VBIO News http://example.com VBIO News de Copyright Thu, 30 Jul 2026 13:04:01 +0200 Thu, 30 Jul 2026 13:04:01 +0200 TYPO3 news-39329 Thu, 30 Jul 2026 12:21:10 +0200 Kann man mit der Wahl der richtigen Baumart auf kontaminierten Böden Holz produzieren? https://www.vbio.de/aktuelles/details/kann-man-mit-der-wahl-der-richtigen-baumart-auf-kontaminierten-boeden-holz-produzieren Waldbäume können dazu beitragen, Schwermetalle in belasteten Böden zu binden. Doch welche Baumarten sollten für diesen Zweck ausgewählt werden? Eine aktuelle Studie hat untersucht, wie sieben mitteleuropäische Baumarten auf metallbelastete Böden reagieren. Alle sieben untersuchten mitteleuropäischen Baumarten zeigten eine ähnliche Fähigkeit, Schwermetalle in kontaminierten Böden zu binden. Baumarten mit geringem Nährstoffbedarf nehmen keine überschüssigen Metalle in ihre Stämme und ihr Laub auf, wodurch die Produktion von unbelastetem Holz möglich wird. So können durch die Auswahl geeigneter Baumarten brachliegende Flächen wieder produktiv genutzt und gleichzeitig die Bodenverunreinigungen sicher eingedämmt werden. Seit Jahrhunderten belasten handwerkliche und industrielle Aktivitäten viele Böden stark mit Schwermetallen wie Zink, Cadmium, Kupfer und Blei, was eine Gefahr für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellt. Die Sanierung ist oft schwierig und kostspielig, insbesondere wenn grössere Flächen betroffen sind. Daher müssen viele Standorte so bewirtschaftet werden, dass keine Schadstoffe ins Grundwasser oder in benachbarte Ökosysteme gelangen. Eine vielversprechende Lösung ist die Phytostabilisierung – der Einsatz von Pflanzen, um die Verbreitung von Schadstoffen in die Umwelt zu verringern. Bäume eignen sich aufgrund ihrer langen Lebensdauer und ihres ausgedehnten Wurzelsystems besonders gut dafür. Um herauszufinden, welche Baumarten dafür in Frage kommen, haben Forscher der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL und der ETH Zürich das Stabilisierungspotenzial von sieben mitteleuropäischen Baumarten verglichen. 

Experiment mit kontaminiertem Boden

Die Forscher liessen die Bäume fünf Jahre lang in Böden wachsen, deren Schwermetallkonzentrationen denen an kontaminierten Standorten ähnelten. Sie massen die Metallkonzentrationen in den Wurzeln, Stämmen und Blättern und verglichen sie mit Bäumen, die in unkontaminiertem Boden wuchsen. Die Ergebnisse wurden als Titelgeschichte der Fachzeitschrift Plants veröffentlicht. Die ausgewählten Baumarten stehen für zwei gegensätzliche Wachstumsstrategien (siehe Kasten). Vier «akquisitive» Arten, darunter die Grauerle (Alnus incana), die Zitterpappel (Populus tremula), die Korbweide (Salix viminalis) und die Silberbirke (Betula pendula), benötigen grosse Mengen an Nährstoffen. Demgegenüber haben die drei «konservativen» Arten, nämlich die Fichte (Picea abies), die Buche (Fagus sylvatica) und der Bergahorn (Acer pseudoplatanus), einen geringeren Nährstoffbedarf.

Während alle sieben Arten auf kontaminierten Böden ähnliche Schwermetallkonzentrationen in ihren Wurzeln enthielten, unterschied sich die Menge, die in die oberirdischen Teile transportiert wurde. Die akquisitiven Arten transportierten mehr Zink und Cadmium in ihre Stängel und insbesondere in ihr Laub, was wahrscheinlich auf ihren höheren Nährstoffbedarf zurückzuführen ist. Im Gegensatz dazu hielten die konservativen Arten überschüssige Metalle von ihren Stängeln und ihrem Laub fern und speicherten überschüssiges Zink in einigen Fällen stattdessen in spezialisierten Wurzelstrukturen. Demnach enthielt das Holz der konservativen Arten nicht mehr Schwermetalle als das Holz von Bäumen, die auf unbelastetem Boden gewachsen waren. «Wir waren überrascht, wie deutlich sich die beiden Wachstumsstrategien voneinander unterschieden», sagt Madeleine Günthardt-Goerg, Erstautorin der Studie. «Dies gibt uns praktische Anhaltspunkte dafür, welche Baumarten wir für belastete Standorte wählen sollten.»

Wälder als Retter

Aufgegebene, kontaminierte Standorte werden oft spontan von Waldbäumen wiederbesiedelt. Die Auswahl geeigneter Baumarten mit konservativen Wachstumsstrategien könnte dazu beitragen, Schadstoffe im Boden einzuschliessen, zu verhindern, dass Metalle durch herabfallende und verrottende Blätter wieder in den Kreislauf gelangen, und gleichzeitig unverseuchte Holzprodukte zu liefern.

«Eine angepasste Waldbewirtschaftung könnte es uns ermöglichen, kontaminierte Standorte auf kosteneffiziente Weise wieder in den Wirtschaftskreislauf einzubinden», sagt Pierre Vollenweider, Forscher an der WSL und Letztautor der Studie. «Der nächste Schritt wäre, diesen Ansatz unter realen Bedingungen an kontaminierten Standorten zu testen.»

Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL


Originalpublikation:

Günthardt-Goerg, M.S.; Schulin, R.; Schleppi, P.; Vollenweider, P. Belowground and Aboveground Responses to Mixed Metal Contamination in Native Central European Trees in Relation to the Species-Specific Autecology. Plants 2026, 15, 1269. https://doi.org/10.3390/plants15081269

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Wissenschaft International
news-39328 Thu, 30 Jul 2026 11:05:52 +0200 Wenn Natur nicht nur erholt, sondern auch stärkt https://www.vbio.de/aktuelles/details/wenn-natur-nicht-nur-erholt-sondern-auch-staerkt Die bisherige Forschung unterschätzt möglicherweise die Fähigkeit natürlicher Umgebungen, Konzentration und Wohlbefinden auch ohne vorherige Erschöpfung zu fördern. Eine Auswertung zahlreicher Studien zeigt, dass Untersuchungen zu diesen stärkenden Wirkungen bislang selten sind: Restorative Studien waren deutlich häufiger vertreten als instorative Studien (45 gegenüber 8). Trotz ihrer geringen Zahl berichten die instorativen Studien von Verbesserungen bei Aufmerksamkeit, Stimmung oder subjektivem Wohlbefinden. Die Ergebnisse legen nahe, dass Grünflächen nicht nur zur Erholung nach Belastungen beitragen, sondern möglicherweise auch Konzentration, Resilienz und psychische Gesundheit im Alltag fördern. Ein Spaziergang im Park nach einem anstrengenden Tag gilt als klassisches Beispiel dafür, wie Natur beim Abschalten und Erholen helfen kann. Doch natürliche Umgebungen könnten noch mehr leisten: Sie fördern möglicherweise Stimmung und geistige Leistungsfähigkeit auch dann, wenn Menschen nicht zuvor gestresst oder erschöpft waren. Zu diesem Schluss kommt eine im Journal of Environmental Psychology veröffentlichte Übersichtsarbeit von Wissenschaftlerinnen des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung.

Die Umweltpsychologie untersucht seit Jahrzehnten die regenerativen Wirkungen der Natur: die Erholung von geistiger Erschöpfung, Stress oder negativen Emotionen durch den Aufenthalt in natürlichen Umgebungen. Die Autorinnen der neuen Arbeit argumentieren jedoch, dass ein anderer Aspekt bislang kaum untersucht wurde: die Möglichkeit, dass Natur Menschen auch ohne vorherige Belastung durch instorative Effekte stärken kann. Gemeint sind Verbesserungen von Aufmerksamkeit, Stimmung oder Wohlbefinden, die von einem neutralen Ausgangszustand ausgehen und keine vorherige Erschöpfung voraussetzen. 

Für die Übersichtsarbeit werteten die Wissenschaftlerinnen 54 Studien mit insgesamt 61 Experimenten aus, die die Wirkung natürlicher und städtischer Umgebungen auf kognitive Leistung, emotionale Zustände oder das subjektive Erholungsempfinden untersuchten. Dabei kategorisierten sie die Studien danach, ob die Teilnehmenden vor der Naturerfahrung gezielt einem Stressor ausgesetzt wurden, ob bereits die Studiendurchführung selbst eine mentale Belastung verursachte oder ob die Untersuchung ohne vorherige Belastung stattfand. 

Die Analyse zeigt eine deutliche Schieflage: Der überwiegende Teil der untersuchten Studien befasste sich mit Erholung und Regeneration nach Stress oder mentaler Belastung. Nur wenige Studien untersuchten gezielt, ob Natur Aufmerksamkeit, Stimmung und Wohlbefinden auch ohne vorherige Beanspruchung fördern kann. Gleichzeitig berichteten diese Studien durchweg positive Effekte auf die kognitive Leistungsfähigkeit und überwiegend positive Auswirkungen auf das emotionale Befinden. Aufgrund ihrer geringen Zahl weisen die Autorinnen jedoch darauf hin, dass die Ergebnisse vorsichtig interpretiert werden sollten. 

„Die Umweltpsychologie ist seit vielen Jahren stark von der Frage geprägt, wie Natur Menschen nach Stress oder Erschöpfung hilft“, sagt Erstautorin Johanna Prugger, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Forschungsbereich Umweltneurowissenschaften des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung. „Unsere Analyse legt nahe, dass wir dadurch möglicherweise einen grundlegenderen Wirkmechanismus übersehen haben – nämlich, dass Natur menschliche Funktionen auch verbessern kann, wenn gar keine vorherige Belastung vorliegt.“ 

Die Autorinnen sehen erheblichen Forschungsbedarf. Zukünftige Studien sollten gezielt untersuchen, ob und unter welchen Bedingungen Natur die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden von Menschen steigern kann, ohne dass zuvor Stress oder Erschöpfung vorliegen. Darüber hinaus seien präzisere theoretische Konzepte, neue Messinstrumente und alltagsnähere Untersuchungsdesigns nötig, um die unterschiedlichen Wirkungsweisen natürlicher Umgebungen besser voneinander abzugrenzen. 

„Wir stehen erst am Anfang des Verständnisses, wie Natur auf den Menschen wirkt“, sagt Simone Kühn, Direktorin am Forschungsbereich Umweltneurowissenschaften des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung. „Die Forschung hat bisher vor allem die Rolle von Natur als Erholungsraum betrachtet. Zukünftige Studien sollten der Frage nachgehen, ob Natur auch Ressourcen stärken und Menschen langfristig widerstandsfähiger gegenüber Belastungen machen kann.“ 

Die Ergebnisse könnten auch praktische Konsequenzen für die Gestaltung lebenswerter Städte haben. Wenn Natur nicht nur der Erholung dient, sondern auch Konzentration, Selbstregulation und psychische Widerstandskraft stärkt, gewinnt die Bedeutung von Grünflächen in Städten, Schulen und Arbeitsumgebungen zusätzlich an Gewicht. Naturnahe Räume wären dann nicht nur Orte der Regeneration, sondern auch eine wichtige Ressource für die langfristige Förderung von Gesundheit, Wohlbefinden und mentaler Resilienz.

Max-Planck-Institut für Bildungsforschung


Originalpublikation:

Prugger, J., & Kühn, S. (2026). The blind spot in research on nature's benefits: Restorative versus instorative effects and potential biases. Journal of Environmental Psychology. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2026.103114

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Wissenschaft Berlin
news-39327 Thu, 30 Jul 2026 10:42:20 +0200 Spektakulärer Fund: Einblick in die inneren Organe eines Meeressauriers https://www.vbio.de/aktuelles/details/spektakulaerer-fund-einblick-in-die-inneren-organe-eines-meeressauriers Ein internationales Forschungsteam hat ein einzigartiges Fossil aus China untersucht und dabei erstmals das Verdauungssystem eines langhalsigen Meeresreptils entschlüsselt. Das Tier lebte vor 245 Millionen Jahren in den Ozeanen.  Wissenschaftler aus China, Europa und den USA, darunter Dr. Stephan Spiekman, Paläontologe am Naturkundemuseum Stuttgart und an der Universität Hohenheim, haben ein bemerkenswertes Fossil des langhalsigen Meeresreptils Austronaga minuta aus China beschrieben. Obwohl dieser Saurier, der vor rund 245 Millionen Jahren lebte, von landlebenden Reptilien abstammt, war er bereits hervorragend an das Leben im Wasser angepasst. Das fast vollständig erhaltene Fossil ermöglicht erstmals einen detaillierten Blick auf das gesamte Skelett und große Teile des Verdauungssystems dieses urzeitlichen Tieres. Mithilfe moderner Analysemethoden konnten verschiedene innere Organe wie Magen, Leber und Darm eindeutig identifiziert werden. Damit handelt es sich um das bislang älteste bekannte Beispiel eines weitgehend vollständigen Verdauungssystems bei einem Reptil. Die Forschungsergebnisse zu diesem außergewöhnlichen Fund wurden nun in der Fachzeitschrift „Science Advances“ veröffentlicht.

Frühe Anpassungen an das Leben im Wasser:
Langhalsige Meeresreptilien waren in den Meeren des heutigen Chinas zur Zeit der Trias keine Seltenheit, von mehreren Arten sind Fossilien bekannt. Doch das Fossil von Austronaga minuta ist in vielerlei Hinsicht besonders. Das Tier war mit nur 60 Zentimetern Länge zwar recht klein, besaß aber einen auffallend langen Hals und einen langen Schwanz. Beeindruckend ist vor allem, wie gut Austronaga an das Leben im Wasser angepasst war: Er nutzte seinen langen Schwanz als Antrieb, die verlängerten, flossenähnlichen Vorderbeine dienten zum Steuern und Stabilisieren. Die Hinterbeine hingegen waren stark verkürzt und beim Schwimmen kaum noch wichtig. Diese ungewöhnliche Körperform ist überraschend, denn Austronaga ist eng verwandt mit landlebenden Reptilien, den sogenannten Archosauriern, zu denen auch Krokodile und Dinosaurier gehören. Die meisten anderen bekannten Meeresreptilien mit vergleichbarer Schwimmtechnik – wie die Ichthyosaurier oder die riesigen Mosasaurier – stammen dagegen aus ganz anderen Reptiliengruppen.

„Die Archosaurier und ihre Vorfahren waren zur Zeit der Dinosaurier die artenreichste Gruppe der Landreptilien, doch wir gingen stets davon aus, dass ihre Anpassung an das Leben im Meer begrenzt war. Die Entdeckung von Austronaga zeigt jedoch, dass frühe Vertreter dieser Linie bereits komplexe Anpassungen an das Leben in den Ozeanen entwickelt hatten – vergleichbar mit denen anderer, bekannterer Gruppen fossiler Meeresreptilien“, so Dr. Stephan Spiekman, Spezialist für langhalsige Meeresreptilien und Co-Autor der Studie.

Einzigartiger Blick ins Innere eines Meeressauriers:
Zwischen den Rippen des Fossils stießen die Forschenden auf dunkle Flecken, die sich bei genauerer Untersuchung als Überreste des Verdauungstraktes herausstellten, was wissenschaftlich von besonderer Bedeutung ist. Mithilfe verschiedener Untersuchungsmethoden, darunter UV-Licht-Fotografie und Massenspektrometrie, konnten die Forschenden erstmals mehrere innere Organe eindeutig identifizieren. 

„Im Vergleich zur hochspezialisierten Körperform von Austronaga scheinen seine inneren Organe weniger verändert zu sein. Zu den erhaltenen Organen gehören ein großer, sackartiger Magen im vorderen Bereich, gefolgt von einer auffallend roten Leber, in der noch Spuren des Blutfarbstoffs Hämoglobin nachweisbar sind. Dahinter befindet sich ein langer, einfacher Schlauch, der den Dünn- und Dickdarm bildet. Die Gesamtanordnung zeigt, dass das Verdauungssystem von Austronaga relativ einfach aufgebaut war“, sagt Dr. Wei Wang, Hauptautor der Studie und Experte für Meeresreptilien am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie in Peking. „Dieses Fossil ist das älteste bekannte Beispiel für ein weitgehend vollständiges Verdauungssystem eines Reptils.“

„Während heutige Vögel und Krokodile einen zweigeteilten Magen besitzen, hatte Austronaga nur eine einzelne Magenkammer. Das zeigt, dass die Mägen der Archosaurier zunächst recht einfach strukturiert waren und sich erst später im Laufe der Evolution weiterentwickelten“, erklärt Dr. Nick Fraser von den National Museums Scotland, einer der Autoren der Studie. „Auffällig ist auch, dass Austronaga über einen recht kurzen und unkomplizierten Verdauungskanal verfügte – ganz ähnlich wie ihn heutige fischfressende Reptilien besitzen.“

Gemeinsame Pressemitteilung des Staatlichen Museums für Naturkunde Stuttgart und der Universität Hohenheim


Originalpublikation:

Wei Wang, Nicholas C. Fraser, Stephan N. F. Spiekman, Zhiheng Li, Olivier Rieppel, Hong Lei, Torsten M. Scheyer and Chun Li: Highly aquatic marine stem archosaur with soft tissue preservation, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.aeb7528, http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb7528

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Wissenschaft Baden-Württemberg
news-39325 Thu, 30 Jul 2026 09:55:38 +0200 Globale Ertragsmodelle unterschätzen, wie stark Reis auf extreme Hitze reagiert https://www.vbio.de/aktuelles/details/globale-ertragsmodelle-unterschaetzen-wie-stark-reis-auf-extreme-hitze-reagiert Eine neue Studie untersucht, wie sich steigende Temperaturen auf Reiserträge auswirken. Dafür vergleicht sie 214 Beobachtungen aus Freilandexperimenten mit Simulationen von sieben globalen Ertragsmodellen. Demnach unterschätzen die Modelle die temperaturbedingten Ertragseinbußen bei einer globalen Erwärmung um 1 Grad deutlich: Sie berechnen einen Rückgang um 3,8 Prozent, während sich unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Experimente 8,1 Prozent ergeben.  Reis ist für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung ein Grundnahrungsmittel. Die Schätzungen dazu, wie sich der Klimawandel auf die Reisproduktion auswirkt, gehen weit auseinander. Ein Grund dafür ist, dass viele wissenschaftliche Untersuchungen die allmählichen Folgen höherer Durchschnittstemperaturen und die unmittelbaren Schäden durch extreme Hitze bisher nur begrenzt getrennt betrachtet haben.

In der neuen Studie, die vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) geleitet wurde und an der auch das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) beteiligt war, werten die Forscherinnen und Forscher 214 Beobachtungen aus Freilandexperimenten aus. Die Ergebnisse zeigen, dass starke Hitze – also Temperaturen von über 30 Grad Celsius – der wichtigste Faktor für die durch Erwärmung verursachten Ertragseinbußen ist. An mehr als 70 Prozent der untersuchten Standorte war die Hitze für mehr als die Hälfte der absoluten Ertragsveränderung verantwortlich. Der Vergleich mit sieben globalen Ertragsmodellen zeigt hingegen, dass diese weniger empfindlich auf Hitzeextreme reagieren als die Beobachtungen aus den Experimenten.

„Die Abweichung zwischen Beobachtungen und Modellen scheint vor allem darauf zurückzugehen, dass viele heutige Erntemodelle Hitzeschäden während der Fortpflanzungsphase von Reis noch nicht ausreichend erfassen. Die Beobachtungen der Studie zeigen, dass Reis genau dann besonders anfällig für extreme Hitze ist, wenn sich Rispen und Körner entwickeln“, erklärt Leitautorin Yiwei Jian vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung.

Nachdem die Forschenden die Modellergebnisse anhand der Beobachtungsdaten angepasst hatten, zeigte sich in den Untersuchungen, dass die weltweiten Reiserträge allein aufgrund des Temperatureffekts im Durchschnitt um 8,1 Prozent zurückgehen, wenn die globale Mitteltemperatur um 1 Grad Celsius steigt. Das ist etwa doppelt so viel wie die ursprüngliche Schätzung der Erntemodelle von 3,8 Prozent. Die Autorinnen und Autoren betonen, dass diese Berechnung ausschließlich Temperatureffekte berücksichtigt und daher nicht als vollständige Prognose der künftigen Reisproduktion zu verstehen ist.

„Für die Modelle ist das ein deutlicher Sprung. Das Ergebnis unterstreicht, dass für die erwarteten Ertragseinbußen nicht nur die Durchschnittstemperaturen, sondern besonders die Hitzeextreme entscheidend sind. Das ist recht einfach nachvollziehbar: Wenn wir im Sommer in den Wetterbericht schauen, um uns auf Hitze einzustellen, interessiert uns vor allem die Tageshöchsttemperatur, nicht der Tagesdurchschnitt“, erklärt Christoph Müller, PIK-Forscher und Ko-Autor der Studie. Durch die Anpassung in den Modellergebnissen verändert sich auch das geografische Bild der erwarteten Ertragseinbußen. Am stärksten werden die Schätzungen für Einbußen für Süd- und Südostasien nach oben korrigiert, wo Reispflanzen besonders häufig extremer Hitze ausgesetzt sind. Für Pakistan, Indien und Bangladesch steigt der geschätzte Ertragsverlust von 2,1 auf 6,6 Prozent. Für Thailand, die Philippinen und Myanmar erhöht er sich von 3,7 auf 7,7 Prozent.

Das Forschungsteam hebt hervor, wie wichtig Anpassungsmaßnahmen sind, die den Reis insbesondere während seiner Reproduktionsphase schützen. Dazu gehören die Entwicklung und der Anbau hitzetoleranter Sorten, angepasste Pflanztermine, eine optimierte Bewässerung und eine bessere Bodenqualität.

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung


Originalpublikation:

Artikel: Jian, Y., Wang, X., Jägermeyr, J., Ciais, P., Müller, C., Zscheischler, J., Li, T., Cheng, K., Hou, P., Huang, J., Huang, S., Jiang, Y., Wang, B., Song, Z., Zhang, Z., Zhu, P., Zhou, F., (2026): Vulnerability to high temperature shapes global warming impacts on rice yield. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aed9226, https://doi.org/10.1126/sciadv.aed9226

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Nachhaltigkeit/Klima Wissenschaft Brandenburg
news-39324 Thu, 30 Jul 2026 09:48:17 +0200 Reaktive Stoffwechselprodukte können hohen Blutzucker und Nierenschäden verursachen https://www.vbio.de/aktuelles/details/reaktive-stoffwechselprodukte-koennen-hohen-blutzucker-und-nierenschaeden-verursachen Diabetes und Diabetes-induzierte Folgeschäden können mit den gängigen Medikamenten und Lebensstil-Interventionen nur unzureichend verhindert werden. Daher forscht ein internationales Team an der Frage, ob bisher unerkannte Stoffwechselstörungen die Ursache für die mit Diabetes häufig einhergehenden Organveränderungen sein könnten – die also primär Gefäße und andere Gewebe verändern. Ergebnisse des Teams um Professor Dr. Jens Kroll aus der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg liefern jetzt neue Hinweise darauf, wie reaktive Stoffwechselprodukte ursächlich zur Entstehung von Diabetes und seinen Folgeerkrankungen beitragen können. Das Team berichtet aktuell im Journal Nature Communications, dass die Verbindungen Methylglyoxal und Acrolein den Arginin-Stoffwechsel stören und dadurch einen erhöhten Blutzuckerspiegel (Hyperglykämie) sowie Veränderungen der Nieren auslösen.

Methylglyoxal entsteht als Nebenprodukt des Glukosestoffwechsels, während Acrolein bei Stoffwechselprozessen im Körper und auch durch äußere Einflüsse wie Tabakrauch oder stark erhitzte Lebensmittel entstehen kann. Beide Stoffe zählen zu den hochreaktiven Carbonylverbindungen und stehen seit längerem im Verdacht, an der Bildung von diabetischen Folgeschäden beteiligt zu sein.

Für die aktuelle Untersuchung nutzten die Wissenschaftler Zebrafische als Modellorganismus. Sie konnten dabei zeigen, dass erhöhte Konzentrationen von Methylglyoxal oder Acrolein den Blutzuckerspiegel ansteigen lassen. Gleichzeitig beobachteten sie Veränderungen im Arginin-Stoffwechsel, wodurch weniger Stickstoffmonoxid gebildet wurde. Stickstoffmonoxid ist als Botenstoff unter anderem für die Regulation der Blutgefäße und für eine normale Organfunktion von großer Bedeutung. 

Parallel dazu fanden die Wissenschaftler Hinweise auf eine beeinträchtigte Morphologie und Funktion der Nieren. „Wir denken, dass die gleichzeitige Erhöhung von Methylglyoxal und Acrolein die initiale Ursache ist für eine Kombination aus erhöhtem Blutzucker, gestörtem Arginin-Stoffwechsel und verminderter Stickstoffmonoxid-Produktion. Und diese Veränderungen tragen dazu bei, dass sich diabetesbedingte Nierenschäden entwickeln oder verstärken“, erläutert Jens Kroll.

Die Forscher konnten außerdem zeigen, dass Methylglyoxal und Acrolein wichtige Stoffwechselwege beeinflussen und verändern können. Und dass dadurch Prozesse gefördert werden, die mit oxidativem Stress, Entzündungsreaktionen und Zellschäden in Verbindung stehen. Diese Mechanismen gelten als wichtige Faktoren bei der Entwicklung chronischer Stoffwechselerkrankungen.

Die neuen Erkenntnisse eröffnen neue Perspektiven für die Diabetesforschung und zukünftige Therapien. Diese könnten darauf abzielen, reaktive Carbonylverbindungen durch eine verminderte Bildung oder einen verstärkten Abbau zu reduzieren oder den Arginin-Stoffwechsel gezielt zu stabilisieren. „Ob sich diese Ansätze beim Menschen bewähren, muss allerdings erst durch klinische Untersuchungen bestätigt werden“, sagt Jens Kroll.

Die Studie unterstreicht die ursächliche Bedeutung des sogenannten Carbonyl-Stresses – die krankhafte Anhäufung reaktiver Carbonylverbindungen im Körper – als auslösender Faktor für die Entstehung von Diabetes und seiner Begleit- und Folgeerkrankungen. Und sie bietet Ansatzpunkte für die Forschung, um neue Strategien zur Vorbeugung und Behandlung diabetischer Komplikationen zu entwickeln.

Universitätsmedizin Mannheim


Originalpublikation:

Li, S., Li, H., Zhang, X. et al. The accumulation of methylglyoxal and acrolein impairs arginine homeostasis causing hyperglycemia and renal abnormalities in male zebrafish. Nat Commun 17, 7565 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-76082-6

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Wissenschaft Baden-Württemberg
news-39323 Thu, 30 Jul 2026 09:23:41 +0200 Warum das Hepatitis-E-Virus keine Mäuse infizieren kann https://www.vbio.de/aktuelles/details/warum-das-hepatitis-e-virus-keine-maeuse-infizieren-kann Viele Viren können sowohl Menschen als auch Tiere infizieren, so auch das Hepatitis-E-Virus. Es wird häufig über kontaminierte Fleischprodukte auf den Menschen übertragen, etwa über den Verzehr von rohem oder nicht ausreichend erhitztem Schweine- oder Wildfleisch. Allerdings galten Mäuse bislang als weitgehend resistent gegen eine Infektion. Warum, war unklar. Forschende haben sich den Replikationszyklus des Virus genau angeschaut und herausgefunden: Die Speziesbarriere bei Mäusen liegt direkt beim Eintritt des Virus in die Zelle.  Erbgut wird nicht ausgepackt

Dass Hepatitis-E-Viren Mäuse nicht infizieren können, ist schon lange bekannt. Die Gründe dafür waren aber bislang ungeklärt. Das Team der Molekularen und Medizinischen Virologie der Ruhr-Universität Bochum schaute sich daher den Replikationszyklus des Virus schrittweise in Leberzellkulturen von Mäusen genau an. „Wir konnten beobachten, dass die meisten Prozesse der Virusinfektion auch in Mäusezellen funktionieren“, berichtet Nicola Frericks. So dockte das Virus an die Zellen an. Es konnten auch neue Viruspartikel gebildet und aus der Wirtszelle ausgeschleust werden, wenn man den Viruseintritt umgeht. „Was aber blockiert ist, ist der funktionale Zelleintritt“, erklärt Nicola Frericks. „Auch wenn unsere Ergebnisse darauf hindeuten, dass die Viruspartikel importiert werden, wird das Erbgut der Viren in den Mäusezellen wohl nicht ausgepackt.“ 

Die Erkenntnis ist aus mehreren Gründen bedeutend: Zum einen hilft es, das zoonotische Virus genauer zu verstehen und Gefährdungspotenziale auch für andere Tierarten einzuschätzen. Zum anderen könnte es Wege ebnen, ein Mausmodell für die Untersuchung der Erkrankung zu etablieren. „Das wäre eine große Hilfe, um Therapieansätze zu testen“, sagt Nicola Frericks. „Bisher gibt es gegen Hepatitis E keine spezifische wirksame Behandlung.“ 

Hepatitis E

Das Hepatitis-E-Virus (HEV) ist einer der Hauptverursacher akuter Virushepatitiden. Bis zu 70.000 Menschen sterben jährlich an der Krankheit. Nach dem ersten dokumentierten epidemischen Ausbruch 1955 bis 1956 vergingen mehr als 50 Jahre, bis Forschende sich intensiv des Themas annahmen. Akute Infektionen heilen bei Patientinnen und Patienten mit intaktem Immunsystem normalerweise von selbst aus. Bei Betroffenen mit reduziertem oder unterdrücktem Immunsystem wie Organtransplantatempfängern oder HIV-Infizierten kann HEV chronisch werden. Auch für schwangere Frauen ist HEV besonders bedrohlich. Eine Impfung oder einen spezifischen Wirkstoff gibt es in Europa nicht.

Ruhr-Universität Bochum


Originalpublikation:

Nicola Frericks et al.: Viral Entry Defines the Hepatitis E Virus Species Barrier in Murine Hepatocytes, in: Emerging Microbes & Infections, 2026, DOI: 10.1080/22221751.2026.2706321, https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/22221751.2026.2706321

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Wissenschaft Nordrhein-Westfalen
news-39322 Wed, 29 Jul 2026 12:01:21 +0200 Krafttraining aktiviert Muskelreparatur https://www.vbio.de/aktuelles/details/krafttraining-aktiviert-muskelreparatur Ein Forschungsteam hat entschlüsselt, wie Muskeln auf Krafttraining reagieren. Die Befunde helfen, Trainingsprogramme für Athlet*innen und Patient*innen zu verbessern und einem Muskelverlust im Alter entgegenzuwirken. Krafttraining gilt als unerlässlich für die Aufrechterhaltung der Muskulatur. Selbst für ältere Menschen empfiehlt die Weltgesundheitsorganisation moderates Krafttraining an mindestens zwei Tagen pro Woche. Dies wirke dem Verlust der Muskelkraft entgegen. Sportliche Betätigung ist wichtig, um auch im Alter fit zu bleiben. Ausdauertraining allein reicht dabei nicht. Um Muskelmasse aufzubauen oder zu erhalten, ist die intensive Belastung im Rahmen von Krafttraining notwendig. Diese führt aber auch zu Schäden im krafterzeugenden, kontraktilen Apparat der Muskeln. Auf die Frage, wie die Muskulatur mit diesen Schäden umgeht und sich an das Krafttraining anpasst, gab es bisher kaum Antworten. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Sebastian Gehlert, Biowissenschaften des Sports an der Universität Hildesheim, Prof. Dr. Jörg Höhfeld, Zellbiologie an der Universität Bonn, und Prof. Dr. Pitter Huesgen, Biologie an der Universität Freiburg, haben nun Einblicke in die beteiligten Mechanismen und ein damit verbundenes Proteinnetzwerk erzielt. 

Krafttraining aktiviert Reparatursystem der Muskeln

Dazu hat das Team bei freiwilligen Versuchsteilnehmer*innen vor und nach einem hochintensiven Krafttraining Muskelproben entnommen und mit dem Verfahren der „fraktionierten Proteomik“ untersucht. Zudem haben die Wissenschaftler*innen untersucht, wie sich eine längere Phase reduzierter Trainingsintensität und eine Phase ohne Krafttraining auf die Muskeln auswirkt. Mithilfe neuester Analyseverfahren wies das Team Veränderungen im kontraktilen Apparat des Muskels nach: Durch Krafttraining wird ein Proteinnetzwerk aktiviert, welches beschädigte Muskelbestandteile erkennt und diese abbaut. Außerdem fördert dieses Reparatursystem die Neubildung der Muskelbestandteile. So werden beschädigte und abgebaute Bestandteile ersetzt und der kontraktile Apparat aufrechterhalten und verstärkt. Der kontraktile Apparat beschreibt den Teil der Muskelzellen, die für die Muskelkontraktion verantwortlich sind. 

Fächerübergreifendes Teamwork macht Entdeckung möglich

Prof. Pitter Huesgen von der Universität Freiburg erläutert: „Unsere Analyseverfahren haben es uns erlaubt, Muskelproteine zu identifizieren, die nach einem Krafttraining an den kontraktilen Apparat binden und dort ihre Schutz- und Reparaturaktivität entfalten“. Die Muskelproben für die Studie hat Prof. Gehlert an der Universität Hildesheim isoliert. Wie die darin enthaltenen Proteine konkret arbeiten, hat anschließend das Labor von Prof. Dr. Jörg Höhfeld am Institut für Zellbiologie der Universität Bonn untersucht. „Wir konnten in isolierten Muskelzellen zeigen, dass die Reparaturproteine zunächst beschädigte Muskelkomponenten erkennen und dann durch einen zellulären Abbauweg, die sogenannte Autophagie, entsorgen. Das macht den Weg frei für eine Reparatur der Muskeln und eine Anpassung an das Krafttraining“, erklärt Höhfeld. 

Relevanz für Training und Rehabilitation

„Wir sehen nun, wie sich Trainingsintensität und Trainingsdauer auf das Reparatursystem und die Schädigung der Muskelfasern auswirken. So können wir die Abfolge von Trainingseinheiten bei Athlet*innen sowie Patient*innen im klinischen Kontext optimal anpassen“, betont Gehlert die Relevanz der Ergebnisse. Diese neuen Erkenntnisse bringt er nun in die Ausbildung von Sportwissenschaftler*innen und die Trainingsoptimierung von Sportler*innen an Olympiastützpunkten sowie von Einsatzkräften der Polizei und Bundeswehr ein.

Universität Hildesheim


Originalpublikation:

Kuppusamy, M., Jacko, D., Gupta, Y. et al. Fractionated proteomics identifies a protein network mitigating resistance exercise-induced damage in human skeletal muscle. Nat Commun 17, 7110 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-75501-y

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Wissenschaft Niedersachsen
news-39321 Wed, 29 Jul 2026 11:52:47 +0200 Mikroorganismen gestalten den Meeresboden aktiv mit https://www.vbio.de/aktuelles/details/mikroorganismen-gestalten-den-meeresboden-aktiv-mit Heiße Fluide aus dem Erdinneren formen seit Millionen von Jahren den Ozeanboden. In einer neuen Studie zeigt ein internationales Team von Forschenden, dass auch Mikroorganismen dabei eine entscheidende Rolle spielen. In einem 2023 entdeckten Hydrothermalsystem in mittleren Wassertiefen von 100 bis 250 Metern vor der griechischen Insel Milos konnten sie nachweisen, wie unterschiedliche Intensitäten hydrothermalen Fluidflusses mikrobielle Stoffwechselwege und damit auch die Bildung verschiedener Minerale steuern.  Eine Studie von Forschenden um Erstautorin Dr. Joely Maak vom MARUM Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen zeigt, wie unterschiedliche Intensitäten des hydrothermalen Fluidflusses in Wassertiefen von 100 bis 250 Metern vor der griechischen Insel Milos mikrobielle Stoffwechselwege und die Bildung verschiedener Minerale beeinflussen.

Im August 2023 lief das deutsche Forschungsschiff METEOR unter der Leitung von Dr. Solveig Bühring zur Expedition M192 in Richtung der griechischen Insel Milos aus. Das Ziel: bislang unbekannte Hydrothermalsysteme aufspüren und untersuchen. Drei Jahre später zeigt eine neue Studie nun, welche überraschenden Erkenntnisse diese Expedition hervorgebracht hat: In einem neu entdeckten Hydrothermalsystem in mittlerer Wassertiefe (100 bis 250 Meter) konnten Forschende zeigen, wie unterschiedliche Intensitäten hydrothermalen Fluidflusses mikrobielle Lebensgemeinschaften und die Bildung von Mineralen am Meeresboden steuern. 

Rund um Milos können auf engem Raum völlig unterschiedliche Arten hydrothermaler Aktivität gefunden werden: langsam diffundierende Fluide und heiße, kräftig austretende Quellen. „Diese beiden Fluidtypen schaffen vollkommen unterschiedliche Lebensräume für Mikroorganismen“, erklärt Erstautorin Dr. Joely Maak. In Bereichen mit langsamem Fluidfluss dringt Meerwasser recht tief in die Sedimente ein. Mit dem eindringenden Meerwasser gelangt auch gelöstes Sulfat in die Sedimente. Dies wird von sulfatreduzierenden Mikroorganismen genutzt, deren Metabolismus die Bildung von Pyrit im Sediment fördert. Wo dagegen heiße, saure Fluide durch starken Aufstrom direkt austreten, fehlt das sulfatreiche Meerwasser. Stattdessen zeigen sich schwefeloxidierende Bakterien, die an der Grenzschicht zwischen reduziertem Fluid und Sauerstoff enthaltendem Meerwasser leben, und es bildet sich elementarer Schwefel. 

Mineralbildung nicht nur durch geologische Prozesse
Lange Zeit galt die Mineralbildung in aktiven Hydrothermalsystemen vor allem als Folge geologischer Prozesse. „Die aktuelle Studie zeigt nun, dass Mikroorganismen diesen Prozess aktiv mitgestalten können. Als erste detaillierte Untersuchung der neu entdeckten Hydrothermalsysteme nach ihrer Erstbeschreibung Ende 2025 in Scientific Reports bildet diese Studie die Grundlage für zukünftige Forschungsarbeiten in diesen einzigartigen Lebensräumen“, erläutert Projektleiter Dr. Marcus Elvert.

Biologische und geologische Prozesse eng miteinander verknüpft
Um die verschiedenen Stoffwechselwege zu identifizieren, kombinierte das Team zahlreiche Methoden: Isotopenanalysen einzelner Fettsäuren, um verschiedene mikrobielle Stoffwechselwege zu identifizieren, Mineralanalysen, Schwefelisotope sowie Geochemie der Porenwässer. Erst durch die Kombination dieser unterschiedlichen Methoden ließ sich zeigen, wie eng biologische und geologische Prozesse miteinander verknüpft sind. 

Möglich wurde dieser Forschungsbeitrag durch die enge Zusammenarbeit eines sehr interdisziplinären Teams. Zu dem Team gehörten Clemens Röttgen, Birte Winkelhues, Eirini Anagnostou, Solveig I. Bühring, Andrea Koschinsky, Jianlin Liao, Harald Strauss, Christoph Vogt, Wolfgang Bach, Enno Schefuß und Marcus Elvert. Erst die Kombination dieser unterschiedlichen Expertisen aus den Bereichen Geomikrobiologie, Mineralogie und Geochemie ermöglichte es, die Wechselwirkungen zwischen Fluidfluss, Mikroorganismen und Mineralbildung umfassend zu entschlüsseln. 

Die Studie ist eingebunden in die Forschung des aktuellen Exzellenzclusters „Der Ozeanboden – Unerforschte Schnittstelle der Erde“. Ziel des Clusters ist es, Ozeanboden-Ökosysteme unter sich verändernden Umweltbedingungen sowie zentrale Stoffkreisläufe wie den des Kohlenstoffs besser zu verstehen. Grundlage der Ergebnisse sind Proben und Daten der Expedition M192 des Forschungsschiffs METEOR III. Auch nachdem die METEOR III nach fast vier Jahrzehnten Forschungsbetrieb ihre letzte Reise beendet hat, liefern ihre Expeditionen weiterhin neue wissenschaftliche Erkenntnisse über bislang verborgene Prozesse am Meeresboden.

MARUM


Originalpublikation:

Joely Marie Maak, Clemens Röttgen, Birte Winkelhues, Eirini Anagnostou, Solveig I. Bühring, Andrea Koschinsky, Jianlin Liao, Harald Strauss, Christoph Vogt, Wolfgang Bach, Enno Schefuß & Marcus Elvert: Impact of fluid flow on bacterial carbon and sulfur cycling, mineral precipitation, and transformation in hydrothermal sediments off the coast of Milos. JGR: Biogeosciences (2026). https://doi.org/10.1029/2026JG009869

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Wissenschaft Bremen
news-39320 Wed, 29 Jul 2026 11:35:08 +0200 Ölkäferlarven duften wie Blüten, um Bienen zu manipulieren https://www.vbio.de/aktuelles/details/oelkaeferlarven-duften-wie-blueten-um-bienen-zu-manipulieren Ein Forschungsteam zeigt, dass die parasitären Larven des Schwarzblauen Ölkäfers Blütenduft verströmen, um Wildbienen anzulocken. So gelangen sie als blinde Passagiere in deren Nester.  Ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie und der Friedrich-Schiller-Universität Jena hat erstmals nachgewiesen, dass Insekten in der Lage sind, Blütendüfte nachzuahmen, um Bestäuber zu manipulieren. Die parasitischen Larven des Schwarzblauen Ölkäfers (Meloe proscarabaeus) locken durch flüchtige Verbindungen, die dem Duftbouquet von Blumen stark ähneln, Wildbienen an. Die Forschenden analysierten den Duft der Larven und stellten fest, dass er aus einer komplexen Mischung von Monoterpenoiden besteht, Duftstoffen, die von sehr vielen Blüten verströmt werden. Verhaltensexperimente zeigten: Bienen reagieren auf den Larvenduft, auch wenn keine Larven sichtbar sind. Die Forschenden konnten zudem nachweisen, dass die Käferlarven die Duftstoffe nicht aus der Umwelt aufnehmen, sondern selbst synthetisieren. Durch genetische Analysen identifizierten sie zwei Cytochrom-P450-Enzyme, die an der Bildung der blütenähnlichen Verbindungen beteiligt sind. Dies ist das erste dokumentierte Beispiel dafür, dass ein Tier Blütenduftstoffe nachahmt, um eine ökologische Interaktion zu manipulieren.

Überleben durch Täuschung

Der Lebenszyklus des Schwarzblauen Ölkäfers ist äußerst spektakulär. Seine winzigen Larven müssen in das Nest von solitären Bienenarten gelangen, um zu überleben. Nur dort können sie sich vom Ei der Biene und den Nahrungsvorräten, die eigentlich für den Bienennachwuchs bestimmt sind, ernähren und weiterentwickeln. Da die Überlebensrate der einzelnen Larven extrem gering ist, legt ein Ölkäfer-Weibchen mehrere Tausend Eier, um die Art zu sichern. Um in ein Bienennest zu gelangen, setzt der Käfernachwuchs auf Täuschung: Als Ansammlung an einem Halm könnte man die orangefarbenen Larven für eine Grasblüte halten. Wie Forschende am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie jetzt herausfanden, ist bei der Strategie, per Bienentaxi das Bienennest zu erreichen, auch chemische Mimikry im Spiel.

Von der Hypothese zum chemischen Detektivspiel

Für das Forschungsprojekt am Schwarzblauen Ölkäfer wurde das Team um Ryan Alam und Tobias Köllner aus der Abteilung Naturstoffbiosynthese durch frühere Forschungsarbeiten inspiriert, die zeigten, dass eine verwandte Ölkäferart derselben Gattung aus Nordamerika, Meloe franciscanus, eine bestimmte Wirtsbienenart anlockt, indem sie die Sexuallockstoffe der Biene nachahmt. „Wir fragten uns, ob der europäische Verwandte, der Schwarzblaue Ölkäfer, dessen Larven sich auf Pflanzen ansammeln und offenbar ein breites Spektrum an Wildbienenarten als Wirte nutzt, eine ähnliche Strategie oder eine völlig andere Form der chemischen Täuschung anwendet“, sagt Studienleiter Tobias Köllner.

Um das Rätsel zu lösen, sammelten die Forschenden zu Beginn des Frühlings Ölkäfer in der Umgebung von Jena und ermöglichten ihnen die Paarung und Eiablage. Nach etwa drei Wochen schlüpften die Larven, und das Team konnte die von ihnen abgegebenen flüchtigen Verbindungen analysieren. Chemische Untersuchungen ergaben, dass die Ölkäferlarven 17 verschiedene Monoterpenoide freisetzen. Dabei handelt es sich um bekannte Blütenaromen, die beispielsweise von Pflaumen- und Kirschblüten verströmt werden. Diese blühen zur selben Zeit, in der die kleinen Ölkäferlarven auf den Bienentransport warten. Verhaltensexperimente im Olfaktometer bestätigten, dass Bienen den Larvenduft gegenüber Kontrollen bevorzugen – selbst wenn die Larven nicht sichtbar waren. Dies beweist, dass die Anlockung primär chemisch erfolgt. Bei Freilandexperimenten, für die das Forschungsteam die isolierten Monoterpenoide auf Wattestäbchen tropfte, um ihre Wirkung auf freilebende Bienen zu testen, konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachten, dass Sandbienen der Gattung Andrena den Kopf des Wattestäbchens häufig anflogen. Diese Beobachtung bestätigt noch einmal, dass die flüchtigen Monoterpene ausreichen, um die potenziellen Wirte der Larven anzulocken.

Ölkäferlarven produzieren den Blütenduft selbst

Das Team fragte sich nun, wie die Larven an die blütenduftähnlichen Substanzen gelangten, die ihnen die Reise ins Bienennest ermöglichen sollen: Was dies das Ergebnis einer Aufnahme von Pflanzenstoffen aus der Nahrung oder das Ergebnis einer Übertragung durch die Käfermutter bei der Eiablage? Oder bildeten die Larven die Substanzen selbst? Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten weder in den Eiern noch in den Käfern blütenähnliche Monoterpenoide nachweisen. Dem Team gelang es schließlich mittels genetischer Analysen zu zeigen, dass zwei bestimmte Cytochrom-P450-Enzyme in den Larven, CYP347BT1 und CYP345BZ1, die biosynthetischen Vorstufen für die Bildung der blütenähnlichen Substanzen herstellen. Die Larven produzieren die Duftstoffe also de novo und die identifizierten Enzyme sind somit der Schlüssel zur chemischen Täuschung.

Ein neues Paradigma der Mimikry

„Diese Entdeckung beschreibt eine bislang unbekannte Form der Mimikry und erweitert unser Verständnis davon, wie Parasiten chemische Signale nutzen, um andere Lebewesen zu manipulieren“, sagt Erstautor Ryan Alam. Die Studie zeigt erstmals, dass ein Tier chemische Signale selbst herstellt und nutzt, um eine Pflanzenidentität zu imitieren. 

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten, dass die Larven des Schwarzblauen Ölkäfers die chemische Anziehungskraft von Blüten ausnutzen, um verschiedene Bienenarten parasitieren zu können. „Indem sie eine Ressource imitieren, von der viele verschiedene Wildbienenarten angezogen werden, können die Larven ein breiteres Spektrum potenzieller Wirte erreichen“, sagt Ryan Alam.
Diese Entdeckung veranschaulicht die Komplexität der Beziehungen zwischen Lebewesen: Tiere, die Pflanzensignale nachahmen, um andere Tiere zu täuschen, beeinflussen nicht nur Nahrungsnetze, sondern offenbaren auch die komplexen Kommunikationsstrukturen in natürlichen Ökosystemen.

„Unser nächstes Ziel ist es, den gesamten Biosyntheseweg der Duftstoffe zu entschlüsseln“, sagt Sarah O’Connor, Leiterin der Abteilung Naturstoffbiosynthese. „Dazu wollen wir auch verwandte Käferarten untersuchen, um zu verstehen, wie weit diese Strategie verbreitet ist und wie sie sich im Laufe der Evolution entwickelt hat“.

Max-Planck-Institut für chemische Ökologie


Originalpublikation:

R.M. Alam, D. Kessler, H. Vogel, K. Luck, A. David, M. Kunert, G. Brehm, M. Kaltenpoth, S.E. O’Connor, & T.G. Köllner: The floral illusion: A parasitic beetle mimics the scent of flowers to attract bees, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (31) e2602521123, https://doi.org/10.1073/pnas.2602521123 (2026).

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Wissenschaft Thüringen
news-39319 Wed, 29 Jul 2026 11:29:41 +0200 Kleine Mutation, große Wirkung: Neue Erkenntnisse über Kardiomyopathien https://www.vbio.de/aktuelles/details/kleine-mutation-grosse-wirkung-neue-erkenntnisse-ueber-kardiomyopathien Forschende aus Würzburg und Heidelberg haben entschlüsselt, warum kleinste Veränderungen im Herzprotein RBM20 zu unterschiedlichen erblichen Herzkrankheiten führen können. Mithilfe von patientenspezifischen Stammzellen, künstlichen Herzgeweben und Genom-Editierung konnten sie zeigen, wie einzelne Mutationen den Kalziumhaushalt der Herzzellen stören und damit verschiedene Krankheitsbilder auslösen. Die Ergebnisse liefern neue Ansatzpunkte für individuell zugeschnittene Therapien bei seltenen Kardiomyopathien.  Kardiomyopathien sind eine Gruppe von meist erblichen, seltenen Herzkrankheiten, bei denen die Struktur des Herzmuskelgewebes gestört ist. Das schränkt die Pumpkraft des Herzens ein; es kommt zu Atemnot, geringerer körperlicher Leistungsfähigkeit und weiteren typischen Beschwerden einer Herzschwäche. Bei manchen Betroffenen ist das RBM20-Protein mutiert; sie werden derzeit genauso behandelt wie Menschen mit Herzinsuffizienz. Doch bei dieser speziellen Gruppe könnte künftig eine spezifischere Therapie sinnvoll sein. Das zeigt eine neue Studie, die maßgeblich von Forschenden aus Würzburg und Heidelbergstammt. Die Ergebnisse sind im Fachjournal Signal Transduction and Targeted Therapy veröffentlicht.

Kleiner Unterschied mit großen Folgen

Das Studienteam hat zwei Familien analysiert, in denen je eine spezielle Kardiomyopathie mit einer spezifischen Mutation im RBM20 auftritt. In einer Familie ist es die dilatative Kardiomyopathie (DCM), bei der sich die Herzkammern stark vergrößern und das Herz nicht mehr effektiv pumpt. In der anderen Familie ist es die linksventrikuläre Non-Compaction-Kardiomyopathie (LVNC), eine Unterform der DCM, bei der das Herzgewebe schwammartig durchlöchert ist. Medizinisch betreut und genetisch untersucht werden beide Familien von Professor Benjamin Meder am Universitätsklinikum Heidelberg. Analysen zeigten, dass es zwischen den mutierten RBM20-Proteinen der Familien nur einen klitzekleinen Unterschied gibt: In der DCM-Familie ist an einer definierten Stelle des RBM20-Proteins ein einziger Aminosäure-Baustein durch einen anderen ersetzt, und zwar ein Arginin durch ein Tryptophan. In der zweiten Familie ist genau das gleiche Arginin durch Leucin ersetzt.

„Wir haben uns gefragt, wie ein so kleiner Unterschied zu zwei derart verschiedenen Krankheitsbildern führen kann“, sagt Professorin Katrin Streckfuß-Bömeke von der Universität Würzburg, Letztautorin der Publikation. Die Pharmakologin und Expertin für humane Kardiomyopathie-Modelle arbeitet auf diesem Feld seit Jahren mit ihrem Heidelberger Kollegen Meder zusammen.

Gravierende Folgen für den Kalziumhaushalt festgestellt

Mit Hilfe von Haut- und Blutproben der Familien stellte das Würzburger Team fest, dass der Austausch eines einzelnen Proteinbausteins gravierende Folgen für den Kalziumhaushalt hat. Der lebenswichtige Mineralstoff Kalzium wirkt in Herzzellen wie ein Taktgeber: Er sorgt dafür, dass sich der Herzmuskel im richtigen Rhythmus zusammenzieht und wieder entspannt. Die Forschenden entdeckten, dass bei der Krankheit mit dem schwammartig veränderten Herzgewebe die Zellen besonders empfindlich für das Kalzium-Signal sind: Sie haben einen stark aktivierten Kalziumzyklus und verbrauchen extrem viel Energie. Bei DCM-Herzzellen dagegen kommt es zu einem Speicherproblem: Bei ihnen läuft das Kalzium aus dem internen Speicher, als hätte der ein Leck.

Künstliche Herzgewebe und Genschere verwendet

Um die beschriebenen Prozesse verstehen zu können, baute das Team die Situation der Erkrankten im Labor nach. Für die Studie wurden aus den Blut- und Hautzellen der betroffenen Familien pluripotente Stammzellen (iPS) erzeugt. Diese Zellen sind Alleskönner und lassen sich in jede beliebige Zellart verwandeln – in diesem Fall in schlagende Herzmuskelzellen. Drei Modelle kamen bei den Untersuchungen zum Einsatz: einzelne Herzzellen, kugelförmige Organoide und kleine künstliche Herzmuskelgewebe. Letztere wurden im Tissue-Engineering-Team von Dr. Malte Tiburcy an der Universitätsmedizin Göttingen hergestellt. Die Forschenden nutzten auch die Genschere CRISPR/Cas9. Mit dieser Technik konnten sie die Fehler im Erbgut der erkrankten Zellen punktgenau reparieren. In derart „geheilte“ LVNC-Zellen fügten sie dann die DCM-Variante ein. So erkannten sie, dass tatsächlich nur die eine kleine Mutation an derselben Stelle des RBM20-Proteins für die sehr unterschiedlichen Krankheitsbilder verantwortlich ist.

Ansatzpunkte für patientenspezifische Therapien gefunden

Bei diesen Analysen identifizierte das Team einige „molekulare Spieler“, die bei den beiden erblichen Herzkrankheiten spezifische Rollen übernehmen. „Damit haben wir neue molekulare Ansatzpunkte gefunden, an denen Medikamente angreifen könnten“, sagt Dr. Sabine Rebs, Erstautorin der Studie und Mitglied des Teams von Katrin Streckfuß-Bömeke. Auch erste Hinweise auf mögliche neue Wirkstoffe können die Forschenden liefern. Ein Hoffnungsträger könnte zum Beispiel das Medikament Verapamil sein, das die Wirkung von Kalzium abschwächt und für die Behandlung von Herzrhythmusstörungen zugelassen ist: In den Laborversuchen an Zellen und Geweben konnte der Arzneistoff die Kraft der geschädigten Herzzellen teilweise verbessern. Doch bevor neue Therapiestrategien reif für den Einsatz am Menschen sein könnten, sind noch viele weitere Studien nötig. Doch schon jetzt zeigt das Forschungsteam Wege auf, auf denen sich verschiedene Kardiomyopathien mit RBM20-Mutation in der Zukunft individueller behandeln lassen. Genetische Analysen werden dann helfen, die jeweils bestmögliche Therapie maßgeschneidert für jeden einzelnen Betroffenen festzulegen.

Universität Würzburg


Originalpublikation:

Rebs, S., Sedaghat-Hamedani, F., Kayvanpour, E. et al. RBM20 variants disrupt Ca2+ handling and metabolism in dilated and non-compaction cardiomyopathy stem cell models. Sig Transduct Target Ther 11, 276 (2026). doi.org/10.1038/s41392-026-02838-7

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Wissenschaft Bayern