VBIO News

Europas Naturschutzgebiete neu denken

Wed, 25 Mar 2026 12:22:23 +0100

Forschende der Universitäten Göttingen und Kassel zeigen nun, wie ein biokultureller Ansatz neue Wege eröffnen kann, indem Aspekte wie Traditionen, Werte und Wissen der lokalen Bevölkerung in den Naturschutz einfließen. Vor dem Ziel der EU, bis 2030 mindestens 30 Prozent der Flächen von Land und Meer unter Schutz zu stellen, könne dies zur Weiterentwicklung des Natura-2000-Netzwerks beitragen. In einem Artikel stellen die Forschenden Maßnahmen vor, mit denen Natur- und Kulturlandschaften gemeinsam gedacht und Menschen eingebunden werden. Er wurde in der Fachzeitschrift Conservation Letters veröffentlicht.

Fünf Handlungsfelder zeigen die Forschenden in ihrem Beitrag auf: die Rolle der Menschen vor Ort, die Gestaltung des Schutzgebietsnetzwerks, das Monitoring, die finanzielle Förderung und die Forschung. An Fallbeispielen aus Deutschland, Rumänien und Spanien machen sie deutlich, dass viele geschützte Arten auf traditionelle Praktiken der extensiven Landnutzung angewiesen sind. „Zahlreiche Lebensräume von europäischer Bedeutung, wie Streuobstwiesen und orchideenreiche Kalkmagerrasen, sind durch jahrhundertelange landwirtschaftliche Nutzung entstanden. Sie bleiben nur erhalten, wenn die Wirtschaftsweisen fortgeführt werden“, erklärt Erstautor Prof. Dr. Tobias Plieninger. Ein biokultureller Ansatz mache dieses Zusammenspiel von Landnutzung und Naturschutz für Schutzgebiete nutzbar. Er folgt dem Grundsatz, dass Natur und Kultur eng verbunden sind und sich in Landschaften gegenseitig beeinflussen. Wirksamer Naturschutz gelingt demnach nur in Zusammenarbeit mit den Menschen vor Ort.

„Der Perspektivwechsel erfordert keine grundlegende Änderung der Naturschutzgesetze, wohl aber ein Umdenken in der Umsetzung“, so Mitautorin Dr. Marion Jay. So könnten Pläne für das Management eines Schutzgebietes gemeinsam mit der lokalen Gemeinschaft entstehen und biokulturelle Aspekte in das Monitoring einfließen – etwa das ökologische Wissen der Menschen und die von ihnen genutzten Tier- und Pflanzenarten. Förderprogramme könnten zudem verstärkt kooperativen und ergebnisorientierten Naturschutz unterstützen. Die Gesellschaft einzubinden, sei wichtig, wie Plieninger betont: „Wenn Menschen sich als Teil der Landschaft verstehen und Verantwortung übernehmen, stärkt das den Naturschutz langfristig.“

Georg-August Universität Göttingen

Originalpublikation:

Plieninger, T.; Jay, M.; Hartel, T. Future-proofing Natura 2000 through a biocultural approach. Conservation Letters (2026). https://doi.org/10.1111/con4.70038

Kleine Krebse an großen Knollen: 24 neue Tiefseearten entdeckt

Wed, 25 Mar 2026 12:10:07 +0100

Flohkrebse, auch als Amphipoden bezeichnet, sind kleine, krebsartige Lebewesen, die in nahezu allen marinen Lebensräumen vorkommen. Trotz ihrer geringen Größe, von einigen Millimetern bis zu wenigen Zentimetern, spielen sie eine zentrale Rolle im Ökosystem Meer. Sie zersetzen organisches Material wie Algen und abgestorbene Pflanzenreste, wodurch sie Nährstoffe wieder für andere Organismen verfügbar machen. Gleichzeitig dienen sie als wichtige Nahrungsquelle für viele Meerestiere. „Ohne Flohkrebse würde sich detritisches Material ansammeln, und viele Fischarten hätten weniger Nahrungsressourcen, was das Gleichgewicht mariner Ökosysteme erheblich stören könnte. Ihre Aktivität trägt somit entscheidend zur Stabilität, Produktivität und Biodiversität der Meere bei“, erklärt Dr. Anne Helene S. Tandberg vom Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt.

Die Senckenberg-Meeresforscherinnen Dr. Anne Helene Tandberg und Dr. Anne-Nina Lörz haben gemeinsam mit einem internationalen Team und unter der Leitung von Dr. Anna Jażdżewska von der University of Lodz und Dr. Tammy Horton vom National Oceanography Centre 24 neue Flohkrebsarten aus der Tiefsee beschrieben. „Die Neubeschreibungen sind das Ergebnis eines 2024 stattgefundenen, einwöchigen Taxonomie-Workshops. 16 Expert*innen sowie Nachwuchswissenschaftler*innen aus aller Welt sind hier zusammengekommen, um neue Arten aus der Clarion-Clipperton-Zone zu beschreiben“, erzählt Lörz.

Die Clarion-Clipperton-Zone im zentralen Pazifik erstreckt sich über rund sechs Millionen Quadratkilometer zwischen Hawaii und Mexiko und zählt zu den biologisch vielfältigsten, aber bislang wenig erforschten Tiefseegebieten der Welt. Der Meeresboden ist mit Milliarden polymetallischer Knollen bedeckt, die hauptsächlich aus Mangan- und Eisenoxid bestehen, aber auch Nickel, Kobalt und seltene Erden enthalten, welche für den globalen Rohstoffbedarf von wachsender Bedeutung sind. Gleichzeitig bietet die Clarion-Clipperton-Zone zahlreichen bislang unbekannten Tierarten einen Lebensraum, wie den neu entdeckten Flohkrebsen. „Das Verständnis der Biodiversität der Tiere, die auf und zwischen diesen Knollen leben, ist entscheidend, um zu wissen, wie wir unsere Ozeane – im Spannungsfeld von Ökonomie und Ökologie – für zukünftige Generationen am besten schützen können“, so Jażdżewska.

Die Forschenden beschrieben innerhalb einer Woche 24 neue Arten aus zehn Amphipoden-Familien, darunter sowohl Räuber als auch Aasfresser. Besonders bemerkenswert ist die Entdeckung einer neuen Familie, Mirabestiidae, und einer neuen Überfamilie, Mirabestioidea, die völlig neue evolutionäre Abstammungslinien offenbaren. Außerdem wurden zwei neue Gattungen, Mirabestia und Pseudolepechinella, identifiziert, die tiefsten bisher bekannten Nachweise mehrerer Gattungen dokumentiert und erstmals molekulare DNA-Barcodes für einige seltene Arten erstellt. Die neuen Arten erhielten Namen, die teilweise persönliche, kulturelle oder kreative Bezüge widerspiegeln. So wurden die Projektleiterinnen Dr. Tammy Horton und Dr. Anna Jażdżewska geehrt: Byblis hortonae und Thrombasia ania. Eine Art der neuen Überfamilie, Mirabestia maisie, wurde nach Hortons Tochter benannt, während Pseudolepechinella apricity die Wärme der Wintersonne wiedergibt, die während des Workshops in Lodz schien. Tandberg fügt an: „Unsere Ergebnisse markieren einen entscheidenden Schritt zur Erfassung und Dokumentation der reichen Biodiversität der Clarion-Clipperton-Zone. Die Taxonomie ist zentral für das Verständnis der Tierwelt in der Tiefsee, da sie grundlegende Informationen über Arten, ihre Verbreitung und ihre Rolle im empfindlichen Ökosystem liefert.“

Die Ergebnisse des Teams liefern Informationen, die für zukünftige Naturschutz- und politische Entscheidungen von großer Bedeutung sind, heißt es in der Studie. „Das Projekt zeigt, wie effektiv koordinierte und fokussierte Taxonomie-Workshops sein kann und liefert damit ein mögliches Modell für zukünftige Forschung“, so Lörz. „Durch solche Initiativen – mit etwa 25 neu beschriebenen Arten pro Jahr – könnten die Flohkrebse im östlichen Teil der Clarion-Clipperton-Zone innerhalb von etwa zehn Jahren nahezu vollständig erfasst werden. Gleichzeitig erweitern wir damit unser Wissen über die Tiefsee, ihre bisher weitgehend unbekannten Lebensgemeinschaften und können wirkungsvolle Schutzkonzepte entwickeln“, schließt Tandberg.

Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt

Originalpublikation:

Jażdżewska AM, Horton T (2026) New deep-sea Amphipoda from the Clarion-Clipperton Zone: 24 new species described under the Sustainable Seabed Knowledge Initiative: One Thousand Reasons campaign. In: Jażdżewska AM (Ed.) New deep-sea Amphipoda from Clarion-Clipperton Zone. ZooKeys 1274: 1–16. https://doi.org/10.3897/zookeys.1274.176711

Schalenknackende Schildkröten trotzten dem Massenaussterben am Ende der Kreidezeit

Wed, 25 Mar 2026 11:59:20 +0100

Das Massenaussterben an der Grenze zwischen Kreidezeit und Paläogen war katastrophal, ein Großteil des Lebens verschwand von der Erde. Damals dominierende Wirbeltiergruppen, wie die Dinosaurier und viele große Meeresreptilien, fielen den Auswirkungen des Asteroideneinschlags vor rund 66 Millionen Jahren zum Opfer. Doch die Katastrophe traf nicht alle Organismen in gleichem Ausmaß: Schildkröten beispielsweise überlebten mit nur minimalen Verlusten.

Eine neue Studie aus der Arbeitsgruppe von Serjoscha Evers, Paläontologe der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB), zeigt nun: Insbesondere die Schildkröten, die sich von hartschaligen Organismen wie Schnecken oder Muscheln ernährten, überlebten das Massenaussterben weitgehend unbeschadet. Und dies mit einer mehr als fünfmal so hohen Wahrscheinlichkeit, als solche Schildkröten, die Fische gejagt haben oder reine Pflanzenfresser waren.

Offenbar wirkte sich diese ökologische Anpassung bei Schildkröten auf ihre Überlebenswahrscheinlichkeit aus. „Wir beobachten hier einen ökologischen Filter. Die Spezialisierung auf hartschalige Nahrung verschaffte diesen Schildkrötenarten einen evolutionären Vorteil“, erläutert Autor Serjoscha Evers. „Dies liegt wahrscheinlich an der Resilienz dieser Nahrungsquellen selbst – hauptsächlich Muscheln und Schnecken - gegenüber den katastrophalen Auswirkungen des Impakts. Pflanzenfresser hatten im nuklearen Winter nach dem Einschlag Schwierigkeiten zu überleben – mit Auswirkungen auf die gesamte Nahrungskette bis hin zu Fleischfressern. Schnecken und andere Opportunisten dagegen konnten gut überleben. Schildkröten, die genau auf solche Beutetiere spezialisiert waren, standen also weniger unter Druck.“

Wovon sich Schildkröten ernähren, zeigen spezielle anatomische Merkmale ihrer Kiefer. Auf dieser Basis konstruierten Serjoscha Evers und sein Doktorand Guilherme Hermanson von der Universität Fribourg in der Schweiz einen großen Datensatz, der alle Schildkrötenlinien an der Kreide-Paläogen-Grenze einschließt. So konnten die Paläontologen mittels statistischer Modelle bewerten, in welcher Weise die Ernährung als ökologischer Faktor die Aussterbewahrscheinlichkeit bei Schildkröten beeinflusst hat.

Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns

Originalpublikation:

Guilherme Hermanson, Serjoscha W. Evers; Ecological selectivity of diet on turtle K/Pg survivorship. Biol Lett 1 March 2026; 22 (3): 20250790. https://doi.org/10.1098/rsbl.2025.0790

Erwärmung von Küstengewässern treibt großflächige schwüle Hitzewellen an

Wed, 25 Mar 2026 11:36:36 +0100

Hitzewellen mit hoher Luftfeuchtigkeit haben in den vergangenen Jahrzehnten stark an Intensität zugenommen und werden voraussichtlich weiter zunehmen, wodurch sich auch das Risiko hitzebedingter Todesfälle erhöht. Frühere Untersuchungen legen nahe, dass selbst gesunde Menschen bei Feuchtkugeltemperaturen – ein Maß für die Kombination von Hitze und Feuchtigkeit – über 31,5 °C zusammenbrechen können, da sich der Körper dann nicht mehr durch Schwitzen abkühlen kann. Das weitverbreitete und großflächige Auftreten schwüler Hitzewellen, wie 2023 in Asien, ist bislang jedoch kaum verstanden.

„Wir sehen einen starken Zusammenhang zwischen der Erwärmung der Küstengewässer und einer Häufung von schwül-heißen Extremereignissen – insbesondere in den Tropen. Dort liefern die Ozeane mehr Feuchtigkeit und die Atmosphäre transportiert diese feucht-warme Luft an Land, wodurch die Hitze verstärkt wird“, sagt Leitautor und PIK-Forscher Fenying Cai. „In Regionen, die weiter vom Äquator entfernt sind, spielt auch das Zusammenwirken der Erwärmung von Land und Ozean, gekoppelt mit großräumigen atmosphärischen Wellenmustern, eine wichtige Rolle.“

Das internationale Forschungsteam von Forschenden des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), der Princeton University und der Sun Yat-sen University analysierte Klimadaten aus den Jahren 1982 bis 2023 mit Hilfe eines komplexen Netzwerkansatzes und entdeckte starke Zusammenhänge zwischen Land und Ozean. So ist beispielsweise die Erwärmung im Indischen Ozean mit steigenden Risiken für schwüle Hitze in Südasien und im Nahen Osten verbunden, während die Erwärmung des tropischen Nordatlantiks die Risiken im nördlichen Südamerika verstärkt. Die Studie zeigt auch, dass der Einfluss des Ozeans bei großräumigen Ereignissen stärker ist als bei isolierten lokalen Hitzewellen.

„Ein besseres Verständnis dieser Wechselwirkungen zwischen Land und Ozean ist der Schlüssel für wirksame Strategien zur Klimaanpassung. Die Meeresoberflächentemperaturen an den Küsten können als potenzieller Frühwarnindikator für großflächige schwüle Hitzeereignisse eine entscheidende Rolle spielen“, sagt Co-Autor und PIK-Forscher Jürgen Kurths.

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Originalpublikation:

Cai, F., Gerten, D., Zhang, K. et al. Large-scale aggregation of humid heatwaves exacerbated by coastal oceanic warming. Nat. Geosci. (2026). doi.org/10.1038/s41561-026-01952-z

Lebhafte Lipide in Nano-Hotspots

Wed, 25 Mar 2026 11:21:30 +0100

Biologische Zellmembranen und ihre Untereinheiten (Organellen) sind in winzige Bereiche (Nanodomänen) unterteilt, die aus Fetten (Lipiden) und Proteinen bestehen. Diese spezialisierten Bereiche erfüllen wichtige Aufgaben für die Zelle, wie beispielsweise Signalübertragung, Sortierung oder Transport. Während die Proteine in diesen Domänen gut erforscht sind, bleiben die Verteilung und das Verhalten der Lipide darin noch weitgehend ungeklärt. Da sich Lipide sehr schnell bewegen und es mit den derzeitigen Methoden schwierig ist, einzelne Lipidarten hochauflösend sichtbar zu machen.

Um Lipide zu lokalizieren, verwenden Forschende „bifunktionale Lipidsonden“ – sehr kleine, leicht modifizierte Lipide, die wie molekulare GPS-Marker fungieren. Diese Sonden können in lebende Zellen eingebracht, dann mit Licht „an Ort und Stelle fixiert“ (photo-crosslinking) und später mittels einer chemischen Reaktion (Klickchemie) fluoreszenzmarkiert werden. Auf diese Weise kann man verfolgen, wo sich bestimmte Lipide befinden, ohne die Zelle zu stark zu verändern oder zu stören.

Lichtmikroskopie allein reicht jedoch nicht aus, um kleine Details in der Zellmembran sichtbar zu machen. Mit der Elektronenmikroskopie lassen sich höhere Detailgenauigkeiten erzielen. Die korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM) vereint die Stärken beider Techniken. In Verbindung mit bifunktionellen Lipidsonden zeigt Lipid-CLEM, wo sich markierte Lipide befinden, und macht die Feinstruktur der Membranen sichtbar.

Bisherige CLEM-Methoden beschädigten jedoch entweder die Membranstruktur, funktionierten nur an den Außenflächen der Zellen oder konnten einzelne Lipidarten nicht unterscheiden. Um diese Probleme zu lösen, haben Mathilda Lennartz und ein Forschungsteam um André Nadler, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden, sowie um Ori Avinoam am Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, eine neue Methode entwickelt, die sie Lipid-CLEM nennen.

Innovative 3D-Bildgebung von Lipiden

Mathilda Lennartz, mitverantwortliche und Hauptautorin der Studie, erklärt: „Um die Lipidsortierung in frühen Endosomen – einer zentralen Sortierstation im Inneren der Zelle – zu untersuchen, müssen die Zellen schnell eingefroren werden, um die Lipide in ihrer Bewegung zu stoppen und die Membran der Zellen zu erhalten. Später können diese Lipide auf sehr dünnen Schnitten der Probe, sogenannten „Schnitten“, von Zellen mithilfe der Klick-Chemie markiert werden. Diese Schnitte werden dann mit dem Lipid-CLEM-Ansatz abgebildet.“

„Mit Lipid-CLEM haben wir beobachtet, dass ein bestimmtes Lipid, das Sphingomyelin, in kleinen Vesikeln im Inneren des Endosoms häufiger vorkommt und in röhrenförmigen Membranbereichen seltener. Diese Trennung wurde bereits bei einigen Proteinen beobachtet“, sagt Mathilda. Aus dieser Beobachtung schlossen wir, dass zumindest einige Lipide, genau wie Proteine, ebenfalls im Endosom sortiert werden müssen. Interessanterweise kamen in unserer Studie Sphingomyelin und eine Proteinfracht gleichzeitig im frühen Endosom an, trennten sich jedoch in unterschiedliche Domänen auf. Das zeigt, dass die Transportwege von Lipiden und Proteinen während dieser Sortierung auseinanderlaufen können.“

Erfolgreiche Teamarbeit

Das Team von Ori Avinoam am Weizmann-Institut trug mit seinem Fachwissen im Bereich der korrelativen Licht- und Elektronenmikroskopie bei. Ori sagt: „Diese Studie verdeutlicht, wie wichtig Kooperationen sind, um die Forschung voranzubringen. Durch die Bündelung sich ergänzender Fachkenntnisse konnten wir eine Methode entwickeln, die es uns ermöglichte, grundlegende Prinzipien der Lipidsortierung aufzuspüren, die zuvor unzugänglich waren.“

André Nadler, der die Studie betreute, fasst zusammen: Unser Lipid-CLEM-Workflow bietet eine 3D-Visualisierung der Lipiddichte in Membran-Nanodomänen und damit eine neue Möglichkeit, die Lipidorganisation in komplexen zellulären Strukturen zu untersuchen. Endlich können wir die Lipidsortierung in Membranen mit der erforderlichen Auflösung darstellen. Wir glauben, dass Lipid-CLEM uns dabei helfen wird, die Funktionen von Lipiden in Zellen besser zu verstehen, da wir damit sowohl Lipide als auch Proteine gemeinsam im Zusammenhang mit der Organisation und Funktion der Membran untersuchen können. Auch für das Verständnis von Erkrankungen, die mit Membranfunktionsstörungen zusammenhängen, könnte dies von Bedeutung sein.“

Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik

Originalpublikation:

Lennartz, H.M., Khan, S., Leng, W. et al. Visualizing suborganellar lipid distribution using correlative light and electron microscopy. Nat Cell Biol (2026). doi.org/10.1038/s41556-026-01915-x

Altern im Zeitraffer

Wed, 25 Mar 2026 11:14:43 +0100

Unser Immunsystem schützt den Körper ein Leben lang vor Infektionen und schädlichen Veränderungen. Mit zunehmendem Alter verliert es jedoch an Leistungsfähigkeit, wodurch das Risiko für Krankheiten steigt. Doch was passiert, wenn das Immunsystem altert – und lässt sich dieser Prozess möglicherweise aufhalten?

In einer jetzt in Nature Aging (Cover-Story) veröffentlichten Studie sind Forschende des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz Lipmann Institut (FLI) der Beantwortung dieser Fragen einen wichtigen Schritt näher gekommen. Sie nutzten die extrem kurze Lebensdauer des Türkisen Prachtgrundkärpflings (Nothobranchius furzeri, Killifisch) und identifizierten innerhalb weniger Wochen Schlüsselmerkmale der Immunalterung. Damit eignet sich dieses Modell besonders gut für schnelle mechanistische Entdeckungen und die Erprobung potenzieller Interventionen.

Die Studie kombiniert verschiedene Analysemethoden, wie beispielsweise Zytometrie, Einzelzell-Transkriptomik, Proteomik, KI-gestützte Bildklassifizierung, In-situ-Bildgebung, Histologie und funktionelle Immunassays. Mit der neu eingerichteten offen zugänglichen Multi-Omics-Ressource KIAMO bietet sie damit einen umfassenden Überblick über die Immunalterung bei einem kurzlebigen Wirbeltier. Die Arbeiten begannen am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns (MPI-AGE) in Köln und wurden später am FLI in Jena fortgesetzt.

Die Forschenden zeigen, dass wichtige Merkmale der Immunalterung beim Killifisch auftreten und denen bei Säugetieren und Menschen auffallend ähnlich sind. Die Studie liefert so einzigartige Einblicke in die Mechanismen der sogenannten „Immunalterung“. Da Killifische nur wenige Monate leben, lassen sich Alternsprozesse innerhalb weniger Wochen im Zeitraffer beobachten – ein großer Vorteil für die experimentelle Forschung.

„Das Killifisch-System überrascht uns immer wieder, denn es zeigt, dass Schlüsselaspekte der Immunalterung – sowohl auf molekularer als auch auf zellulärer Ebene – stark evolutionär konserviert sind“, sagt Prof. Dario Riccardo Valenzano, Pionier der Killifischforschung und Wissenschaftlicher Direktor des FLI. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich Killifische bestens als Modell eignen, um Interventionen zu testen, mit denen durch gezielte Beeinflussung der Immunalterung die systemische Alterung verbessert werden kann.“

Entzündungsprozesse nehmen im Alter zu

Eine der zentralen Ergebnisse der Studie ist das Vorhandensein einer ausgeprägten systemischen Entzündungssignatur in älteren Fischen, die oft als „Inflammaging“ bezeichnet wird. Blutuntersuchungen zeigten erhöhte Werte von Akutphasenproteinen sowie Markern eines metabolischen Ungleichgewichts. Ähnliche Entzündungssignaturen, die bei alternden Säugetieren und Menschen bekannt sind, stehen mit einer Vielzahl von alternsbedingten Erkrankungen in Verbindung.

Veränderungen in der Fabrik der Immunzellen

Besonders deutlich zeigten sich alternsbedingte Veränderungen im Nierenmark, dem wichtigsten blutbildenden Organ bei Fischen und das funktionale Pendant zum Knochenmark von Säugetieren. Mit zunehmendem Alter beobachteten die Forschenden strukturelle Umgestaltungen, Fibrose, Gewebeveränderungen und Verschiebungen in der Zusammensetzung der Immunzellpopulationen.

Gleichzeitig deuten die Daten auf eine Zunahme von Vorläufer- und stammzellähnlichen Immunzellen hin. Diese Zellen weisen jedoch eine Anhäufung von DNA-Doppelstrangschäden auf und zeigen verminderte Marker für eine aktive DNA-Reparatur. Bemerkenswert ist, dass diese Anhäufung von DNA-Schäden nicht allein durch die Replikation erklärt werden kann, was auf einen Zustand hindeutet, der mit zellulärer Seneszenz und einer beeinträchtigten Differenzierungsfähigkeit einhergeht.

„Die Vorstellung, dass biologische Prozesse – darunter auch das Altern – Prinzipien folgen, die man verstehen und schließlich in therapeutische Maßnahmen umsetzen kann, hat mich schon immer fasziniert. Anstatt den Verfall als unvermeidlich hinzunehmen, ermöglicht uns das Killifisch-Modell, die Mechanismen des Alterns in kürzester Zeit zu untersuchen und dabei zentrale Aspekte der Immunalterung bei Säugetieren nachzubilden“, erklärt Gabriele Morabito, Doktorand und Erstautor der Studie.

Geschwächte Immunantwort im Alter

Funktionelle Experimente bestätigten diese Beobachtungen. Immunzellen, die aus älteren Killifischen isoliert wurden, reagierten deutlich schwächer auf eine bakterielle Stimulation als Zellen von jungen Tieren. In Zellkulturversuchen konnte durch eine Vorbehandlung mit einem Senolytikum die jugendliche Immunantwort in vitro teilweise wiederhergestellt werden. Das lässt vermuten, dass seneszente Zellen zum Funktionsverlust des alternden Immunsystems beitragen könnten.
Ein Hinweis darauf, dass seneszente Zellen aktiv zur alternsbedingten Schwächung der Immunantwort beitragen. Der Killifisch stellt daher ein vielversprechendes Modell dar, um Interventionen zu testen, die gezielt auf die Immunalterung wirken.

Neue öffentlich zugängliche Ressource für die Forschungsgemeinschaft

Parallel zur Studie haben die Forschenden eine öffentlich zugängliche Multi-Omics-Plattform namens KIAMO (Killifish Immune Aging Multi-Omics) eingerichtet. Diese Plattform stellt der internationalen Forschungsgemeinschaft umfangreiche molekulare Datensätze zur Verfügung, darunter Einzelzell-Genexpressionsprofile, Proteomikdaten und Bildgebungsressourcen.

Modellorganismus zur Erforschung der Immunalterung

Obwohl die Studie detaillierte Einblicke in die Immunalterung im hämatopoetischen System liefert, bleiben wichtige Fragen offen. Es ist noch unklar, wie stark diese Veränderungen die Alternsprozesse in anderen Organen beeinflussen.
Der Killifisch bietet jedoch laut Prof. Valenzano eine einzigartige Gelegenheit, diese Zusammenhänge experimentell zu untersuchen. Mit seiner kurzen Lebensdauer, seiner konservierten Immunbiologie und der neu eingerichteten KIAMO-Ressource stellt der türkisfarbene Killifisch eine leistungsstarke experimentelle Plattform dar, um die Immunalterung bei Wirbeltieren zu untersuchen und die Entwicklung von Strategien zur Verbesserung der Gesundheit im Alter voranzutreiben.

Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz Lipmann Institut

Originalpublikation:
Morabito G, Dönertas HM, Sperti L, Seidel J, Poursadegh Zonouzi A, Poeschla M, Valenzano DR.: Spontaneous aging-associated inflammation and genome instability in the immune system of turquoise killifish. Nat Aging. 2026, 6(3):665-681. DOI: 10.1038/s43587-026-01086-2. http://www.nature.com/articles/s43587-026-01086-2

Proteinabbau – Zelluläre Müllabfuhr hat keinen festen Bauplan

Wed, 25 Mar 2026 11:06:12 +0100

Proteasomen sind lebenswichtige Proteinkomplexe, die in Zellen beschädigte oder nicht mehr benötigte Proteine abbauen. Mit hochauflösender Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) gelang es dem Team um Prof. Petra Wendler von der Universität Potsdam und Prof. Jürgen Dohmen von der Universität zu Köln, die Strukturen von sechs frühen Proteasom-Vorstufen in Hefe zu erfassen – darunter bisher unbekannte Zwischenstufen.

Die neuen Daten zeigen, dass das Proteasom über zwei unterschiedliche Wege montiert werden kann, die sich in der Reihenfolge der eingebauten Beta-Untereinheiten unterscheiden. Anders als bisher gedacht, läuft die Montage nicht in einem starren, linearen Programm ab, sondern nutzt mehrere alternative Wege. „Das war eine Überraschung“, sagt Prof. Wendler. „Ein aktives Proteasom ist aus 28 einzelnen Proteinen aufgebaut. Wir konnten nachweisen, dass die Aktivität-vermittelnden Untereinheiten Beta 1 und Beta 5 unabhängig voneinander in den Komplex eintreten können – ein Hinweis auf eine flexible Proteasombiogenese, die so nicht zu erwarten war.“

Die Studie enthüllt zudem, wie Chaperon-Proteine den Montageprozess steuern. Der Begriff Chaperon bezeichnet eine bestimmte Art von Proteinen, die das Heranreifen anderer Proteine unterstützen, unerwünschte Kontakte unterbinden und Fehler korrigieren. Sie spielen eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung und Alterung von Zellen. Diese Arbeit zeigt, dass ein bisher unbekannter Chaperon-Abschnitt auf molekularer Ebene die zentrale Pore des reifenden Proteasoms offen hält. Er wird erst nach der letzten Reifungsstufe freigegeben, um sicherzustellen, dass der Komplex erst dann aktiviert wird, wenn er vollständig zusammengebaut ist.
„Die Montage des Proteasoms ist ein präzises choreografiertes Geschehen“, erklärt Prof. Jürgen Dohmen. „Unsere Arbeit zeigt, wie strukturelle Veränderungen bei Chaperonen und proteasomalen Untereinheiten exakt koordiniert sind, um sicherzustellen, dass das Proteasom korrekt zusammengebaut und erst dann aktiviert wird, wenn alle Komponenten ihren korrekten Platz eingenommen haben.“

Diese Erkenntnisse haben weitreichende Konsequenzen für das Verständnis der zellulären Proteinqualitätskontrolle, des Alterns und von Krankheiten wie Krebs oder neurodegenerativen Erkrankungen. Sie eröffnen zudem neue Wege für die Entwicklung gezielter Medikamente, die die Proteasombiogenese beeinflussen.
Die Publikation zählt laut der Redaktion von Nature Communications zu den besten 50 Arbeiten, die kürzlich im Bereich „Strukturbiologie, Biochemie und Biophysik“ erschienen sind und wurde daher als Editors’ Highlight (https://www.nature.com/ncomms/editorshighlights) ausgezeichnet. Die Arbeiten und die Untersuchungen mit dem Kryo-Elektronenmikroskop wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Universität Potsdam

Originalpublikation:

Eric Mark, Paula C. Ramos, Maria M. Nunes, Ana C. Matias, R. Jürgen Dohmen, Petra Wendler, 2026, Structural transitions in the stepwise assembly of proteasome core particles, Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-026-70525-w

Stärkung des Biotechnologie-Standorts Deutschland durch Entbürokratisierung des Gentechnikrechts

Wed, 25 Mar 2026 10:43:34 +0100

Sie machen, als Antwort auf die wissenschaftliche und internationale Entwicklung der letzten Jahrzehnte, konkrete Vorschläge für eine bundesweite Vereinfachung und Verschlankung der Dokumentationspflichten für gentechnische Anlagen und Tätigkeiten der Sicherheitsstufe 1 (S1).

Zu den Autoren gehört auch der VBIO und die Stellungnahme wurde von einigen Fachgesellschaften im VBIO mit unterzeichnet.

Zur Stellungnahme

DECHEMA

Düngemittel aus Cyanobakterien ermöglicht Pflanzenanbau auf dem Mars

Tue, 24 Mar 2026 12:08:49 +0100

Die Grundlage zur Herstellung des Düngers bilden Cyanobakterien, auch bekannt als Blaualgen. Sie bringen gleich mehrere Eigenschaften mit, die sie für den Einsatz auf dem Roten Planeten besonders geeignet machen: Sie können Kohlendioxid aus der Marsatmosphäre binden, Sauerstoff produzieren und wichtige Nährstoffe direkt aus dem Marsboden extrahieren.

Die verwendeten Cyanobakterien wurden mit simulierten Marsressourcen gezüchtet, u.a. mit einem künstlich produzierten Regolith, das dem Marsgestein nachempfunden ist. Anschließend werden die Cyanobakterien in einem anaeroben Vergärungsprozess von Mikroben in einen nährstoffreichen Gärrest umgewandelt – ganz ohne Sauerstoff und ausschließlich mit potenziell vor Ort verfügbaren Materialien.

In der nun im Chemical Engineering Journal veröffentlichten Studie wurde der Vergärungsprozess gezielt optimiert. So führte das Erwärmen der Biomasse vor der Verarbeitung zu einer schnelleren Zersetzung, wobei sich eine Betriebstemperatur von 35 Grad Celsius als ideal für den Vergärungsprozess erwies. Zudem bleibt das Verhältnis zwischen der Menge der eingesetzten Biomasse und der Ammoniumausbeute konstant. Mehr Cyanobakterien erzeugen also auch mehr Ammonium, welches ein zentraler Bestandteil für die spätere Nutzung als Düngemittel ist. Als Hauptquelle für Mineralstoffe im Dünger wurde ein Marsstaubsimulans (MGS-1) verwendet, was zeigt, dass die Fermentation mit lokalen Ressourcen durchgeführt werden kann.

Der entstandene Dünger wurde für den Anbau der Wasserlinse (Lemna sp.) eingesetzt, einer schnellwachsenden, proteinreichen Wasserpflanze, die in Südostasien bereits seit Jahrhunderten als Nahrungsmittel genutzt wird. Besonders bemerkenswert: Aus nur einem Gramm getrockneter Cyanobakterien konnten 27 Gramm frische, essbare Pflanzenmasse gewonnen werden.

Perspektiven für künftige Marsmissionen

„Man kann sich das vorstellen wie einen Gemüsegarten auf dem Mars, der komplett mit lokalen Ressourcen betrieben wird – ohne mitgebrachte Erde, Dünger oder Wasser“, erklärt Tiago Ramalho von der Universität Bremen. „Unsere Ergebnisse zeigen: Kreislaufwirtschaft im All ist möglich.“
Die verwendete Pflanze Lemna spp. hat nicht nur in der Raumfahrt Potenzial: Sie wächst schnell, ist nährstoffreich, leicht anzubauen und vollständig essbar. In der EU ist sie bereits als Lebensmittel zugelassen und gilt als Anwärter für das nachhaltige Superfood der Zukunft – auf der Erde wie im Weltall.
Neben der Produktion von Nahrungsmitteln bietet das System einen weiteren Vorteil: Bei der Vergärung entsteht Methan, das als Energiequelle genutzt werden kann.

„Diese Arbeit zeigt, wie Pflanzen aus natürlichen Ressourcen auf dem Mars unter Verwendung von Mikroben als Zwischenprodukt gezüchtet werden könnten. Sie kann auch als Grundlage für eine nachhaltige Nahrungsmittelproduktion dienen“, sagt Prof. Cyprien Verseux, Leiter des Labors für angewandte Weltraum-Mikrobiologie am ZARM.

Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation

Originalpublikation:

Tiago P. Ramalho, Jess M. Bunchek, Daniel Schubert, Sven Kerzenmacher, Cyprien Verseux, Guillaume Pillot: Sustainable Mars agriculture: Fertilizer production from cyanobacterial biomass via anaerobic digestion, Chemical Engineering Journal, 2026, https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.174922

Wie die Lunge ihre Immunabwehr lokal organisiert

Tue, 24 Mar 2026 11:27:06 +0100

Die meisten Impfstoffe wirken über das Blut. Infektionen wie die Grippe beginnen jedoch direkt in den Atemwegen. «Um ein Virus zu stoppen, muss man es direkt an der Eingangstüre abfangen», sagt Prof. Dr. Carolyn King. Ihr Forschungsteam am Departement Biomedizin der Universität Basel untersucht die lokale Immunabwehr in der Lunge bei mit Grippe infizierten Mäusen.

In der Fachzeitschrift «Immunity» berichten die Forschenden nun über eine bisher unterschätzte Untergruppe von Helfer-T-Zellen, einer Art Steuerzellen des Immunsystems. Ähnliche Helfer-T-Zellen kennt man bereits aus den Lymphknoten. Bei einer Influenza-Infektion bildet sich in der Lunge jedoch eine spezialisierte Untergruppe, in der das Protein HIF-1α besonders aktiv ist; ein Molekül, das bei zellulärem Stress und Immunreaktionen eine wichtige Rolle spielt.

Einsatztrupp in der Lunge

Mithilfe einer Methode, die Genaktivität im Gewebe sichtbar macht, untersuchte das Team, wo sich die Immunzellen in der Lunge der Mäuse befinden. Während einer Infektion entstehen dort kleine, temporäre Immunzentren. Diese Strukturen ähneln Lymphknoten und dienen als vorübergehende Einsatzzentrale: Hier sammeln sich verschiedene Abwehrzellen und stimmen sich ab.

Die Forschenden fanden heraus, dass die HIF-1α-produzierenden T-Zellen an den Aussenrändern dieser Immunzentren sitzen, wo sie ein Signalmolekül namens Interleukin-21 (IL-21) freisetzen. Dieser Botenstoff aktiviert benachbarte Immunzellen – etwa Fresszellen (Makrophagen), antikörperproduzierende B-Zellen und natürliche Killerzellen – und koordiniert so die lokale Abwehr.

Um die Rolle von HIF-1α besser zu verstehen, nutzten die Forschenden ein spezielles Mausmodell. Bei diesem konnten sie dieses Molekül zu einem bestimmten Zeitpunkt nach der Influenza-Infektion ausschalten. «So konnten wir untersuchen, welche Funktion HIF-1α tatsächlich in der Lunge erfüllt, und nicht nur während der anfänglichen Immunantwort an anderen Stellen im Körper», erklärt Jean de Lima, Erstautor der Studie.

Als das Team HIF-1α in den Helfer-T-Zellen ausschaltete, funktionierte die lokale Zusammenarbeit der Immunzellen nicht mehr richtig: Die T-Zellen bildeten weniger des Signalmoleküls IL-21, dadurch ging auch die Anzahl anderer wichtiger Immunzellen in der Lunge zurück. Sie war deshalb schlecht darauf vorbereitet, eine zweite Infektion mit einem anderen Influenzastamm abzuwehren – etwas, das ein trainiertes Immunsystem normalerweise mühelos bewältigen würde.

Interessanterweise scheint diese koordinierte Reaktion über Virusinfektionen hinauszugehen. Die Forschenden fanden diese HIF-1α-gesteuerten T-Zellen auch in einem Mausmodell für Lungenkrebs. In diesem Zusammenhang unterstützten diese Zellen das Immunsystem auch im Kampf gegen Tumorzellen.

Ein Schritt in Richtung inhalierbarer Impfstoffe

Die aktuelle Studie zeigt genauer, welche Rolle diese winzigen Immunzentren in der Lunge spielen. Solche Strukturen bilden sich bei Infektionen, Krebs und chronischen Entzündungen im Gewebe des gesamten Körpers, doch ihre Funktion war bislang ein Rätsel. Die neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass sie mehr sind als nur lokale Antikörperfabriken: Sie sind Kommandozentralen für einen umfassenden und gut abgestimmten Immunschutz.

Diese Erkenntnis könnte den Weg für die Entwicklung inhalierbarer Impfstoffe weisen, die den Schutz direkt am Ort des Viruseintritts aufbauen. Sie eröffnet zudem neue Perspektiven für Krebs-Immuntherapien, die gezielt in der Lunge wirken.

Universität Basel

Originalpublikation:

Jean de Lima et al.: HIF-1α⁺ CD4⁺ T cells coordinate a tissue-resident immune cell network in the lung. Immunity (2026). DOI: 10.1016/j.immuni.2026.01.023