VBIO News

Genscheren zeigen Potenzial bei seltener Immunkrankheit

Mon, 18 May 2026 12:42:52 +0200

Forschende der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg haben im Labor gezeigt, dass sich ein erblicher Fehler im Immunsystem gezielt mit Hilfe von Genscheren verändern lässt. Im Mausmodell einer seltenen Immunkrankheit stellte der Ansatz die Funktion wichtiger Abwehrzellen wieder her und schützte vor einer lebensgefährlichen Entzündungsreaktion. Gleichzeitig zeigen die Wissenschaftler*innen, dass die Sicherheit von Genscheren von deren Typ und Einsatzort abhängt. Die Ergebnisse wurden am 13. Mai 2026 im Fachmagazin Cell Stem Cell veröffentlicht.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Genomeditierung ein vielversprechender Ansatz für die Korrektur seltener erblicher Erkrankungen sein kann“, sagt Prof. Dr. Toni Cathomen, Letztautor der Studie und Direktor des Instituts für Transfusionsmedizin und Gentherapie am Universitätsklinikum Freiburg.

Wie Genscheren im Erbgut arbeiten

Genscheren sind molekularbiologische Werkzeuge, mit denen Forschende gezielt einzelne Stellen im Erbgut verändern können. Sie erkennen eine bestimmte DNA-Sequenz und schneiden den DNA-Strang oder verändern gezielt einzelne Bausteine der Erbinformation. Die Zelle repariert diese Stelle anschließend selbst. So lassen sich krankheitsverursachende genetische Fehler direkt im Erbgut gezielt verändern.

Fehlerhafte Immunreaktion kann durch Genscheren korrigiert werden

Untersucht wurde die familiäre hämophagozytische Lymphohistiozytose. Bei dieser seltenen Erbkrankheit können bestimmte Abwehrzellen infizierte Körperzellen nicht mehr wirksam beseitigen. Dadurch kann das Immunsystem außer Kontrolle geraten. Die Freiburger Forschenden veränderten mit Hilfe von Genscheren gezielt den krankheitsverursachenden Fehler im Erbgut von Mäusen. Dadurch konnten die Zellen wieder korrekt arbeiten und die Tiere waren vor der schweren Entzündungsreaktion geschützt.

Sicherheit muss genau zum Verfahren passen

Zugleich verglich das Team verschiedene Verfahren der Genomeditierung in unterschiedlichen Zelltypen. Dabei zeigte sich, dass sich unerwünschte Veränderungen im Erbgut je nach Methode und Zelltyp deutlich unterscheiden. Für die Entwicklung neuer Therapien ist das eine zentrale Erkenntnis. „Die Sicherheit von Verfahren zur Genomeditierung muss immer im konkreten klinischen Zusammenhang bewertet werden“, sagt Cathomen.

Universitätsklinikum Freiburg

Originalpublikation:

Lei L, Kaufmann M, Lao J ...: Genotoxicity profiling reveals distinct platform- and cell type–specific effects in therapeutic gene editing for genetic hyperinflammation, Cell Stem Cell, 2026, DOI: 10.1016/j.stem.2026.04.014 DOI: 10.1016/j.stem.2026.04.014

Du bist, was du isst: Wie Ernährung die Evolution antreibt

Mon, 18 May 2026 09:38:49 +0200

Im Tanganjikasee in Afrika findet sich eines der beeindruckendsten Beispiele der Evolution. Rund 250 verschiedene Arten von Buntbarschen haben sich hier entwickelt und im begrenzten Lebensraum des Sees auf unterschiedliche ökologische Nischen spezialisiert. Es gibt Algen- und Planktonfresser, aber auch räuberische Arten, die anderen Fischen die Schuppen abfressen oder kleinere Fische verzehren.

Die Nahrungsquelle ist ihnen meist schon am Maul abzulesen: Ihre Kiefer sind so geformt, dass sie sich perfekt für die jeweilige Nahrung eignen, beispielsweise um Algen von Felsen abzuschaben oder Fischschuppen abzureissen. Auch der Zusammenhang zwischen Ernährung und Länge des Darms wurde für viele dieser Arten beschrieben.

Ein Team um Dr. Antoine Fages, Prof. Dr. Patrick Tschopp und Prof. Dr. Walter Salzburger von der Universität Basel zeigt nun eine weitere Ebene der Anpassung an verschiedene Nahrungsquellen auf. «Bisher wusste man wenig darüber, wie sich der Verdauungstrakt auf Ebene der Zellen und zellulärer Prozesse an die jeweilige Ernährung angepasst hat», erklärt Antoine Fages, Erstautor der Studie, die genau diese Anpassungen nun am Beispiel der Buntbarsche in «Nature» beschreibt.

Von äusseren Merkmalen bis zu Zellen der Darmschleimhaut

Erstmals verknüpften die Forschenden die zelluläre Zusammensetzung des Darms mit den anatomischen Merkmalen und den ökologischen Nischen der verschiedenen Buntbarscharten. Das Team untersuchte mithilfe moderner Einzelzell-Sequenziermethoden bei 24 Buntbarscharten die Darmzellen und die darin aktiven Gene.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich keineswegs nur sichtbare Merkmale der Tiere angepasst haben: Bei den fleischfressenden Buntbarschen waren in der Darmschleimhaut mehr Zellen vorhanden, die auf die Aufnahmen von Fetten und Nährstoffen spezialisiert sind. Diese spielen für die Verarbeitung energiereicher Nahrung eine wichtige Rolle.

Spielraum für evolutive Anpassungen

«Dies deutet darauf hin, dass die ökologische Nische hier - indirekt - Einfluss auf die Zelltyp-Spezifizierung, und damit auf die Gewebezusammensetzung im Darm nimmt», erklärt Patrick Tschopp. Die Ergebnisse zeigen zudem: In diesen Zellen sind viele Gene aktiv, die besonders grossen Spielraum für evolutive Anpassungen haben. Dieser Freiraum ist möglich, weil Veränderungen an diesen Genen andere Prozesse im Organismus weniger beeinflussen.

Walter Salzburger fasst zusammen: «Wir zeigen hier auf Ebene einzelner Zellen, wie Anpassungen an unterschiedliche Ernährungsweisen zur evolutionären Diversifizierung beitragen.»

Das Projekt wurde durch einen Sinergia-Grant des Schweizerischen Nationalfonds finanziert. Ganz im Sinne dieser interdisziplinären Förderung verbindet die Arbeit Evolutionsbiologie und Ökologie mit Zell- und Gewebeforschung, von äusseren Merkmalen und Ernährungsweisen bis hin zu einzelnen Zellen und Molekülen im Verdauungstrakt.

Universität Basel

Originalpublikation:

Fages, A., Luxey, M., Ronco, F. et al. Adaptive cellular evolution in the intestine of hyperdiverse cichlid fishes. Nature (2026). doi.org/10.1038/s41586-026-10494-8

Biologie sichtbar machen - der neue online Jahresbericht 2025 des VBIO

Mon, 18 May 2026 08:55:00 +0200

Der VBIO zeigt auch 2025 eindrucksvoll, wie breit und wirkungsvoll der Verband die biowissenschaftliche Community unterstützt. In einer Zeit rasanter wissenschaftlicher und politischer Veränderungen stärkt der Verband die Sichtbarkeit der Lebenswissenschaften und vertritt die Interessen von Biologinnen und Biologen mit Nachdruck.

Mit der erfolgreichen Online-Reihe „Faszination Biologie“ haben wir ein Format etabliert, das Einblicke in neue wissenschaftliche Erkenntnisse bietet. Wir fördern den wissenschaftlichen Nachwuchs durch Berufsfeld-Infoabende, Soft-Skill-Seminare und praxisnahe Formate wie die Bakterien-Summerschool, die Studierende unmittelbar an aktuelle Forschung heranführt.

Auch wissenschaftspolitisch haben wir uns zu Wort gemeldet und frühzeitig auf die Gefährdung von zentralen internationalen Datenbanken hingewiesen, die eine Folge der massiven Budgetkürzungen in den USA gewesen sind. Beim Thema Access and Benefit Sharing bleibt der VBIO ebenfalls aktiv – ob Nagoya-Protokoll, Saatgutvertrag oder Seerechtsübereinkommen: Der Umgang mit Digitalen Sequenzinformationen bleibt entscheidend für Forschung, Biodiversitätsschutz und globale Kooperation. Zur neuen „Strategy for European Life Sciences“ der EU-Kommission haben wir auch klar Stellung bezogen: Grundlagenforschung einbinden, Daten sichern, Bürokratie abbauen.

Der Jahresbericht 2025 zeigt erneut, wie vielfältig der VBIO wirkt – für Wissenschaft und Gesellschaft, für Ausbildung und Karriere, für eine starke biowissenschaftliche Community.

Hier geht es zum VBIO Jahresbericht 2025

Aktualisierte ERA Living Guidelines zum verantwortungsvollen Einsatz von generativer KI in der Forschung

Fri, 15 May 2026 12:33:36 +0200

Die aktualisierten Lebensleitlinien wurden verfeinert, um den raschen Fortschritten in der generativen KI Rechnung zu tragen und sicherzustellen, dass sie den neuesten technologischen Entwicklungen und ihren Auswirkungen auf die wissenschaftliche Gemeinschaft Rechnung tragen. Ihr einfacher und praktischer Ansatz wird beibehalten, während die Grundsätze der Forschungsintegrität wie Rechenschaftspflicht, Transparenz und Verantwortung an den derzeitigen Einsatz generativer KI angepasst sind.

Diese Überarbeitung war begrenzt und technisch, was zu der Klarheit und dem Bildungswert der Lebensleitlinien beiträgt. Es enthält neue Empfehlungen, beispielsweise zu Interaktionen mit Dritten, die KI bei Sitzungen oder im Rahmen des Informationsmanagements einsetzen, und die damit verbundenen Risiken. Es wird auch betont, dass sich Organisationen der „versteckten Aufforderungen“ bewusst sein müssen – Anweisungen für KI-Systeme, die der menschlichen Aufsicht verborgen bleiben.

Diese Arbeit wurde unter Mitwirkung und Zusammenarbeit von Ländern und Interessenträgern im gesamten Europäischen Forschungsraum (EFR) entwickelt. Sein integrativer Ansatz ist nach wie vor von zentraler Bedeutung für den Prozess und wird durch einen offenen Feedback-Prozess für laufende Beiträge und Vorschläge unterstützt.

EU-Kommission

Leitlinien zu KI

Wenn Zellen ihr Inneres nach außen tragen

Fri, 15 May 2026 11:52:42 +0200

Die Glycocalyx ist eine Zuckerstruktur, die wie ein Art Mantel alle menschlichen Zellen umgibt. Als erster Teil der Zelle interagiert sie mit der Umgebung. Dabei ist die räumliche Anordnung der hochkomplexen Zuckerstrukturen keineswegs starr, sondern verändern sich fortwährend. Die unabhängige Forschungsgruppe ›Physikalische Glycowissenschaften‹ unter der Leitung von Prof. Leonhard Möckl am Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) erforscht die Zellbiologie der Glycocalyx.

Mit einer neuen Methode namens ›Glycan Atlassing‹ konnten die Wissenschaftler*innen erstmals nachweisen, wie die räumliche Anordnung der Zuckerstrukturen mit dem physiologischen Zellzustand zusammenhängt. Unter Einsatz modernster superhochauflösender Mikroskopietechnologie wurden unterschiedliche Zelloberflächen, von Zellkulturlinien bis hin zu primären menschlichen Blutzellen und primären Gewebeschnitten, auf der Ebene einzelner Zuckerstrukturen kartiert. Auf diese Weise erstellte die Forschungsgruppe eine „Landkarte“ der Glycocalyx. Mit diesem Ansatz konnte gezeigt werden, dass sich die räumliche Anordnung der Glycocalyx auf molekularer Ebene bei Änderung des Zellzustandes „verschiebt“. Zum Beispiel waren auf Immunzellen die Zuckerbausteine anders zueinander angeordnet, wenn die Immunzellen stimuliert wurden, so wie es bei der Immunantwort der Fall wäre. Es wurde erstmals der direkte Nachweis erbracht, dass die Glycocalyx auf der Zelloberfläche wie ein „Bildschirm“ Informationen über den Zellzustand nach außen anzeigt.

Die gewonnenen Daten zur räumlichen Anordnung der Glycocalyx im Nanometerbereich trennen die Profile unterschiedliche Zellzustände zuverlässig. Die Forscher*innen konnten verschiedene Stadien der Krebsentwicklung unterscheiden, aktivierte gegenüber nicht-aktivierten Immunzellen erkennen und Tumor- gegenüber Nicht-Tumor-Bereichen in menschlichem Brustgewebe abgrenzen. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse belegen, dass die Zelloberfläche als strukturierte Anzeige nach außen funktioniert und sich mit einem standardisierbaren Verfahren auslesen lässt. „Die Ergebnisse liefern eine vielversprechende Grundlage für die Entwicklung zukünftiger Diagnoseverfahren, da Glycan Atlassing auch in komplexen Proben validierte Ergebnisse liefert“, erläutert Möckl, Studienleiter und Korrespondenzautor.

Im nächsten Schritt soll die Methode auf weitere Zielstrukturen angewendet und automatisiert werden. Ziel des Teams ist es, die Probenzahl zu erhöhen, um das Verfahren für die routinemäßige medizinische Anwendung nutzbar zu machen. „In breit angelegten Studien möchten wir prüfen, welche Oberflächenmuster mit bestimmten Krankheitsverläufen oder Therapieantworten zusammenhängen und wie sich Zellzustände über die Oberfläche früh und objektiv erfassen lassen“, erläutert Möckl die künftigen Vorhaben seines Teams.

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts

Originalpublikation:

Moonnukandathil Joseph, D., Yurekli, N., Fritsche, S. et al. Glycan atlassing enables functional tracing of cell state. Nat. Nanotechnol. (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41565-026-02151-y

Neue antimikrobielle Peptide in Ameisengift entdeckt

Fri, 15 May 2026 10:00:52 +0200

Ameisengift ist komplexer als bisher angenommen

Das Gift von Schuppenameisen, zu denen auch die Waldameisen gehören, galt bislang als vergleichsweise einfach zusammengesetzt: Ameisensäure wurde seit ihrer Entdeckung im 17. Jahrhundert als zentraler und nahezu alleiniger Inhaltsstoff dieser Ameisengifte betrachtet. „Wir sind in unserem Projekt einer jahrzehntealten und weitgehend unbeachteten Publikation nachgegangen, in der erwähnt wurde, dass diese Gifte vielleicht auch eiweißartige Stoffe enthalten“, sagt der Projektleiter und Professor für Pharmazeutische Biologie am Institut für Pharmazie der Freien Universität Berlin, Timo Niedermeyer. Er ergänzt: „Wir haben nun zwei völlig neue Peptid-Familien in den Giften von Schuppenameisen nachgewiesen. Diese Peptide sind einzigartig in diesen Ameisen, kommen dort aber weit verbreitet vor. Ihr Gift ist wesentlich komplexer als bisher angenommen.“

Ameisengift schützt Brut vor Pilzerkrankungen

Die im Gift identifizierten Peptide leisten offenbar einen Beitrag zur Nesthygiene: So schmieren die Ameisen ihre Brut mit ihrem Gift ein – die Peptide bleiben nach dem Verdunsten der Ameisensäure auf den Puppen zurück und wirken dort Infektionen entgegen. „Einige der Peptide zeigen eine ausgeprägte Wirkung gegen Pilze. Das ist interessant vor dem Hintergrund einer Bedrohung sozialer Gemeinschaften durch Umweltmikroben und Krankheitserreger sowie zunehmender Resistenzen dieser Mikroben gegen antimikrobielle Wirkstoffe“, betont Dr. Simon Tragust, Projektleiter am Institut für Biologie der Universität Halle. „Mit über 3.700 Arten eröffnet die Unterfamilie Formicinae (Schuppenameisen) ein enormes Potenzial für die Entdeckung weiterer bioaktiver Substanzen.“

Die Forschungsergebnisse untermauern, dass das Gift von Schuppenameisen vielfältige Funktionen erfüllt. Die Ameisen verwenden es nicht nur zur Verteidigung, sondern auch zur Desinfektion, zur Steuerung ihrer Darmflora und zur Kommunikation mit Artgenossen.

Internationale Spitzenforschung

Für ihre Arbeit kombinierten die Forschenden Methoden aus Biologie, Chemie und Pharmazie. Mithilfe moderner Proteotranskriptomik wurden Protein- und RNA-Daten zusammengeführt, um die im Gift enthaltenen Peptide und ihre Gensequenzen zu identifizieren. Ergänzend kamen chemische Analysen, synthetische Verfahren und funktionelle Bioaktivitätsassays zum Einsatz. Weitere Einblicke in Struktur und Evolution der Giftbestandteile lieferten biophysikalische Experimente, Genomanalysen sowie computergestützte Modellierungen.

Durch die interdisziplinäre Herangehensweise und die Untersuchung der Giftsekrete mehrerer Ameisenkolonien verschiedener Ameisenarten zählt die Arbeit zu den bisher umfassendsten vergleichenden Analysen von Ameisengiften.

Freie Universität Berlin und Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Originalpublikation:

Lukas Koch et al.: Beyond formic acid: Peptides in carpenter ant venoms aid in disease protection.Sci. Adv.12,eaed4078(2026).DOI:10.1126/sciadv.aed4078

Erbliche Epilepsie im Mausmodell erfolgreich behandelt

Fri, 15 May 2026 09:56:34 +0200

Epilepsien können viele Gründe haben; manche Formen sind genetisch bedingt. Häufig liegt dabei die Ursache in einer Veränderung in einem Gen namens SCN1A, das den Bauplan für einen Natriumkanal von Nervenzellen enthält und eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung spielt. Besonders betroffen sind Nervenzellen, die im Gehirn normalerweise wie eine Art Bremse wirken. Funktioniert diese Bremse nicht richtig, können Nervenzellnetzwerke überaktiv werden – und epileptische Anfälle auslösen.

Einige Mutationen im SCN1A-Gen führen zur erblichen Epilepsieform GEFS+. Dabei treten häufig bereits im frühen Kindesalter fieberbedingte Anfälle auf. Bislang werden solche genetischen Epilepsien mit Antiepileptika behandelt. Die Medikamente können zwar die Anzahl der Anfälle bei Patient:innen reduzieren, gehen aber häufig mit Nebenwirkungen einher. Zudem sprechen nicht alle Betroffenen ausreichend auf die Behandlung an.

Mutation direkt im Mäusehirn korrigiert

Forschende unter der Leitung der Professoren Gerald Schwank und Hanns Ulrich Zeilhofer am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Zürich (UZH) zeigen nun erstmals im Mausmodell, dass sich eine solche krankheitsauslösende Mutation mithilfe der Geneditierung direkt im Gehirn der Tiere korrigieren lässt. «Die Behandlung verbesserte die Kommunikation zwischen Nervenzellen, senkte die Häufigkeit fieberbedingter epileptischer Anfälle deutlich und erhöhte das Überleben der Tiere», sagt Lucas Kissling, Postdoc und Co-Erstautor der Studie.

«Prime Editing» als molekulare Korrekturfunktion

Das Forschungsteam verfolgte einen neuen Ansatz: «Statt die Folgen der Mutation zu behandeln, wollten wir den Fehler direkt in der Gensequenz korrigieren», erklärt Kissling. Dafür nutzten die Forschenden eine präzise Methode der Geneditierung namens «Prime Editing». Das Verfahren basiert auf der sogenannten Genschere CRISPR/Cas und erlaubt es, einzelne Fehler im Erbgut gezielt zu korrigieren, ohne die DNA vollständig zu durchtrennen. «Das ist besonders wichtig für Nervenzellen, die sich kaum teilen und deshalb für viele herkömmliche Genkorrekturverfahren schwer zugänglich sind», sagt Postdoc Francesca Pietrafesa, zweite Co-Autorin der Studie.

Die Forschenden arbeiteten mit Mäusen, die dieselbe Mutation im SCN1A-Gen tragen wie Menschen mit GEFS+. Die Tiere entwickelten unter anderem fieberbedingte epileptische Anfälle – ähnlich wie betroffene Patient:innen. Nach der Behandlung mit Prime-Editing zeigte sich: In einer wichtigen Hirnregion konnten die Forschenden die krankheitsverursachende Mutation in den meisten Nervenzellen erfolgreich korrigieren. Die Therapie verbesserte zudem die gestörte Signalübertragung im Gehirn deutlich. Gleichzeitig sank die Häufigkeit fieberbedingter Anfälle stark. «In der Kontrollgruppe entwickelten rund 80 Prozent der Tiere Anfälle. Nach der wirksamsten Prime-Editing-Behandlung waren es nur noch etwa 15 Prozent», so Pietrafesa.

Grundlage für ursachenbasierte Therapien

Besonders vielversprechend ist, dass der Ansatz die natürliche Genregulation grundsätzlich aufrechterhält. Statt dem Körper eine zusätzliche Kopie des Gens zu liefern, wie es bei herkömmlichen Gentherapien gemacht wird, wird die fehlerhafte Sequenz an ihrem ursprünglichen Ort korrigiert. «Auch wenn es sich bisher um präklinische Daten aus einem Mausmodell handelt, eröffnen unsere Ergebnisse neue Perspektiven – nicht nur für die Behandlung von Epilepsien im Zusammenhang mit dem SCN1A- Gen, sondern möglicherweise auch für andere neurologische Erkrankungen, die durch einzelne genetische Mutationen verursacht werden», fasst Lucas Kissling zusammen.

Universität Zürich

Originalpublikation:

Lucas Kissling, Francesca Pietrafesa et al. Prime editing of a pathogenic Scn1a allele ameliorates seizure phenotypes in a GEFS+ mouse model. Science Translational Medicine. May 13, 2026. DOI: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.adz2557

Wie Wasserflöhe ihre Fressfeinde aufspüren

Fri, 15 May 2026 09:49:47 +0200

Die Forschenden arbeiteten mit drei Daphnien-Arten, die nicht nur von unterschiedlichen Fressfeinden bedroht werden, sondern deren Räuber auch verschiedene chemische Signale aussenden und so unterschiedliche Verteidigungsreaktionen auslösen. Daphnia magna wird in Anwesenheit der Urzeitkrebse Triops kugelrund; Daphnia longicephala macht sich durch einen vergrößerten Kopf weniger handhabbar für Rückenschwimmer; und Daphnia lumholtzi lässt sich verlängerte Kopfdornen und Schwanz-Stachel zur Verteidigung gegen Stichlinge wachsen.

Dass die Räuber chemische Signale aussenden, die sogenannten Kairomone, war bereits bekannt. Unklar war jedoch, welche Rezeptoren die Daphnien nutzen, um die Kairomone zu detektieren. Das Bochumer Team hatte sogenannte ionotrope Rezeptoren im Verdacht, bei denen sich durch die Bindung eines Moleküls ein Ionenkanal öffnet.

In Daphnien und auch in anderen Organismen sind diese ionotropen Rezeptoren in Gerüste von Co-Rezeptoren eingebettet, die den Rezeptorkomplex in der Membran verankern und die verschiedenen Untereinheiten funktionell miteinander verbinden. Die Rolle dieser Co-Rezeptoren, genauer gesagt der Untertypen IR25a and IR93a, interessierte die Bochumer Biologinnen und Biologen. Sie schalteten die Expression der beiden Gene gezielt aus, sodass die Daphnien diese Co-Rezeptoren nicht mehr herstellen konnten.

Rezeptor-Produktion unterdrückt

Normalerweise werden die Rezeptorproteine gebildet, indem die entsprechenden Gene im Zellkern abgelesen und als Boten-RNA ins Zellplasma exportiert werden. Hier wird die Boten-RNA in ein Rezeptor-Protein übersetzt, welches schließlich in die Zellmembran, eingebaut wird vor allem in den chemosensorischen Antennen der Daphnien.

Diesen Prozess störte das Team mit der RNA-Interferenz-Methode: Die Forschenden injizierten RNA-Fragmente in die Daphnien. Diese Fragmente lagerten sich an die Boten-RNA an und verhinderten dadurch deren Übersetzung in ein Rezeptor-Protein.

Keine Verteidigungen ohne Co-Rezeptoren

Daphnien, die aufgrund der RNA-Interferenz die Co-Rezeptoren IR25a and IR93a nicht herstellen konnten, bildeten keine Verteidigungen aus – auch wenn sie in Anwesenheit ihrer Fressfeinde aufgewachsen waren. Das äußere Erscheinungsbild der Tiere ohne Co-Rezeptoren sah genauso aus wie das von Kontrolltieren, die nicht zusammen mit Fressfeinden aufgewachsen waren. Dieser Effekt zeigte sich bei allen drei untersuchten Arten. Die beiden unterdrückten Co-Rezeptoren müssen demnach eine Rolle bei der Wahrnehmung der chemischen Signale spielen, welche die Räuber aussenden.

„Wir interessieren uns für die Dynamiken von Räuber-Beute-Interaktionen, weil wir erwarten, dass der Klimawandel Einfluss auf solche Beziehungen haben wird, zum Beispiel indem durch einwandernde Arten neue chemische Signale in das System eingetragen werden“, sagt Linda Weiss. „Wird die chemische Kommunikation gestört, kann das die Wirksamkeit von Verteidigungsreaktionen untergraben und letztendlich Folgen für Fraßraten oder Populationsdynamiken und schließlich Konsequenzen für die Stabilität ganzer Nahrungsnetze im Süßwasser haben.“

Ruhr-Universität Bochum

Originalpublikation:

Annette Graeve, Joshua Huster, Julia Mayweg, Ronja Fiedler, Jana Plaßmann, Deria Görl, Alina Keilmann, Simon Alev, Petra Wahle, Linda C. Weiss; Predator cue detection in Daphnia involves ionotropic receptors IR25a and IR93a. Proc Biol Sci 1 May 2026; 293 (2070): 20253283. https://doi.org/10.1098/rspb.2025.3283

Schöner Wohnen: Neu entdecktes Myxobakterium in einer Cyanobakterien-WG betreibt Fotosynthese

Fri, 15 May 2026 09:41:53 +0200

Das Mikrobiom der Cyanobakterien

Die Forschenden der Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) haben in ihren Untersuchungen mehr als 30 Kulturen des fadenförmigen marinen Cyanobakteriums Coleofasciculus untersucht, das als bedeutendster Primärproduzent biologischer Matten in der Gezeitenzone auch eine wichtige Funktion für den Küstenschutz hat. „Da es in den meisten Fällen nicht ohne weiteres möglich ist, die spannendsten Begleitbakterien im Labor in Reinkultur zu züchten, waren wir zunächst auf moderne molekularbiologische Methoden angewiesen,“ erläutert Professor Petersen. „Wir konnten zeigen, dass die Hochdurchsatz-Sequenzierung des kompletten 16S rRNA Gens mit angrenzender ITS Region (16S-ITS) und darauf aufbauend die Metagenomik die entscheidenden Werkzeuge für eine zeitgemäße und umfassende Charakterisierung der komplexen Konsortien sind.“ Allein in der Kultur des Cyanobakteriums Coleofasciculus sp. WW12 konnten mehr als 70 unterschiedliche Arten von Begleitbakterien identifiziert werden. Die vorliegenden Genomdaten zeigen, dass ein Großteil dieser Bakterien bisher noch nicht wissenschaftlich beschrieben wurde. Die Forschenden gehen davon aus, dass es sich dabei um mehr als 60 neue Arten handelt, von denen sie die ersten Vertreter bereits erfolgreich kultiviert haben. Von besonderem Interesse ist die Entdeckung eines Myxobakteriums, Candidatus Photomyxococcus marinus gen. nov., sp. nov.. Diese Bakteriengruppe ist bekannt dafür, medizinisch und biotechnologisch relevante Stoffwechselprodukte herzustellen. Sie ernähren sich von anderen Mikroorganismen, die sie „jagen“. „In diesem Fall allerdings besitzt das neu entdeckte Bakterium auch das komplette Repertoire an Genen, mit denen es Fotosynthese betreiben kann. In Einklang mit einer metagenomischen Umweltstudie ist dies die weltweit erste Entdeckung eines bereits ‚kultivierten‘ phototrophen Myxobakteriums“, informiert Pia Marter, Doktorandin am Leibniz-Institut DSMZ und Erstautorin der beiden Publikationen. Warum das Bakterium eine zweite Strategie zur Energiegewinnung entwickelt hat, soll jetzt weiter untersucht werden. Parallel werden die Forschenden versuchen, das
Myxobakterium in Reinkultur zu züchten. Dies erleichtert zukünftige Untersuchungen des Organismus und erlaubt die Vorzüge des WG-Lebens besser zu verstehen.

Die Cyanosphäre – unentdeckte Schatzkiste der Biodiversität

Cyanobakterien, früher auch als „Blaualgen“ bezeichnet, sind weltweit verbreitet und leben in den unterschiedlichsten Habitaten. Da sie genau wie Pflanzen Lichtenergie nutzen und Sauerstoff freisetzen, wurden sie lange Zeit von Botanikern untersucht und nehmen in der Mikrobiologie auch heute noch eine besondere Stellung ein. Da die aufwändige Gewinnung von Reinkulturen keine notwendige Voraussetzung für die wissenschaftliche Beschreibung neuer Arten ist, enthalten die meisten isolierten Cyanobakterien auch eine Vielzahl unbekannter Begleitbakterien. Die Hinterlegung solcher cyanobakteriellen Isolate an der DSMZ gewährleistet eine umfassende Abdeckung der biologischen Vielfalt dieser wichtigen Gruppe von Mikroorganismen. „Mit unseren bisherigen Untersuchungen im Rahmen des sammlungsbezogenen Forschungsprojektes konnten wir zeigen, dass wir in der Lage sind, auch die ´Mitbewohner` der Cyanobakterien über Jahre hinweg stabil zu kultivieren,“ fasst Prof. Dr. Jörn Petersen zusammen. „Somit stellen diese Bakterien und ihre Begleitflora eine Art Zeitkapsel dar, in der das ursprüngliche Ökosystem konserviert wird.“ Die DSMZ stellt Forschenden weltweit das Mikrobiom von Coleofasciculus als Konsortium zu Verfügung. Einige Bakterien aus dieser Wohngemeinschaft wurden bereits isoliert und werden als Reinkulturen angeboten.

Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

Originalpublikationen:

Marter P., Freese H.M., Ringel V., Brinkmann H., Pradella S., Rohde M., Jarek M., Spröer C., Wagner‐Döbler I., Overmann J., Bunk B. and Petersen J. (2025) Superior resolution profiling of the Coleofasciculus microbiome by amplicon sequencing of the complete 16S rRNA gene and ITS region. Environ Microbiol Rep 17: e70066. https://doi.org/10.1111/1758-2229.70066

Marter P., Brinkmann H., Freese H.M., Ringel V., Bunk B., Jarek M., Koblížek M., Wagner-Döbler I. and Petersen J. (2026) The microbiome of marine mat-forming cyanobacteria - A microcosm of taxonomic novelty and phototrophic diversity. ISME Commun 6: ycag041. https://doi.org/10.1093/ismeco/ycag041

Der Schwarm hat ein Gedächtnis. Wie Fische und Vögel sich gegenseitig austricksen

Thu, 14 May 2026 09:28:00 +0200

Durch Zusammenarbeit können Tiergruppen Erstaunliches leisten. Manche Fische, Vögel oder Insekten agieren als Schwarm, fliehen gemeinsam vor Räubern, verarbeiten Informationen und koordinieren ihre Bewegungen mit erstaunlicher Präzision. Schwefelmollys gehören dabei zu den eindrucksvollsten Beispielen. Wenn räuberische Vögel die Fischschwärme angreifen, reagieren die Mollys mit kollektiven Wiederholungswellen: schnellen, synchronisierten Tauchbewegungen, die sich wie sichtbare Schockwellen – oder La-Ola-Wellen – über die Wasseroberfläche ausbreiten. Frühere Studien des Forschungsteams des Exzellenzclusters „Science of Intelligence“ (SCIoI) mit dem Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hatten bereits gezeigt, dass diese Wellen eine effektive Verteidigungsstrategie sind. Sie verringern den Jagderfolg der Vögel und verlängern die Zeit bis zum nächsten Angriff.

Eine zentrale Frage blieb jedoch bislang unbeantwortet: Wie reagieren die Räuber darauf? Nehmen sie die Nachteile hin? Oder haben sie Strategien, um die kollektive Verteidigung zu umgehen? Um diesen Fragen nachzugehen, analysierte das Forschungsteam 800 Angriffe der drei Vogelarten, die in freier Wildbahn Jagd auf Schwefelmollys machen. Dazu zählen Eisvögel wie der Amazonasfischer und der Grünfischer, aber auch der Schwefelmaskentyrann. Wochenlang warteten die Forschenden nahezu regungslos am Schwefelfluss im mexikanischen Bundesstaat Tabasco auf die Angriffe der Vögel auf die Fische. Diese Geduldsprobe brachte schließlich rund 120 Stunden Videomaterial und einen der bislang größten Datensätze zu diesem ungewöhnlichen Räuber-Beute-System hervor.

Unterschiedliche Angriffstaktiken der Vögel, um La-Ola-Wellen der Fische zu vermeiden:

Die angreifenden Vogelarten verhielten sich unterschiedlich. Die beiden Eisvogelarten griffen nicht dort an, wo am meisten Fische waren, sondern zielten bevorzugt auf die Ränder der Fischschwärme, also auf Bereiche, die deutlich weniger kollektive Wellen auslösten. Angriffe ins Zentrum des Schwarms waren erfolgreicher, provozierten aber auch deutlich stärkere kollektive Reaktionen. Dadurch mussten die Räuber länger warten, bevor sie erneut angreifen konnten. „Indem die Eisvögel die Randbereiche attackierten, verzichteten sie offenbar auf unmittelbaren Jagderfolg, um die störenden Effekte der Wellen zu vermeiden. Die Räuber schienen also gezielt Schwachstellen in der kollektiven Verteidigung der Beute auszunutzen“, sagt Korbinian Pacher, der Erstautor der Studie und Forscher am IGB sowie im Exzellenzcluster SCIoI.

Der Schwefelmaskentyrann nutzte eine andere Jagdstrategie als die Eisvögel. Anstatt auffällige Tauchangriffe auszuführen, führten die Vögel schnelle, schwer erkennbare Überflüge aus, bei denen die Fische oft bereits gefangen wurden, bevor der Schwarm kollektiv reagieren konnte. Da diese Attacken nur schwache kollektive Wellen auslösten, konnte der Schwefelmaskentyrann das Zentrum des Schwarms angreifen, also genau den Bereich mit der höchsten Fangwahrscheinlichkeit.

Gerade dieser Unterschied half den Forschenden zu verstehen, was die Räuber tatsächlich vermeiden wollten. Die Vögel mieden nicht das Zentrum des Schwarms an sich. Sie versuchten vielmehr, die starken kollektiven Reaktionen zu umgehen, die dort ausgelöst wurden. Sobald ein Räuber diese Wellen durch eine andere Strategie umgehen konnte, wurde das Zentrum wieder zum bevorzugten Angriffsziel. Die Ergebnisse legen somit nahe, dass das kollektive Verhalten der Fische die Entscheidungen der Räuber aktiv beeinflusst.

Der Schwarm scheint sich an Angriffe zu „erinnern“

Die überraschendste Entdeckung betraf jedoch das Verhalten der Fischgruppen selbst. Die Forschenden fanden Hinweise darauf, dass Schwefelmollys sich kollektiv an frühere Angriffe „erinnern“. Wenn zwei Angriffe räumlich oder zeitlich nah beieinander stattfanden, reagierten die Fische beim zweiten Angriff mit deutlich stärkeren Wellen. Das Forschungsteam bezeichnet dieses Phänomen als „Priming“. Priming ist aus vielen biologischen Systemen bekannt, etwa aus dem Gehirn oder dem Immunsystem. Dort beeinflussen frühere Erfahrungen, wie stark ein System später reagiert. Einen solchen Effekt in einem großen Tierkollektiv zu beobachten, ist jedoch äußerst ungewöhnlich.

„Normalerweise verstehen wir Gedächtnis als etwas, das in einzelnen Gehirnen oder Individuen gespeichert wird“, sagt Korbinian Pacher. „Hier sehen wir Hinweise darauf, dass frühere Räuberangriffe das Kollektiv vorübergehend so verändern können, dass es anders reagiert. Der Schwarm scheint sozusagen Informationen über vergangene Gefahren kurzfristig im kollektiven Gedächtnis zu speichern.“ Die Vögel reagierten wiederum auf die stärkeren Wellen des „Schwarmgedächtnisses“: Nachdem sie viele Wellen ausgelöst hatten, setzten Eisvögel ihre nächsten Angriffe tendenziell weiter entfernt an. Wer in diesem evolutionären Wettkampf letztlich die Oberhand behält, bleibt offen.

„Was dieses System so faszinierend macht, ist die Tatsache, dass sich beide Seiten ständig aneinander anpassen“, sagt IGB-Abteilungsleiter Prof. Jens Krause, Leiter der Studie und Forscher im Exzellenzcluster SCIoI. „Die Räuber verändern ihre Angriffspunkte, um starke Wellen zu vermeiden, während die Fische offenbar kollektiv Informationen über frühere Angriffe speichern. Das zeigt, wie dynamisch und komplex kollektives Verhalten in der Natur sein kann.“ Die Studie zeichnet somit ein deutlich dynamischeres Bild kollektiven Verhaltens als bisher angenommen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Tiergruppen nicht nur im Moment gemeinsam handeln, sondern auch vorübergehend Informationen vergangener Ereignisse in den Dynamiken des Kollektivs speichern können. Frühere Erfahrungen könnten so zukünftige Gruppenreaktionen beeinflussen – ganz ohne zentrale Steuerung oder Anführer.

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei

Originalpublikation:

Korbinian Pacher, David Bierbach, Yunus Sevinchan, Carolina Doran, Jesus E. Jiménez-Jiménez, Alejandro Juárez-López, Lenin Arias-Rodriguez, Stefan Krause, Pawel Romanczuk, Ralf H. J. M. Kurvers, Jens Krause; Strategic choices of attack location allow predators to counter a collective prey defence. Proc Biol Sci 1 May 2026; 293 (2070): 20260566. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.0566

Video der fischigen La-Ola-Welle auf YouTube >