen auf alten und stark verwitterten Böden, in denen bereits mineralische Nährstoffe, wie Phosphor, erschöpft sind", sagt Lucia Fuchslueger, Forscherin am CeMESS der Universität Wien und Co-Hauptautorin der neuen Studie. "Niedrige Phosphorwerte könnten es dem Wald erschweren, noch mehr zu wachsen und das zusätzliche CO₂ in der Atmosphäre zu nutzen", fügt sie hinzu. Amazonasbäume haben jedoch hocheffiziente interne Nährstoffzyklen entwickelt. So ziehen sie beispielsweise Nährstoffe aus ihren Blättern ab, bevor sie sie abwerfen. Außerdem liefert der schnelle organische Stoffabbau am Boden zusätzliche Nährstoffe. Es ist aber nicht klar, ob dieses System effizienter werden kann, da es bisher keine experimentellen Belege aus in-situ-Experimenten gibt. 

Über die Studie: Zukünftige atmosphärische CO₂-Bedingungen simuliert

Die neue Studie, unter der Co-Leitung von Lucia Fuchslueger (CeMESS, Universität Wien) und Nathielly Martins (Technische Universität München, Deutschland; INPA Manaus, Brasilien), führte zusammen mit einem Team brasilianischer und internationaler Mitarbeiter*innen ein bahnbrechendes Experiment durch. Dabei nutzten die Forscher*innen Open-Top-Chambers, um zukünftige atmosphärische CO₂-Bedingungen direkt im Unterwuchs mitten im Wald zu simulieren. Diese Kammern bestehen aus transparentem Plexiglas, haben einen Durchmesser von 2,5 m und eine Höhe von 3 m und sind oben offen, damit Pflanzen nicht überhitzen und natürlichen Niederschlag erhalten (siehe Bild). "Nach ein bis zwei Jahren erhöhten die Bäume tatsächlich ihre Kohlenstoffaufnahme und das Wachstum, wenn sie höheren CO₂-Werten ausgesetzt waren", sagt Martins. Die Forschenden fanden auch die Mechanismen hinter diesem erhöhten Wachstum: Pflanzen verteilen ihr Wurzelsystem, um mehr Nährstoffe, insbesondere Phosphor, zu gewinnen. 

"Die Streuschicht ist eine wichtige Nährstoffressource für Pflanzen in diesen Wäldern", unterstreicht Martins. Die Wurzeln verstärken das Wachstum durch abgefallene Blätter, setzen Enzyme frei, die organische Substanz zersetzen, und erhalten Zugang zu Phosphor, bevor dieser in den Boden gelangt und möglicherweise absorbiert wird. "Diese Strategie verschärft jedoch den Wettbewerb mit Bodenmikroben und kann organische Phosphorreserven erschöpfen", fügt Lucia Fuchslueger hinzu. Im Laufe der Zeit könnten Nährstoffbeschränkungen die Fähigkeit des Waldes einschränken, weiterhin zusätzlichen Kohlenstoff aufzunehmen. Die Ergebnisse zeigen einen entscheidenden Kompromiss: Während tropische Wälder den Klimawandel zunächst in der Lage sind stärker zu puffern, könnte ihre langfristige Kapazität zur Kohlenstoffspeicherung durch die Nährstoffverfügbarkeit eingeschränkt sein – was die Verwundbarkeit dieser Ökosysteme unter zukünftigen Klimabedingungen unterstreicht.

Großprojekt zur Amazonas-Forschung läuft an 

Die Studie dient als Pilot für das größer angelegte, mehrjährige AmazonFACE-Projekt, das später in diesem Jahr startet. AmazonFACE zielt darauf ab, die Rolle tropischer Primärwälder, insbesondere des Amazonaswaldes, unter steigenden atmosphärischen CO₂-Konzentrationen zu verstehen. FACE ist eine Abkürzung für Free Air CO₂ Enrichment (Freiland CO₂ Anreicherung). 

"FACE-Experimente wurden bereits an vielen Orten durchgeführt, aber keines in einem vielfältigen, tropischen Waldsystem", sagt Fuchslueger. AmazonFACE liegt etwa 80 km nördlich von Manaus inmitten eines typischen Terra Firme-Tieflandwaldes, und wird das erste in diesem großen Maßstab in den Tropen sein. Es wird von einem Team brasilianischer und internationaler Forscher*innen geleitet und vereint als internationale, transdisziplinäre Initiative etwa 130 Wissenschafter*innen, Studierende, Techniker*innen, Verwaltungsangestellte, Journalist*innen und Künstler*innen aus etwa 40 Institutionen. 

Universität Wien


Originalpublikation:

Martins, N.P., Fuchslueger, L., Lugli, L.F. et al. Amazonian understory forests change phosphorus acquisition strategies under elevated CO2. Nat Commun 17, 3740 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-72098-0

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Nachhaltigkeit/Klima Wissenschaft International
news-38490 Wed, 29 Apr 2026 10:34:00 +0200 Oxidativer Stress bremst das Gehirn – Doch die Bremse kann wieder gelöst werden https://www.vbio.de/aktuelles/details/oxidativer-stress-bremst-das-gehirn-doch-die-bremse-kann-wieder-geloest-werden Oxidativer Stress hemmt im alternden Gehirn die Aktivität von Deubiquitylasen – Enzyme, die für die Regulation des Proteinabbaus essenziell sind. Dadurch werden Ubiquitin-Markierungen an Proteinen nicht mehr effizient entfernt. Dies beeinträchtigt die Funktion des Proteasoms, der zentralen proteolytischen Abbaumaschinerie der Zelle. Bemerkenswert ist, dass dieser Effekt reversibel ist: Die Enzymaktivität kann in vivo durch Antioxidantien wiederhergestellt werden. Eine aktuelle Studie zeigt, dass die durch oxidativen Stress vermittelte Proteinoxidation ein reversibler chemischer Prozess im alternden Gehirn ist.  Mit zunehmendem Alter verändert sich auf verschiedene Weise das Gehirn. Die Funktion der Nervenzellen lässt nach, und wichtige Regulationssysteme innerhalb der Zellen geraten aus dem Gleichgewicht. Besonders betroffen ist die Qualitätskontrolle der Proteine, die dafür sorgt, dass Proteine ordnungsgemäß verarbeitet, recycelt oder abgebaut werden.

Vor diesem Hintergrund untersuchten Forschende des Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) und der Medizinischen Universität Potsdam gemeinsam mit weiteren Partnern aus Italien und Deutschland, wie sich oxidativer Stress – verursacht durch die Anreicherung reaktiver Sauerstoffspezies – auf die Proteinoxidation auswirkt und dadurch Prozesse im alternden Gehirn beeinflusst. Ziel war es, festzustellen, inwieweit dieser Stress die molekularen Kontrollsysteme der Zellen stört und welche Folgen das für das Proteingleichgewicht, auch Proteinhomöostase genannt, hat.

Im Mittelpunkt stand dabei, wie oxidativer Stress die Funktion von Deubiquitylasen (DUBs) beeinflusst. Das sind Enzyme, die Ubiquitin-Markierungen von Proteinen entfernen und so deren Abbau oder die Weiterverarbeitung regulieren. Mit zunehmendem Alter kommt es in den Zellen jedoch zu einer Art „molekularer Rostbildung“, also zur Anhäufung von oxidativen Schäden, die diese empfindlichen Enzyme besonders beeinträchtigen.

Die nun in „Nature Communications“ veröffentlichte Studie zeigt, dass oxidativer Stress und Proteinoxidation gezielt die Aktivität von Deubiquitylasen verringern, ohne jedoch deren Menge zu verändern. Dies wird durch chemische Veränderungen an den empfindlichen Cystein-Resten der Enzyme verursacht, die deren Funktion einschränken. „Wir sehen, dass oxidativer Stress eine regulierende Wirkung hat und wie eine Bremse wirkt, um die zentralen Enzymfunktionen gezielt zu verlangsamen“, erklärt Dr. Alessandro Ori, ehemaliger Gruppenleiter am FLI und Erstautor der Studie.

Proteinhomöostase im Gehirn gerät aus dem Gleichgewicht 

Die Folgen reichen über einzelne Proteine hinaus und betreffen ganze zelluläre Netzwerke, insbesondere das Ubiquitin-Proteasom-System, das für den Proteinabbau verantwortlich ist. Dadurch gerät die Proteinhomöostase im alternden Gehirn aus dem Gleichgewicht. „Besonders auffällig ist, dass diese Veränderungen sehr früh im Alternsprozess auftreten, noch bevor andere Teile des Proteinabbausystems beeinträchtigt sind,“ ergänzt Amit Kumar Sahu, Doktorand am FLI und Erstautor der Studie.

Hemmung von Deubiquitylasen ist reversibel

Trotz der beobachteten funktionellen Beeinträchtigung ist dieser Effekt nicht dauerhaft. Die Forschenden konnten in weiterführenden Experimenten zeigen, dass die Hemmung der Enzyme durch das Antioxidans NACET (N-Acetylcysteinethylester) rückgängig gemacht werden kann. Dabei handelt es sich um ein kleines, antioxidativ wirkendes Molekül, das im Körper als Vorstufe der wichtigen Aminosäure Cystein dient, die unter anderem für die Bildung des körpereigenen Antioxidans Glutathion benötigt wird. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Nachlassen der DUB-Aktivität aufgrund der Cystein-Oxidation kein irreversibler Schaden ist, sondern vielmehr eine pharmakologisch reversible Einschränkung der Enzymfunktion“, erklärt Thorsten Pfirrmann, Professor für Biochemie an der Medizinischen Hochschule Potsdam und Mitautor der Studie. Damit wird deutlich, dass die Enzyme durch die Hemmung nicht ihre strukturelle Integrität, also ihre grundlegende räumliche Struktur und Zusammensetzung, verlieren, sondern diese beibehalten. Vielmehr wird ihre Aktivität durch redoxabhängige Prozesse, also chemische Bedingungen innerhalb der Zelle, temporär reduziert.

Schlüsselprozesse der Hirnalterung möglicherweise reversibel

Die Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass oxidativer Stress nicht nur eine Begleiterscheinung des Alterns ist, sondern wichtige Regulationsprozesse im Gehirn aktiv beeinflusst. Gleichzeitig bietet die NACET-Behandlung jedoch einen möglichen Ansatz, diese Prozesse gezielt zu modulieren. „Wir haben ein mögliches frühes Ziel im molekularen Alternsprozess des Gehirns identifiziert“, so die Forschenden, „das für die Stabilität der zellulären Qualitätskontrolle wichtig scheint“. Langfristig könnten diese Erkenntnisse so helfen, die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson besser zu verstehen, da bei ihnen Störungen im Proteinabbau ein zentrale Rolle spielen. Zukünftige Studien müssen nun zeigen, ob die Wiederherstellung der Enzymaktivität auch Auswirkungen auf die Gehirnfunktion hat, wie etwa auf das Gedächtnis oder andere kognitive Fähigkeiten im Alter. Damit stellt sich die Frage, ob man alternsbedingte Veränderungen im Gehirn nicht nur verlangsamen, sondern auch teilweise rückgängig machen könnte.

Um festzustellen, ob sich diese experimentellen Befunde bei alternden Mäusen und Killifischen auch auf den Menschen übertragen lassen, sind jedoch weitere Studien erforderlich. Die Studie liefert jedoch erste wichtige Hinweise darauf, dass Schlüsselprozesse der Gehirnalterung möglicherweise reversibel sind.

Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V.


Originalpublikation:

Sahu, A.K., Minetti, A., Di Fraia, D. et al. Oxidative stress causes a reversible decrease of deubiquitylases activity in old vertebrate brains. Nat Commun 17, 3653 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-71921-y

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Wissenschaft Thüringen
news-38489 Wed, 29 Apr 2026 10:08:14 +0200 Belohnung oder Bestrafung? Neue Studie zu Lernprozessen im Fruchtfliegen-Hirn https://www.vbio.de/aktuelles/details/belohnung-oder-bestrafung-neue-studie-zu-lernprozessen-im-fruchtfliegen-hirn Forschende haben wichtige Erkenntnisse über die Lernprozesse im Gehirn von Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) gewonnen. In einer neuen Studie zeigen sie, dass eine bestimmte Klasse von Neuronen, die oktopaminergen Neurone, eine zentrale Rolle beim Lernen spielen. Bei den Fliegen beeinflusst Oktopamin das Belohnungs- und Bestrafungssystem im Gehirn, bei dem Dopamin der zentrale Neurotransmitter ist.  Durch die Oktopamin-abhängige Modulation können die Tiere ihre Erinnerungen besser anpassen, flexibler lernen und neue Informationen berücksichtigen. Das funktioniert ähnlich wie bei Menschen, wenn sie aus Erfahrungen lernen und sich an neue Situationen anpassen.

„Mit speziellen genetischen Methoden konnten wir die oktopaminergen Neurone gezielt aktivieren. Interessanterweise reicht dies schon aus, um sowohl positive als auch negative Erinnerungen zu bilden“, erklärt Samantha Aurich aus der Arbeitsgruppe Tier- und Verhaltensphysiologie. Sie ist eine von drei Doktorandinnen der Universität Leipzig, die Erstautorinnen der Studie sind. Dabei sei entscheidend, wann diese Zellen während des Lernprozesses aktiviert werden: Je nach Zeitpunkt entsteht entweder eine Erinnerung an etwas Gutes (Belohnung) oder an etwas Schlechtes (Bestrafung), betont sie. Die oktopaminergen Neurone wirken dabei wie Schaltzentralen: Sie beeinflussen verschiedene Typen von dopaminergen Neuronen, die dann entweder ein Signal für Belohnung oder für Bestrafung an das Gedächtniszentrum im Gehirn senden. So steuern sie, welche Art von Erinnerung entsteht.

„Früher dachte man, dass dopaminerge Neurone nur für die Vermittlung einer Bestrafung und oktopaminerge Neurone nur für die Vermittlung einer Belohnung zuständig seien. Heute wissen wir aber: Unterschiedliche Typen dopaminerger Neurone sind essenziell bei der Vermittlung von sowohl Belohnungs- als auch Bestrafungsinformation“, sagt Prof. Dr. Andreas Thum der Arbeitsgruppe Genetik. Oktopamin spiele dabei eine wichtige Rolle: „Es beeinflusst diese Vermittlung der Information und steuert so, welche Art von Erinnerung entsteht“, ergänzt Prof. Dr. Dennis Pauls aus der Arbeitsgruppe Tier- und Verhaltensphysiologie.

Diese Erkenntnisse ordnen sich in die bisherige umfangreiche Forschung an der Universität Leipzig zu den neuronalen Grundlagen des Gedächtnisses und Verhaltens der Fruchtfliege ein. Besonders interessiert die Wissenschaftler:innen gerade, wie die Insekten alte Erfahrungen mit ihrem aktuellen physiologischen Zustand verknüpfen, damit sie flexibel auf neue Situationen reagieren können – zum Beispiel, ob sie etwas als gut oder schlecht empfinden. In den vergangenen Jahren hat sich an der Universität Leipzig ein lebendiger und ständig wachsender Schwerpunkt in der Neurobiologie und Neurophysiologie entwickelt. Das zeigt sich beispielsweise im neu gegründeten DFG-Graduiertenkolleg „NeuroTune“, das sich auf die Funktionsweise des Gehirns konzentriert. Es gehört zum Potenzialbereich „Molecular and Cellular Communication“.

Die beteiligten Forschungsteams bringen langjährige Expertise in der Gedächtnisforschung bei Fliegen, der Untersuchung von Botenstoffen im Gehirn (sogenannten Neuromodulatoren) sowie modernen Methoden wie der Optogenetik mit. Außerdem verfügen sie über umfangreiche Erfahrungen in genetischer, molekularer und physiologischer Gehirnforschung. Diese Kombination aus Fachwissen und interdisziplinärer Zusammenarbeit ermöglicht es, komplexe Fragen über das Lernen und Gedächtnis auf einer tiefen, wissenschaftlich fundierten Ebene zu untersuchen. Diese Grundlagenforschung ist eine wichtige Basis für zukünftige Anwendungen wie etwa in der Medizin, bei der Entwicklung neuer Therapien für neurologische Erkrankungen.

Universität Leipzig


Originalpublikation:

U.S. Franke et al.: Selective octopaminergic tuning of mushroom body circuits during memory formation, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (16) e2517403123, https://doi.org/10.1073/pnas.2517403123 (2026). 

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Wissenschaft Sachsen
news-38488 Wed, 29 Apr 2026 10:03:11 +0200 Käfer mit Geweih gesucht: Hirschkäfer melden – Lebensräume erhalten https://www.vbio.de/aktuelles/details/kaefer-mit-geweih-gesucht-hirschkaefer-melden-lebensraeume-erhalten Der Hirschkäfer (Lucanus cervus) ist einer der größten heimischen Käfer und ein wichtiger Indikator für naturnahe Wälder und Altholzbestände. Helfen Sie mit, das Wissen über das Vorkommen dieses faszinierenden Käfers zu verbessern: Melden Sie Ihre Sichtungen als Teil des Citizen-Science-Projekts über das neue Online–Formular der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) und informieren Sie sich im neuen Merkblatt zum Hirschkäfer.  „Jede Meldung zählt“, betont Dr. Peter Pröbstle, Präsident der LWF. “Mit wenigen Angaben und einem Foto können Bürgerinnen und Bürger einen wichtigen Beitrag zum Schutz des Hirschkäfers leisten. Die gesammelten Daten helfen uns, gezielte Maßnahmen zur Verbesserung seiner Lebensräume umzusetzen.“

Art mit hoher ökologischer Bedeutung
Der Hirschkäfer ist eine Charakterart lichter, wärmebegünstigter Laubwälder mit einem hohen Anteil an Alt- und Totholz. Seine Anwesenheit zeigt, dass diese selten gewordenen Strukturen noch vorhanden sind.Nachweise sind Grundlage für die Bewertung ihres Erhaltungszustands und für entsprechende Schutzmaßnahmen auf nationaler und europäischer Ebene.

Meldedaten als Grundlage für Schutzmaßnahmen
Die Erfassung des Hirschkäfers ist aufwendig: Die Larven entwickeln sich mehrere Jahre im Boden, erwachsene Tiere sind nur wenige Wochen im Jahr aktiv. Hier setzt Citizen Science an: Viele Nachweise stammen aus Zufallsbeobachtungen, etwa bei Spaziergängen oder im eigenen Garten. Durch die Meldung Ihrer Funde können Verbreitung, Bestandstrends und Lebensraumnutzung besser eingeschätzt werden. Die Daten unterstützen Planung und Umsetzung gezielter Schutzmaßnahmen.

Einfache Online–Meldung möglich
Die Hauptflugzeit des Hirschkäfers beginnt ab Mitte Mai, also in wenigen Tagen. Bei entsprechender Witterung sind erste Tiere sogar schon Anfang Mai zu beobachten. 
Ihre Hirschkäferfunde melden Sie bitte unkompliziert über diesen QR-Code oder über die Internetseite: https://www.lwf.bayern.de/hirschkaefer

Die übermittelten Daten werden vertraulich behandelt und ausschließlich für wissenschaftliche und naturschutzfachliche Zwecke verwendet. Die Tiere sollten bitte am Fundort oder in unmittelbarer Nähe belassen werden. Für eine korrekte Meldung sind Fotos unbedingt erforderlich, etwa mit dem Smartphone.

Merkblatt unterstützt bei Bestimmung
Ab sofort stellt die LWF auch ihr neues Merkblatt 61 „Hirschkäfer erkennen und schützen“ auf der LWF-Internetseite bereit. Es enthält Hinweise zur Bestimmung und zur Abgrenzung ähnlicher Arten sowie zu Entwicklungsstadien. Darüber hinaus werden Maßnahmen zur Förderung geeigneter Lebensräume vorgestellt.

Wir laden alle Naturinteressierten ein, ab sofort bei Spaziergängen oder im eigenen Garten gezielt nach dem Hirschkäfer Ausschau zu halten und Beobachtungen über die Internetseite https://www.lwf.bayern.de/hirschkaefer zu melden.

Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft

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Aktiv werden! Bundesweit
news-38487 Wed, 29 Apr 2026 09:53:32 +0200 Wie können Honigbienen und Wildbienen in Städten koexistieren? https://www.vbio.de/aktuelles/details/wie-koennen-honigbienen-und-wildbienen-in-staedten-koexistieren Mit zunehmender Beliebtheit des „Urban Beekeeping“ wachsen auch die Bedenken. Die Auswirkungen auf die Wildbienenpopulationen in Städten sind bisher unklar. Im Rahmen einer gemeinsamen Studie von Imkern und Forschungseinrichtungen, darunter Forschende der Technischen Universität München (TUM), wurde das „Urban Bee Concept“ entwickelt, das Maßnahmen zur Förderung der Koexistenz von Honigbienen und Wildbienen in Städten umfasst.  Den Bienen Gutes tun – das ist die Idee hinter „Urban Beekeeping“, dem Imkern in Städten. Die rasch steigende Zahl dieser Imker in vielen Städten besorgt jedoch städtische Imkervereinigungen. In Berlin hat sich die Anzahl der Imker in Städten von 2005 bis 2022 mehr als verdreifacht. Ähnlich hoch ist der Zuwachs auch in Städten wie Zürich, Paris und Toronto. Da die Bienenstöcke ausschließlich Honigbienen beherbergen, hat deren Population in städtischen Gebieten ebenso rasant zugenommen. Deshalb kommt immer mehr die Frage auf: Können Honigbienen und Wildbienen in Städten zusammenleben? Denkbare Herausforderungen sind beispielsweise die Übertragung von Krankheiten oder Konkurrenz um die Ressourcen. Beide Themen werden derzeit in mehreren Städten erforscht.

Wildbienen besonders verletzlich

Vielen Menschen ist nicht bewusst, dass es verschiedene Arten von Bienen gibt. „Im Gegensatz zu Honigbienen sind Wildbienen oft auf bestimmte Pflanzen und Lebensräume spezialisiert“, sagt Monika Egerer, Professorin für urbane produktive Ökosysteme an der TUM. „Außerdem leben sie meist allein und nicht in großen Kolonien. Daher erholen sich ihre Populationen nach Störungen wie Krankheiten oder Ressourcenmangel viel langsamer.“
Neue Bienenstöcke bringen große Kolonien mit hohem Nahrungsbedarf in bestehende Ökosysteme. Dies kann insbesondere dann problematisch sein, wenn die vorhandenen Blütenressourcen nicht ausreichen. Zusätzlich kann Hitzestress, wie er zum Beispiel bei Bienenstöcken auf ungeschützten Dächern entsteht, kann den Nahrungsbedarf weiter erhöhen, da die dort angesiedelten Honigbienen mehr Energie zur Temperaturregulation benötigen. 

Das „Urban Bee Concept“: Maßnahmen für eine nachhaltige Koexistenz“ 

Die aktuelle Studie adressiert diese Herausforderungen und schlägt unter dem Namen “Urban Bee Concept” ein Maßnahmenpaket vor, das unter dem Begriff „Urban Bee Concept“ zusammengefasst wird. Ziel ist es, eine nachhaltige Balance zwischen artgerechter Honigbienenhaltung und dem Schutz von Wildbienen zu schaffen. Zu den zentralen Empfehlungen zählen: 
• Ausbau und gezielte Gestaltung von Blütenressourcen mit Blick auf deren Nährstoffangebot 
• Reduktion der Bienenstockdichte in besonders sensiblen urbanen Räumen 
• Vermeidung ungeeigneter Standorte für Bienenstöcke, insbesondere unter Hitzebelastung 
• Verbesserte Abschätzung der ökologischen Tragfähigkeit urbaner Räume 
• Systematische Überwachung von Bienengesundheit und Krankheitsdynamiken 
• Stärkere Förderung von Schulungen, Aufklärung und Verhaltenskodizes durch Imkervereine

„Entscheidend ist die Zusammenarbeit aller Beteiligten – von Forschung über Naturschutz bis hin zu Behörden und Imkern“, sagt Joan Casanelles Abella aus dem Forschungsteam. Gerade die heterogene Struktur der städtischen Imkerinnen und Imker erfordere abgestimmte Strategien. Von Hobbyimkern mit einzelnen bis hin zu Unternehmen mit Dutzenden Bienenstöcken müssten gemeinsame Leitlinien entwickelt werden. Besonders wertvoll seien die städtischen Imkervereine, um die Maßnahmen zu konzipieren und umzusetzen.
„Viele Menschen betreiben Urban Beekeeping, weil sie den Bienen helfen wollen“, sagt Monika Egerer. „Mit mehr Wissen und Austausch können wir sicherstellen, dass sowohl Honigbienen als auch Wildbienen davon profitieren.“

Technische Universität München


Originalpublikation:

Casanelles-Abella, J., Baldock, K., Leonhardt, S. D., Moretti, M., Patterson, M., & Egerer, M. (2026). When honeybees come to town: Critical aspects of urban beekeeping and opportunities for regulation. People and Nature, 8, 528–540. https://doi.org/10.1002/pan3.70256

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Wissenschaft Bayern
news-38486 Wed, 29 Apr 2026 09:47:06 +0200 Warum Eisen im Ozean nicht einfach rostet https://www.vbio.de/aktuelles/details/warum-eisen-im-ozean-nicht-einfach-rostet Wie viel des lebenswichtigen Spurenelements Eisen im Ozean für Meeresorganismen verfügbar bleibt, hängt entscheidend von der Vielfalt organischer Moleküle im Meerwasser ab. Die Ergebnisse der neuen Studie ermöglichen es erstmals, die Bildung von Eisenmineralen und die Verteilung von gelöstem und partikulärem Eisen im Südpazifik realistisch vorherzusagen. Damit liefern sie wichtige Grundlagen, um besser zu verstehen, wie das Leben im Ozean auf den Klimawandel reagieren könnte.  Eisen ist ein wichtiger Nährstoff für viele Meeresorganismen. Seine Verfügbarkeit bestimmt daher maßgeblich die biologische Produktivität im Ozean – also, wie viel organisches Wachstum möglich ist, beginnend mit dem Phytoplankton an der Basis der Nahrungskette. Bisher war es jedoch schwierig vorherzusagen, wann und wo sich diese Minerale bilden. 

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel konnte nun zeigen, dass die Vielfalt organischer Moleküle im Meerwasser entscheidend dafür ist, ob Eisen in gelöster Form verfügbar bleibt oder als Mineral ausfällt. Die Studie ist jetzt in der Fachpublikation Nature Communications erschienen.

„Im sauerstoffreichen Ozean wandelt sich Eisen spontan in feste, rostähnliche Minerale um. Dieser Prozess wird durch die Reaktion von Eisen mit organischer Substanz ausgeglichen – einem äußerst komplexen Gemisch von Molekülen, das als Folge marinen Lebens entsteht“, erklärt Erstautorin Dr. Martha Gledhill, Meereschemikerin am GEOMAR. „Wir haben festgestellt, dass die Vielfalt der organischen Substanz entscheidend dafür ist, ihre Fähigkeit zur Eisenbindung und ihre Konkurrenz zur Bildung von Eisenmineralen vorherzusagen.“

Warum bisherige Modelle zu kurz greifen

Bislang wurden die Reaktionen zwischen Eisen und organischer Substanz stark vereinfacht dargestellt, indem angenommen wurde, dass alle Moleküle ähnliche chemische Eigenschaften besitzen. Diese Annahme berücksichtigt jedoch nicht die Vielfalt der Moleküle, die gelöstes Eisen mit unterschiedlich starker Bindung festhalten und damit mehr oder weniger effektiv mit der Mineralbildung konkurrieren. Das Forschungsteam untersuchte daher die Frage, wie sich die chemische Vielfalt organischer Moleküle auf die Bindung von Eisen und die Bildung von rostähnlichen Mineralen auswirkt – und wie sich diese Prozesse unter den realen Bedingungen abhängig von Temperatur und Säuregrad des Meerwassers verändern.

Ein neuer Modellansatz 

Für die Studie entwickelten die Forschenden ein neues chemisches Modell, das organische Substanz als vielfältige Mischung von Molekülen mit unterschiedlichen Bindungsstärken für Eisen beschreibt. Dieses Modell berücksichtigt erstmals die natürlichen Bedingungen des Meerwassers, insbesondere Temperatur und Säuregrad. Anschließend wurde der Ansatz auf Messdaten einer Expedition aus dem Jahr 2022 angewendet, die im Rahmen des internationalen GEOTRACES-Programms den Pazifik entlang des 30. südlichen Breitengrades durchquerte (SONNE-Fahrt SO289). 

Die Ergebnisse zeigen, dass die chemische Vielfalt der organischen Substanz entscheidend ist, um vorherzusagen, wie Eisen zwischen seiner gelösten und partikulären Form verteilt ist. Besonders intensive Bildung von Eisenmineralen trat in der Nähe natürlicher Eisenquellen auf, etwa an hydrothermalen Quellen und einem Unterwasservulkan. Durch die realistischere Darstellung der organischen Substanz gelang es dem Team erstmals, bekannte Prozesse im Ozean zuverlässig zu reproduzieren, die mit bisherigen Modellen nur unzureichend erklärt werden konnten.

Bedeutung für Klimaforschung und marine Ökosysteme

Die neuen Erkenntnisse verbessern das Verständnis des marinen Eisenkreislaufs und liefern wichtige Bausteine für zukünftige biogeochemische und Klimamodelle. Da Eisen das Wachstum von Phytoplankton und damit die Aufnahme von Kohlendioxid beeinflusst, sind diese Ergebnisse auch für Prognosen zum Klimawandel von großer Bedeutung. 

„Unsere Arbeit zeigt, dass die genaue Beschreibung der chemischen Eigenschaften organischer Substanz entscheidend ist, um den Eisenkreislauf im Ozean zu verstehen“, betont Gledhill. „Sie eröffnet einen Weg zu umfassenderen Modellen für Eisen und andere Metalle und hilft uns, die Reaktionen mariner Ökosysteme auf zukünftige Umweltveränderungen besser abzuschätzen.“

Die Studie wurde vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) sowie vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel gefördert. Beteiligt waren neben dem GEOMAR auch die Universität Lleida (Spanien) sowie das Niederländische Institut für Meeresforschung (NIOZ).

GEOMAR


Originalpublikation:

Gledhill, M., Gosnell, K., Humphreys, M. P., Delaigue, L., Helle, N., Zhu, K., Lodeiro, P., Rey-Castro, C., & Achterberg, E. P. (2026). Chemical controls on iron distributions across the subsurface South Pacific Ocean. Nature Communications, 17, 3533. https://doi.org/10.1038/s41467-026-72070-y

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Nachhaltigkeit/Klima Wissenschaft Schleswig-Holstein International
news-38438 Tue, 28 Apr 2026 11:56:38 +0200 Wie kann ein Herz jahrhundertelang schlagen? Eine Lektion vom Grönlandhai https://www.vbio.de/aktuelles/details/wie-kann-ein-herz-jahrhundertelang-schlagen-eine-lektion-vom-groenlandhai Der Grönlandhai (Somniosus microcephalus) ist mit einer geschätzten Lebensspanne von bis zu 400 Jahren das langlebigste bekannte Wirbeltier der Erde und damit ein einzigartiges Modell zur Erforschung der Langlebigkeit von Wirbeltieren. Forschende haben nun herausgefunden, dass das Herz des Hais extreme Anzeichen des Alterns aufweist. Dennoch haben diese Schäden keinen Einfluss auf seine Langlebigkeit. Vielmehr deutet es darauf hin, dass seine außergewöhnliche Langlebigkeit auf seine Widerstandsfähigkeit zurückzuführen ist - die Fähigkeit, trotz altersbedingter Schäden seine physiologischen Funktionen aufrechtzuerhalten.  Der Grönlandhai (Somniosus microcephalus) gehört mit einer geschätzten Lebenserwartung von bis zu 400 Jahren oder mehr zu den langlebigsten Wirbeltieren der Erde. Seine außergewöhnliche Lebensdauer, sein extrem langsames Wachstum, der sehr niedrige Stoffwechsel, die minimale Schwimmaktivität und seine späte Geschlechtsreife – die erst im Alter von etwa 150 Jahren eintritt – machen ihn zu einem einzigartigen Modellorganismus für die Erforschung von Alternsprozessen und den biologischen Grundlagen von Langlebigkeit.

Studien an langlebigen Tierarten haben gezeigt, dass diese Arten oft über besonders leistungsfähige Systeme zur DNA-Reparatur, zur Tumorabwehr und der Regulation des Immunsystems verfügen. Erste genomische Analysen des Grönlandhais deuten darauf hin, dass Gene, die mit der Entzündungshemmung, dem Krebsschutz und der Stabilisierung zellulärer Prozesse in Verbindung stehen, auch bei dieser Art eine zentrale Rolle spielen.

Ein internationales Forschungsteam um Prof. Alessandro Cellerino von der Scuola Normale Superiore in Pisa, Italien, und Leibniz-Chair am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena, Deutschland, hat nun erstmals systematisch alternsbedingte Veränderungen im Herzgewebe des Grönlandhais genauer untersucht. Im Mittelpunkt der jetzt in „Aging Cell“ veröffentlichten Studie stand die Frage, ob der Grönlandhai vor typischen Anzeichen der Herzalterung – wie Fibrose, oxidativem Stress und Funktionsverlust – geschützt ist oder ob er in der Lage ist, die schädlichen Auswirkungen des Alterns zu kompensieren.

Zum Vergleich analysierten die Forschenden neben dem Grönlandhai auch zwei weitere Fischarten: den kurzlebigen Türkisen Prachtgrundkärpfling (Nothobranchius furzeri), ein etablierter Modellorganismus für beschleunigtes Altern, sowie den Laternenhai, auch als Schwarzer Degenhai bekannt (Etmopterus spinax), der phylogenetisch mit dem Grönlandhai verwandt ist, jedoch eine deutlich kürzere Lebensspanne von etwa 10 Jahren aufweist. Untersucht wurden klassische Marker der Zellalterung, darunter Lipofuszin-Ablagerungen sowie 3-Nitrotyrosin als Indikator für oxidativen Stress, um Rückschlüsse darauf zu ziehen, wie effizient deren Zellen Schäden vermeiden oder reparieren können. Tiere mit niedrigen Werten dieser Marker zeigen oft bessere antioxidative Schutzsysteme, effizientere Protein- und Zellreparaturmechanismen sowie eine geringere Anhäufung von Zellschäden über die Zeit.

Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass das Herz des Grönlandhais deutliche strukturelle und molekulare Veränderungen aufweist, die typischerweise mit Alternsprozessen in Verbindung gebracht werden. Dazu gehörte eine ausgeprägte Fibrose des Herzmuskels, eine verstärkte Ansammlung von Bindegewebe. Derartige Veränderungen können die Elastizität des Herzgewebes verringern und langfristig die Pumpfunktion beeinträchtigen. Zudem wurde eine starke Anreicherung von Lipofuszin, einem Alterspigment, in den Herzmuskelzellen beobachtet. Dieses Abbauprodukt entsteht, wenn im Lebensverlauf Zellbestandteile nicht vollständig abgebaut werden, und gilt als klassisches Zeichen für die Zellalterung.

Zusätzlich gab es auch Hinweise auf Schäden an den Mitochondrien, den „Kraftwerken“ der Zellen, sowie auf vergrößerte Lysosomen, die für den Abbau und das Recycling von Zellmaterial verantwortlich sind. Beides sind ebenfalls Anzeichen dafür, dass die Zellen über lange Zeit stark beansprucht wurden. Darüber hinaus fanden die Forschenden auch erhöhte 3-Nitrotyrosin-Werte, einem Marker für oxidativen und nitrosativen Stress. Dies ist ein Hinweis darauf, dass im Herzgewebe verstärkt oxidative Prozesse stattgefunden haben, die zu Proteinveränderungen führten. 

„Alles in allem zeigten die analysierten Proben des Grönlandhais deutlich erkennbare Anzeichen klassischer Alternserscheinungen auf molekularer und Gewebeebene“, erklärt Prof. Cellerino. „Die belegen, dass auch bei dieser Art Alternsprozesse im Herzgewebe stattfinden.“

Auffällig jedoch ist, dass diese strukturellen und molekularen Veränderungen offenbar nicht mit einem entsprechenden Funktionsverlust einhergehen. Trotz der deutlichen strukturellen und molekularen Alternsanzeichen waren die untersuchten Tiere lebendig und schwammen. „Die gleichen Schäden in einem menschlichen Herzen wären nicht mit dem Leben vereinbar“, so Prof. Cellerino. „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Grönlandhai zwar nicht vor alternsbedingten Schäden geschützt ist, aber bemerkenswert gut in der Lage ist, deren Auswirkungen zu kompensieren.“ 

Im Rahmen früherer Genomuntersuchungen zum Grönlandhai konnte gezeigt werden, dass der Grönlandhai gut entwickelte Mechanismen besitzt, um Schäden an seiner DNA zu reparieren und das Erbgut stabil zu halten. So wurden unter anderem Veränderungen in Genen festgestellt, die an der DNA-Reparatur und dem Zellschutz beteiligt sind, einige davon lagen gar in Form zusätzlicher Genkopien vor. Diese könnten dazu beitragen, genetische Schäden effizienter zu erkennen und zu korrigieren und so die Zellen über sehr lange Zeiträume hinweg zu schützen.

Die Studienergebnisse legen nahe, dass der Grönlandhai nicht deshalb extrem alt wird, weil er dem Alternsprozess entgeht, sondern weil er die Folgen des Alterns über sehr lange Zeit hinweg wirksam abpuffern kann. Seine Langlebigkeit ist demnach vor allem Ausdruck einer hohen biologischen Widerstandsfähigkeit, die es ihm ermöglicht, seine Körperfunktionen trotz fortschreitender Zellschäden weitgehend aufrechtzuerhalten. Das Verständnis der Mechanismen, die diese biologische Widerstandsfähigkeit (Resilienz) möglich macht, könnte völlig neue Wege zur Förderung eines gesunden Alterns eröffnen.

„Die Forschung zum Grönlandhai wurde von Professor John Fleng Steffensen von der Universität Kopenhagen vorangetrieben, der dessen extreme Langlebigkeit beschrieb und eine treibende Kraft bei der Förderung der Forschung zu dieser Art war. Er ist letztes Jahr verstorben, ich widme diese Arbeit seinem Andenken“, fasst Prof. Cellerino zusammen.

Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V.


Originalpublikation:
Chiavacci E, Steffensen KF, Delaroche P, Astoricchio E, Poulsen AB, Brayson D, Garibaldi F, Lanteri L, Pinali C, Valente GR, Vignati F, Steffensen JF, Shiels H, Tozzini ET, Cellerino A.: Resilience to Cardiac Aging in Greenland Shark Somniosus microcephalus, Aging Cell. 2026 May;25(5):e70505. doi: 10.1111/acel.70505. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.70505

Arne Sahm et al.: The Greenland shark (Somniosus microcephalus) genome provides insights into extreme longevity, bioRxiv 2024.09.09.611499; doi: doi.org/10.1101/2024.09.09.611499 

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Wissenschaft Thüringen
news-38435 Tue, 28 Apr 2026 10:55:04 +0200 Lichtverschmutzung verändert Nahrungsnetze an Flussufern https://www.vbio.de/aktuelles/details/lichtverschmutzung-veraendert-nahrungsnetze-an-flussufern Künstliches Licht in der Nacht verändert nicht nur das Landschaftsbild, es greift auch tief in natürliche Ökosysteme ein. Eine aktuelle Studie zeigt, dass Lichtverschmutzung den Energie- und Nährstoffaustausch zwischen Gewässern und angrenzenden Uferlebensräumen erheblich beeinflussen kann – stärker als nicht-heimische Arten. Die Beleuchtung an Flussufern oder Bächen kann somit weitreichende ökologische Folgen haben.  Zunehmende menschliche Aktivitäten entlang von Flüssen und Bächen stören die natürlichen Verbindungen zwischen Wasser und Land. Vor allem künstliches Licht in der Nacht, etwa durch Straßenbeleuchtung, nimmt weltweit stark zu. Gleichzeitig breiten sich invasive Arten wie der aus Nordamerika stammende Signalkrebs in europäischen Flüssen und Bächen immer weiter aus. Beide Faktoren sind große Stressoren für Süßwasserökosysteme – mit Folgen, die über das Gewässer hinausreichen. 

Um diesen auf den Grund zu gehen, haben die Forschende der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) untersucht, wie nächtliche Beleuchtung und der invasive Signalkrebs das Fressverhalten von räuberischen Spinnen an den Ufern beeinflussen. Diese Spinnen sind wichtige Bestandteile der Nahrungsnetze an Land und ernähren sich vor allem von Insekten, die aus dem Wasser schlüpfen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass menschliche Eingriffe in aquatische Ökosysteme weitreichende Auswirkungen auf angrenzende Landökosysteme haben können“, unterstreicht Erstautor und Umweltwissenschaftler Collins Ogbeide. 

Für seine Studie nutzte das Forschungsteam eine spezielle Experimentalanlage in Landau mit 16 künstlichen Bächen und angrenzenden Uferbereichen, die miteinander verknüpfte Wasser- und Landökosysteme realitätsnah simuliert. Mithilfe von Stickstoff- und Kohlenstoffisotopen, die sich besonders für die Erforschung von Nahrungsnetzen eignen, verfolgten die Forschenden den Transport von Energie und Nährstoffen zwischen den beiden Lebensräumen Wasser und Land. 

Dabei zeigte sich: Während aquatische Beutetiere sowohl in der Kontrolle als auch bei Lichtverschmutzung und der Anwesenheit invasiver Flusskrebse einen großen Teil an der Nahrung der Spinnen ausmachte, veränderte Lichtverschmutzung die Zusammensetzung der Nahrung deutlich. Unter nächtlicher Beleuchtung fraßen die Spinnen eine größere Vielfalt an Beutetieren. Auch der invasive Signalkrebs veränderte bei Lichtverschmutzung sein Fressverhalten und ernährte sich stärker von Zuckmückenlarven und kleinen Krebstieren (Gammariden). Dieser stärkere Fraßdruck auf die Zuckmückenlarven wirkt sich über den verringerten Schlupf dieser Insekten auch auf die Spinnen an Land aus. Insgesamt beeinflusste die Lichtverschmutzung die Nahrungsnetze deutlich stärker als die invasive Art. 

„Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Lichtverschmutzung als Umweltfaktor bislang unterschätzt wird, insbesondere vor dem Hintergrund zunehmender Urbanisierung und Infrastrukturentwicklung entlang von Flussufern“, verdeutlicht Umweltwissenschaftler Ralf Schulz. „Sie verändert den Energiefluss und den Nährstofftransport zwischen Wasser und Land erheblich – selbst dann, wenn weitere Stressfaktoren wie invasive Arten vorhanden sind“. Künstliche Beleuchtung beeinflusst also nicht nur einzelne Arten, sondern kann ganze Ökosystemverbindungen verschieben. 

„Die Studie liefert wichtige Erkenntnisse für den Naturschutz und das Gewässermanagement“, so Ogbeide. In einer zunehmend urbanisierten Welt können scheinbar lokale Eingriffe, wie die Beleuchtung an Flussufern, weitreichend ökologische Folgen haben. Lichtverschmutzung sollte stärker in Schutz- und Planungsmaßnahmen einbezogen werden, so die Forschenden, um die Biodiversität an Flüssen und Bächen langfristig zu erhalten.

Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau


Originalpublikation:

Ogbeide, C., Arias, M., Bollinger, E., Burgazzi, G., Burgis, F., Manfrin, A., Schirmel, J., Schreiner, V.C., Bundschuh, M., & Schulz, R. (2026). Artificial light at night and invasive signal crayfish alter aquatic-terrestrial food webs. Functional Ecology. DOI: 10.1111/1365-2435.70335, https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.70335

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Wissenschaft Rheinland-Pfalz
news-38434 Tue, 28 Apr 2026 10:47:30 +0200 Wie Bakterien aktivierte Essigsäure als Baustein für ihre Zellbildung nutzen https://www.vbio.de/aktuelles/details/wie-bakterien-aktivierte-essigsaeure-als-baustein-fuer-ihre-zellbildung-nutzen Acetyl-CoA, auch als aktivierte Essigsäure bekannt, spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Nährstoffen, d. h. Proteine, Kohlenhydrate und Fette, und nimmt damit eine Schlüsselposition im Stoffwechsel aller Zellen ein. Bislang war unklar, wie Bakterien die Produktion und den Abbau von aktivierter Essigsäure koordinieren können. Forschende haben jetzt einen neuen Mechanismus entdeckt, wie Bakterien, wie Bacillus subtilis, die Herstellung des zentralen Stoffwechselmoleküls Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) regulieren können.  Wenn Zellen im Überfluss mit Nährstoffen versorgt sind, müssen sie entscheiden: Energie gewinnen oder Bausteine für Wachstum schaffen? Im Zentrum dieser Weichenstellung steht das Acetyl-Coenzym A, welches den Abbau von Nährstoffen mit dem Aufbau von Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten verbindet und damit ein Schlüsselknotenpunkt des gesamten Stoffwechsels bei der Zellbildung ist. Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts ist es einem Greifswalder Forschungsteam um Prof. Dr. Michael Lammers vom Institut für Biochemie nun gelungen, einen bislang unbekannten Regulationsmechanismus zur Herstellung dieses wichtigen Moleküls in Bakterien wie Bacillus subtilis aufzuklären. In diesen Bakterien entsteht Acetyl-CoA aus Essigsäure, aus dem universellen zellulären Energieträger Adenosintriphosphat (ATP) und aus dem Molekül Coenzym A, welches für die Erhöhung der biochemischen Reaktivität der Essigsäure wichtig ist. Diese Reaktion wird in Zellen von einem Biokatalysator, dem Enzym Acetyl-CoA-Synthetase (AcsA), katalysiert. Die Aktivität dieses Enzyms kann wie ein Lichtschalter durch das Anknüpfen und Entfernen einer kleinen biochemischen Modifikation, der Acetylierung der Aminosäure Lysin, an- oder ausgeschaltet werden. Als Konsequenz ist das Vorhandensein dieser Modifikation entscheidend dafür, ob Acetyl-CoA gebildet wird oder nicht: ist die Modifikation vorhanden, ist das Enzym AcsA inaktiv; ist sie nicht vorhanden, ist es aktiv.

Ein Protein als Sensor: AcuB und die Energieversorgung der Zelle
Das Forschungsteam um Lammers und dem Doktoranden und Erstautor der Studie, Markus Janetzky (M. Sc. Biochemie), konnte den genauen Aufbau und die Funktion des Proteins AcuB auf molekularer Ebene exakt aufklären. AcuB ist ein Protein, das wie ein Sensor des aktuellen Energiezustandes in den Zellen wirkt und die Herstellung aktivierter Essigsäure koordiniert. Es kann direkt an das Enzym AcuC binden und dessen katalytische Aktivität hemmen. AcuC ist biochemisch betrachtet eine sogenannte Deacetylase, welche die Modifikation am Biokatalysator AcsA entfernen und dieses damit für die Herstellung von Acetyl-CoA aktivieren kann. Die Studie zeigt, dass dabei der Energiezustand der Zelle entscheidend ist. AcuB hemmt AcuC nur, wenn es Adenosinmonophosphat (AMP) gebunden hat. AMP ist in Zellen im Gegensatz zu ATP ein Indikator für eine niedrige Energieladung. So stellt die Zelle sicher, dass sie nur dann Acetyl-CoA produziert, wenn sie genug Energie hat, um lebenswichtige Prozesse wie Wachstum oder Reparatur durchzuführen. 

An der Studie waren weitere Arbeitsgruppen der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Greifswald beteiligt. Eine wichtige Rolle spielten Molekulardynamik (MD)-Simulationen, die durch Norman Geist vom Institut für Biochemie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Mihaela Delcea durchgeführt wurden. „Unsere Ergebnisse zeigen, wie wichtig auch die Dynamik der Formveränderungen von Proteinen für deren Funktion ist“, erklärt Lammers. „Durch die Bindung verschiedener Adeninnukleotide wirkt AcuB wie ein Sensor des zellulären Energiestatus – es passt indirekt die Aktivität des Enzyms zur Herstellung von Acetyl-Coenzym A an den Stoffwechselzustand der Zelle an. Dies ist ein bislang unbekannter Mechanismus, der unser Verständnis der Stoffwechselkoordination in Bakterien erweitert.“

Neuer Mechanismus mit weiteren Auswirkungen
Beginnend mit den Forschungsarbeiten des Mikrobiologen Prof. Dr. Michael Hecker steht Bacillus subtilis und dessen Metabolismus bereits seit vielen Jahren im Fokus der Forschung an der Universität Greifswald. Die neuen Erkenntnisse liefern nicht nur Einblicke in die Koordination der Herstellung von Acetyl-CoA, sie eröffnen auch neue Wege zur Erforschung einer bislang nur unvollständig unverstandenen Enzymklasse in Bakterien: den Lysin-Deacetylasen. „Unsere Daten unterstützen, dass diese Regulation von Enzymaktivitäten eine wichtige Rolle bei der Steuerung von Proteinfunktionen und der Anpassung an den metabolischen Zustand in Bakterien spielen“, sagt Janetzky. „Damit liefern wir neue Einblicke in grundlegende Regulationsmechanismen zellulärer Prozesse. Unsere Ergebnisse zeigen, wie dynamisch bakterielle Systeme auf Veränderungen in der Umgebung reagieren und den Stoffwechsel daran anpassen. So wird unser Verständnis molekularer Anpassungsstrategien erweitert.“

Universität Greifswald


Originalpublikation:

Janetzky, M., Geist, N., Schulze, S. et al. AcuB senses cellular energy charge to coordinate acetyl-CoA synthesis in bacteria. Nat Commun 17, 3815 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71006-w

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Wissenschaft Mecklenburg-Vorpommern
news-38433 Tue, 28 Apr 2026 09:08:50 +0200 Wie das Immunsystem lebenslange Virusinfektionen bekämpft https://www.vbio.de/aktuelles/details/wie-das-immunsystem-lebenslange-virusinfektionen-bekaempft Millionen Menschen weltweit tragen ein Leben lang Virusinfektionen in sich, die ihnen bei der Geburt übertragen wurden. Lange ging man davon aus, dass das Immunsystem diese Erreger kaum bekämpft. Forschende der Universität Basel zeigen nun: Die körpereigene Abwehr geht durchaus gegen das Virus vor. Dies könnte ein Ausgangspunkt für neue Therapien sein.  Moderne Medizin kann heute oft verhindern, dass Viren während der Geburt von der Mutter auf das Kind übertragen werden, etwa beim Hepatitis-B-Virus (HBV). Ist die Infektion jedoch einmal etabliert, lässt sie sich bis heute nicht heilen. Mehr als 250 Millionen Menschen weltweit leben mit einer chronischen HBV-Infektion, fast alle seit ihrer Geburt. 

Bisher ging man davon aus, dass das Immunsystem solche Infektionen toleriert und sich kaum dagegen wehrt. Eine neue Studie von Forschenden des Departement Biomedizin der Universität Basel liefert Hinweise darauf, dass das Immunsystem effizienter gegen solche Infektionen vorgeht als bislang gedacht.

«Unsere Studie verändert, wie wir über chronische Infektionen denken, die früh im Leben begonnen haben», sagt Dr. Katrin Martin, Co-Erstautorin der in «Immunity» veröffentlichten Arbeit. «Wir haben festgestellt, dass das Immunsystem das Virus im Erwachsenenalter mit Teilerfolg bekämpft, obschon gewissermaßen mit angezogener Handbremse.»

Wie der Körper auf das Virus reagiert

Mithilfe eines Mausmodells, das wichtige Aspekte einer Infektion bei der Geburt nachbildet, untersuchte das Forschungsteam die Immunreaktion über längere Zeit. Dabei zeigte sich: Der Körper bildet schrittweise Antikörper, die helfen, die Menge an Viren zu verringern. Unterstützt wird diese Reaktion von spezialisierten Immunzellen, sogenannten T-Helferzellen, die andere Abwehrzellen dabei unterstützen, wirksamere Antikörper zu produzieren. 

Diese T-Helferzellen sind im Erwachsenenalter durchaus aktiv und wirksam gegen das Virus. «Allerdings sind sie seltener und weniger vielfältig als bei Infektionen, denen man später im Leben begegnet», erklärt Co-Erstautor Dr. Peter Reuther. Somit bleibe die Immunantwort eingeschränkt und könne das Virus nicht vollständig beseitigen.

Die Abwehr gezielt stärken

In einem nächsten Schritt wollten die Forschenden prüfen, ob sich diese eingeschränkte Abwehr verstärken lässt. In ihren Experimenten gelang es tatsächlich, die Antikörperreaktion zu verbessern, indem sie den Mäusen zusätzliche unterstützende T-Helferzellen verabreichten. Dies deutet darauf hin, dass die reduzierte Verfügbarkeit von T-Helferzellen eine wichtige Einschränkung der immunologischen Abwehr gegen frühkindlich erworbene Infektionen darstellt. 

Den Grund dafür vermuten die Forschenden in der Tatsache, dass die Virusinfektion während einer sensiblen Phase in der Entwicklung des Immunsystems stattfindet. Die Entstehung von spezifischen T-Zellen bleibe dadurch begrenzt, der Organismus entwickle eine partielle Toleranz gegen das Virus, was dessen langfristiges Verbleiben im Körper begünstigt. 

«Dass sich die Immunreaktion durch Zugabe von zusätzlichen T-Helferzellen verstärken ließ, ist im Hinblick auf neue Therapieansätze vielversprechend», sagt Studienleiter Prof. Dr. Daniel Pinschewer. «Wir bauen damit auf bestehende und teilweise effektive Mechanismen der Abwehr auf, statt dass wir versuchen müssten, eine völlig fehlende Abwehrreaktion herbeizuführen.»

Universität Basel


Originalpublikation:

Katrin Martin, Peter Reuther et al.: Perinatal infection elicits clonally restricted T follicular helper cell responses that drive antibody-mediated viral control, Immunity (2026), doi: 10.1016/j.immuni.2026.03.004, https://doi.org/10.1016/j.immuni.2026.03.004

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Wissenschaft International