Keratine halten die Haut im Innersten zusammen.

Die Haut schützt den menschlichen Körper vor Austrocknung, vor Krankheitserregern oder auch vor Sonnenlicht. Das Zellskelett der Oberhaut ist aus Keratinen aufgebaut.
Ein internationales Forscherteam hat jetzt entdeckt, dass Keratine nicht nur eine wichtige Stützfunktion haben. Bei einem Keratinverlust gehe auch die Barrierefunktion der Haut verloren – und damit ein wichtiger Schutz vor Krankheitserregern. Die Haut reagiere mit einer Entzündung, berichten die Forscher im "Journal of Cell Biology".

Ein weiterer Befund: Von den Keratinen wird auch die richtige Verteilung und die Aktivität von Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, gesteuert. Bei Zellen mit Keratindefekten waren die Mitochondrien nicht mehr um den Zellkern herum, sondern in der gesamten Zelle verteilt.
Außerdem verbrauchten diese Mitochondrien besonders viel Sauerstoff. Bei Tieren mit Keratindefekt war zudem der Haarwuchs gestört.

Quelle: mawi, "Journal of Cell Biology"

Wiener Physiker haben eine Nano-Einbahnstraße für Licht gebaut.

Elemente, die Licht in einer Richtung durchlassen und in der anderen Richtung blockieren, existieren schon länger. In der Regel nutzen solche optischen Isolatoren den Faraday-Effekt; ein starkes Magnetfeld sorgt dafür, dass Licht sich nur in einer Richtung ausbreitet.

An der TU Wien ist es Physikern jetzt gelungen, einen optischen Isolator auf der Nanoskala zu erzeugen – ohne ein Magnetfeld anzulegen. Dazu koppelten sie Alkali-Atome an dünne Glasfasern. Abhängig von der Polarisation der Lichtwelle verhalten sich die Alkali-Atome unterschiedlich.

Das Licht in der Vorwärtsrichtung wird von den angekoppelten Atomen nicht beeinflusst. Das Licht in der Rückwärtsrichtung, das anders polarisiert ist, koppelt an die Alkali-Atome an und wird von diesen aus der Glasfaser herausgestreut.

Eine solche Nano-Einbahnstraße für Licht ließe sich für optische integrierte Schaltkreise oder Chips nutzen – etwa als Bauteile für künftige Computer, die statt elektrischer Signale Lichtsignale verarbeiten.

Quelle: mawi, "Physical Review Letters"

Forscher entdecken in Hawaii 74 neue Käfer-Arten.

Forscher der US-amerikanischen Cornell University haben untersucht, welche Käfer auf Maui, der zweitgrößten Insel Hawaiis, leben. Sie entdeckten 116 verschiedene Käferarten. 74 von diesen seien bislang noch nicht wissenschaftlich beschrieben worden, berichten die Forscher im Fachblatt "ZooKeys".

Die Käfer lebten auf oder unterhalb des Vulkans Halekala, der durch seine Lavaströme im Laufe der Zeit für die Entstehung kleiner sehr unterschiedlicher Lebensräume gesorgt habe.

Quelle: mawi, eurekalert.org

Das AIDS-Virus verändert sich schnell, aber nach einem klaren Muster, berichten Forscher des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen. Sie haben gemeinsam mit Forschern aus Stockholm die Evolution von HI-Viren in Patienten über einige Jahre verfolgt.

Ein Befund: Bei Regionen im Virus-Erbgut, die wichtig sind für die Vermehrung, treten nur wenige Varianten auf. Besonders viele Varianten zeigen sich in Genom-Bereichen, die dem Virus helfen, sich vor dem Immunsystem zu verstecken. Solche Veränderungen, so die Forscher, gehen aber oft auf Kosten der Funktionalität des Virus.

Als die Forscher die Virusvarianten der Patienten mit denen aus Datenbanken verglichen, stellten sie fest: An einigen Stellen ist das Erbgut des Virus viel weniger variabel als bislang gedacht. Dieser Fund könnte helfen, effektive Impfstoffe gegen HIV zu entwickeln, schreiben die Forscher im Online-Fachblatt "eLife".

Quelle: mawi, MPI für Entwicklungsbiologie Tübingen, eLife

Dabei handelt es sich um chemische Veränderungen am Erbgutmolekül DNA, welche den genetischen Code selbst nicht beeinflussen, aber trotzdem vererbt werden können. Die Wissenschaftler haben dokumentiert, an welchen Stellen der DNA sogenannte Methylgruppen sitzen. Sie beeinflussen unter anderem die Aktivität der Gene. Für Weizenzüchter könnte das wertvolle Informationen liefern, argumentieren die Forscher im Fachmagazin „Genome Biology". Als nächstes wollen sie herausfinden, wie die Markierungen an der DNA sich auf die Eigenschaften der Pflanzen auswirken, wie etwa auf die Widerstandskraft gegenüber Krankheiten oder auf Schwankungen des Ertrags. [reu]

Quelle: Eurekalert, Genome Biology DOI 10.1186/s13059-015-0838-3

Junge tote Mondfische sind in der Ostsee am vergangenen Wochenende gleich zweimal gefunden worden. Das teilt das Thünen-Institut in Braunschweig mit. Demnach sind die Exoten durch einströmendes Salzwasser aus dem Kattegat in die Ostsee gespült worden, vermutlich bereits im November. Dort können die Tiere nur kurze Zeit überleben, da ihnen Nahrungsmangel, verringerter Salzgehalt und die niedrigen Temperaturen zusetzen. Normalerweise leben Mondfische in tropischen und subtropischen Gewässern. Sie sind träge Schwimmer, besitzen einen seitlich zusammengedrückten Köper und sehen aus wie ein schwimmender Fischkopf. Der Salzwasser-Einstrom brachte laut Thünen-Institut auch andere Exoten in die Ostsee, darunter einen Schwertfisch. [reu]

Quelle: dpa, idw

Und zwar bereits vor fünf Monaten. Die wissenschaftliche Veröffentlichung dazu ist aber erst jetzt erschienen, im Fachmagazin PLOS ONE. Die Wissenschaftler der Cornell University berichten dort, wie ihnen die in-vitro-Fertilisation gelungen ist: Als essentiell hatte sich erwiesen, die unbefruchteten Eizellen einen Tag später als sonst üblich zu entnehmen. Die Spermien hingegen mussten mit einer speziellen Chemikalienmischung behandelt werden. Neunzehn Embryonen wurden einer Hündin eingesetzt, die dann sieben junge Hunde zur Welt brachte. Seit Mitte der 1970er-Jahre haben Wissenschaftler versucht, Hunde auf diese Weise zu vervielfältigen. Bis zum jüngsten Erfolg waren diese Projekte allerdings gescheitert. Die Forscher der Cornell University hoffen nun, dass ihre Prozedur helfen kann, die Bestände von wild lebenden Wölfen zu stützen. [reu]

Quelle: Eurekalert, PLOS ONE doi:10.1371/journal.pone.0143930

Rothirsche fressen im Winter nur halb soviel wie im Sommer, selbst wenn gutes Futter unbegrenzt zur Verfügung steht. Das berichten Forscher aus Wien und Hannover im "American Journal of Physiology". Sie hatten drei Jahre lang in einem Fütterungsversuch das Fressverhalten von 16 Rothirschkühen dokumentiert. Es zeigte sich dabei auch: Im Winter verkleinern die Tiere ihren Verdauungstrakt und verwerten die Nahrung effizienter. Offenbar verhindere reduzierter Appetit im Winter, dass die Hirsche zu viel Zeit und Energie für eine wenig ergiebige Nahrungssuche verschwenden, vermuten die Wissenschaftler. Weniger Nahrungsaufnahme ermögliche die Verkleinerung des Verdauungstraktes, was wiederum Energie einspart. [reu]

Quelle: idw, American Journal of Physiology

Aus der Konzentration das Botenstoffes GABA (γ-Aminobuttersäure) im Gehirn lässt sich vorhersagen, wie erfolgreich ein Mensch lernen wird. Das berichten Forscher aus Bochum und aus Baltimore im Fachmagazin „Cerebral Cortex". Sie haben Testpersonen untersucht, deren Fingerspitzen sie mit elektrischen Impulsen gereizt hatten. Dadurch verbesserte sich der Tastsinn. Im Laufe diese Lernvorgangs änderte sich der GABA-Spiegel nicht. Aber das Basisniveau des Botenstoffes war entscheidend für den Erfolg des Lernprozesses. Neben anderen genetischen und anatomischen Faktoren nehme der Botenstoff daher eine wichtige Rolle beim Lernen ein, folgern die Forscher. [reu]

Quelle: Eurekalert, Cerebral Cortex doi: 10.1093/cercor/bhv296

Die Tangier Islands liegen in der Chesapeake Bay in den USA. Diese kleine Inselgruppe hat seit 1850 den größten Teil ihrer Landmasse verloren. Zu diesem Ergebnis kommt eine in Scientific Reports veröffentlichte Untersuchung. Wenn das Meerwasser weiter so steigt wie bisher, dann prognostizieren die Forscher, dass die Inseln in weniger als 100 nicht mehr existieren. Bewohnbar seien sie für die heute dort noch lebenden rund 700 Menschen aber nicht mehr so lange, höchsten noch 50 Jahre.

Die Tangier Islands sind nur ein Beispiel für den Untergang von Inseln durch den steigenden Meeresspiegel. [Tj]      

Dafür plädieren Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg.

Zunehmend nutzen Krebsmediziner Informationen aus dem Tumor-Erbgut eines Patienten, um für ihn bzw. sie eine spezielle individualisierte Therapie zu finden. Dazu suchen die Forscher in der Erbinformation der Krebszellen nach Mutationen, die zu einem bösartigen Wachstum der Zellen führen. Eine Studie des Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg kommt jedoch zu einem ernüchternden Ergebnis. Die Forscher hatten die DNA eines Tumors an fünf verschiedene Labore in der Welt gesandt und anschließend die Sequenzierungsergebnisse verglichen.

Die Ergebnisse wichen teilweise erheblich voneinander ab. Von etwa tausend kleinen Mutationen, die jeweils nur den Austausch einer einzelnen DNA-Base betrafen, wurden lediglich 40 Prozent von allen teilnehmenden Teams einheitlich erkannt. Bei kleinen DNA Verlusten fiel von knapp 340 nur eine einzige allen Laboren zugleich auf. Das Deutsche Krebsforschungszentrum hat nun einen Sequenzierungsdatensatz als "Goldstandard" zur Verfügung gestellt, an diesem können Labore ihre Genauigkeit überprüfen. [Tj]

Doi:10.1038/ncomms10001

Wissenschaftler und Mediziner aus Wien und Insbruck haben erstmals beobachten können, dass ein Infarkt das Herz eines Menschen nicht dauerhaft schädigen muss. Normalerweise vernarbt das abgestorbene Herzgewebe und kann die Pumpleistung des Herzens beeinträchtigen.

In dem jetzt beobachteten Fall handelt es sich um ein Neugeborenes, das bereits in den ersten Stunden seines Lebens einen massiven Herzinfarkt erlitten hatte. Ursache dafür war der Verschluss eines wichtigen Herzkrankgefäßes. In der Folge war das Herz des Säuglings schwer geschädigt. Doch erstaunlicherweise erholte es sich sehr schnell wieder. Eineinhalb Monate nach dem Infarkt konnten Mediziner das Kind mit normaler Herzfunktion entlassen.

Im Fachjournal "Circulation Research" resümieren die Forscher: Dies sei der Beweis, dass sich ein menschliches Herz nach einer massiven Schädigung vollständig erholen kann. Aus dem Tierreich ist bereits bekannt, dass eine lebenslange Regeneration des Herzens möglich ist. Beobachtet wurde dies etwa bei Fischen. [Tj]

Quelle: Criculation Research; PM des Institut für Molekulare Biotechnologie

Heutzutage sind Geparden im afrikanischen Flachland beheimatet. Doch ursprünglich lebten sie in Nordamerika. Das berichtet ein internationales Forscherteam im Fachjournal "Genome Biology". Die Wissenschaftler hatten das Genom eines männlichen Geparden aus Namibia sequenziert sowie das von sechs weiteren Exemplare aus Tansania. Sie fanden heraus, dass Geparde von einem Verwandten der amerikanischen Pumas abstammen. Vor etwa 100.000 Jahren begannen die ersten Geparde über die Beringstraße nach Asien und dann nach Südafrika zu migrieren. Dies war allerdings mit einer Verkleinerung des Genpools verbunden. In Nordamerika starben die Geparde vor 10-12.000 Jahren aus.

Doi: 10.1186/s13059-015-0837-4

Quelle: Fachjournal "Genome Biology"

Die Raumsonde "Akatsuki" hat mit fünfjähriger Verzögerung erfolgreich in den Orbit der Venus eingeschwenkt. Das teilte die japanische Weltraumbehörde Jaxa mit.

Die Sonde soll im Verlauf der nächsten Wochen die maximale Distanz im Orbit auf bis zu 300.000 Kilometern Höhe verringern. Im April 2016 wird sie dann damit beginnen, die dichten Wolken um die Venus zu studieren. Außerdem soll Akatsuki den starken Winden auf die Spur kommen. Mit mehr als 100 Metern pro Sekunde verursachen sie die kuriose Superrotation der Atmosphäre.

Im Mai 2010 hatte die japanische Raumsonde erstmals versucht in den Orbit der Venus einzuschwenken. Probleme mit dem Hauptantrieb hatten den Versuch scheitern lassen. Seither hatte die Sonde die Sonne umkreist. [Tj]                          

Quelle: Agenturen

Nach Angaben des Geophysischen Instituts in Jakarta hatte das Beben eine Stärke von 6,9. Das Zentrum lag demnach 159 Kilometer südöstlich der Stadt Ambon City auf der Inselgruppe der Molukken. Nach ersten Angaben gab es keine Schäden. Wie die US-Erdbebenwarte USGS mitteilte, wurde keine Tsunami-Warnung ausgegeben. [Mst]

Quelle: earthquake.usgs.gov/Agenturen

Dem Start des Fusionsexperiments Wendelstein 7-X in Greifswald morgen steht nichts mehr im Weg. Denn das Landesamt für Gesundheit und Soziales hat heute die Betriebsgenehmigung für die Forschungsanlage erteilt, da alle technischen Voraussetzungen am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik erfüllt seien. Das Institut will morgen das erste Mal Plasma erzeugen - jedoch bislang zunächst mit Helium. Das erste Wasserstoffplasma soll erst im Januar hergestellt werden. Die Wissenschaftler wollen die Kernfusion analog zu den Prozessen auf der Sonne erforschen, um sie auf der Erde als Form der Energiegewinnung nutzbar zu machen. [Mst]

Mosasaurier waren bis zu 17 Meter lange meeresbewohnende Reptilien, die in der Oberkreide vor 100 bis 66 Millionen Jahren lebten. Paläontologen aus Kanada haben nun einen sehr gut erhaltenen Schädel eines Mosasauriers in Japan entdeckt, der völlig neue Einblicke in deren Lebensweise ermöglicht. Wie die Forscher im Journal of Systematic Palaeontology darlegen, weist der Schädel riesige Augenhöhlen auf, die nach vorn gerichtet waren. Damit ähnelten die Augen des nur drei Meter langen Mosasauriers denen von Eulen. Vermutlich waren Vertreter von Phosphorosaurus ponpetelegans im Gegensatz zu ihren großen Verwandten damit besser an die Jagd auf leuchtende Fische während der Nacht angepasst und besetzten eine eigene ökologische Nische. Da diese Mosasaurier nur über kleine Brust- und Schwanzflossen verfügten, waren sie vermutlich keine schnellen Jäger, sondern lauerten ihrer Beute auf, die größtenteils aus Angler- und Tintenfischen bestanden haben dürfte. [Mst]

Quelle: Journal of Systematic Palaeontology

Denn die Erbauer des Steinkreises in England haben die dazu verwendeten Blausteine offenbar recycelt. Das vermuten Archäologen vom University College London, nachdem sie die exakte Herkunft des Baumaterials bestimmen konnten. Wie sie im Fachblatt Antiquity darlegen, stammen die Steine des äußeren Rings aus zwei Steinbrüchen in Wales. Zudem zeigen Datierungen, dass die Steine dort schon um 3400 und 3200 vor Christus gebrochen wurden und damit bereits 500 Jahre vor ihrem Aufrichten in Stonehenge. Die Experten gehen davon aus, dass die Monolithe vorher bereits in einem Steinzeit-Monument in Wales verbaut waren. [Mst]

Quelle: UCL/Antiquity (10.15184/aqy.2015.177)

Das geht aus dem neuen Welt-Malaria-Report der Weltgesundheitsorganisation WHO hervor, der heute in Brüssel vorgestellt wurde. Demnach gab es Hochrechnungen zufolge in diesem Jahr zwar rund 214 Millionen neue Malariainfektionen und fast 440.000 Todesfälle, jedoch seien diese Zahlen gegenüber den Vorjahren deutlich zurückgegangen. 18 von 106 betroffenen Ländern haben die Zahl der Neuerkrankungen zwischen 2000 und 2015 um mindestens die Hälfte senken können, in 57 Ländern waren es sogar mindestens 75 Prozent. Von Malaria betroffen sind vor allem afrikanische Staaten. Seit Beginn des Jahrhunderts haben Investitionen in Malariavorsorge und -behandlung über sechs Millionen Todesfälle verhindert, sagte WHO-Generaldirektorin Margaret Chan. Demnach wurde das Millenniumsziel erreicht, die Ausbreitung von Malaria bis 2015 weltweit zu stoppen und den Trend umzukehren. [Mst]

Quelle: WHO

Die US-amerikanische Nahrungs-und-Medizin-Verwaltung FDA hat die Produktion von genetisch veränderten Hühnern des biopharmazeutischen Unternehmens Alexion Pharmaceuticals genehmigt, die das Medikament Kanuma produzieren sollen. Das Medikament dient der Behandlung einer seltenen Erbkrankheit, bei der es zu Leberversagen, Herzerkrankungen und frühem Tod kommen kann. Diese Enzym-Ersatz-Therapie, die im September die europäische Zulassung erhielt, wurde nun auch in den Vereinigten Staaten genehmigt, um Patienten, einschließlich Kinder, zu behandeln, die an einem sogenannten lysosomalen sauren Lipase-Mangel (LAL-D) leiden, teilte die FDA auf ihrer Webseite mit. [Mst]

Quelle: FDA

Fast jedes Gewässer trägt kleinste Plastikteile in sich. Sie stammen aus der Kunststoffherstellung oder aus Zusatzstoffen für Reinigungsmittel und gelten als Problem für die Umwelt. Wissenschaftler der Universität Basel haben die Plastikkonzentration des Rheins an elf Standorten zwischen Basel und Rotterdam gemessen. Demnach liegt die Gesamtbelastung deutlich höher als bei allen anderen untersuchten Gewässern. So transportiert der Rhein an seiner Oberfläche jährlich zehn Tonnen Kunststoff-Partikel in die Nordsee. Die höchste Plastik-Konzentration haben die Forscher in der Rhein-Ruhr-Region gemessen, schreiben sie in den Scientific Reports. [Mst/Hell]

Quelle: NATURE

Dass körperliche Bewegung allgemein gut für das Gehirn ist, wissen Forscher schon lange. Jetzt haben italienische Neurologen gezeigt, wie Bewegung dem Gehirn hilft, sich an äußere Umstände anzupassen. Die Forscher stellten einigen Testpersonen eine Aufgabe, bei der sich deren Gehirne an das Sehen mit nur einem Auge anpassen mussten. Ein Teil der Probanden saß bei dem Experiment auf einem Sofa, der Rest musste auf einem Trimmrad strampeln.

Das Ergebnis: Die Gehirne der Testpersonen auf den Rädern passten sich den neuen Gegebenheiten besser an. Mit dieser Erkenntnis könnte man zum Beispiel die Therapie von Schlaganfällen verbessern, resümieren die Forscher im Fachblatt "Current Biology".

Quelle: Current Biology

Biologisch gesehen gibt es verschiedene Anzeichen für das Älterwerden. Eines davon ist, dass es immer wahrscheinlicher wird, zu sterben. Ein anderes, dass die Fruchtbarkeit mit den Jahren abnimmt. Süßwasserpolypen zeigen keines dieser Anzeichen. Das haben Wissenschaftler am Rostocker Max-Planck-Institut für demografische Forschung beobachtet. Zehn Jahre lang versorgten sie rund 1.800 dieser Minitierchen in ihrem Labor.

Ohne Feinde, dafür mit viel Nahrung und unter besten Bedingungen alterten die Süßwasserpolypen nicht: Ihre Sterbewahrscheinlichkeit blieb konstant und sie pflanzten sich durchgehend fort, notieren die Forschen im Magazin "PNAS". Damit stellen die Süßwasserpolypen die Vorstellung in Frage, dass alle Lebewesen körperlich altern. 

Quelle: PNAS

Das Prinzip hinter der Kamera ist nicht neu. Man stellt ein Objekt so hinter einer Ecke auf, dass die Kamera es nicht erfassen kann. Dann leuchtet man mit einem Laser in den Raum. Das Licht breitet sich aus, trifft auf das verborgene Objekt und wird von ihm ins Sichtfeld der Kamera zurückgeworfen. Ist die Kamera schnell und empfindlich genug, kann sie aus diesem zurückgeworfenen Licht auf das Objekt hinter der Ecke schließen.

Forscher der University of Edinburgh haben nun eine solche Kamera gebaut und im Magazin "Nature Photonics" beschrieben. In Experimenten konnte sie eine zentimetergroße Puppe hinter einer Ecke erspähen.

Das Besondere: Im Gegensatz zu ihren Vorgängern ist die Kamera so schnell, dass sie sogar Videos von Objekten hinter Ecken drehen kann. Eine solche Kamera könnte zur Überwachung dienen, oder im Straßenverkehr um die Ecke schauen und so Unfälle vermeiden helfen.

Quelle: Nature

Genau gesagt könnten Industrie und Verkehr 2015 etwa 0,6 Prozent weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre pusten als im Vorjahr. So fällt eine Prognose aus, die Forscher im Magazin "Nature Climate Chance" veröffentlicht haben. Sie stützten sich dabei auf Daten zum Energieverbrauch in den USA und China und zum Wirtschaftswachstum. Die Unsicherheit der Prognose ist jedoch recht groß.

Der Rückgang sei darauf zurückzuführen, dass China weniger Kohle verbraucht habe. Das passt zum aktuellen Klimaschutz-Index, den die Organisation Germanwatch heute herausgegeben hat. Er bewertet die Klimaschutz-Leistungen von Staaten. China und die USA konnten jeweils einige Plätze gut machen und landeten im unteren Mittelfeld. Spitzenreiter sind Dänemark, Großbritannien und Schweden. Schlusslichter: Australien, Kasachstan und Saudi-Arabien. Deutschland liegt im Mittelfeld.

Bereits im vergangenen Jahr sind die Emissionen nur leicht gestiegen. Sie nahmen um lediglich 0,6 Prozent zu. Im Jahrzehnt davor stieg der Ausstoß von Kohlendioxid im Schnitt um 2,6 Prozent jährlich.

Das hat die technische Beschwerdekammer des Europäischen Patentamts heute entschieden. Das Patent wurde vor mehr als zehn Jahren in Israel beantragt und soll nun endgültig erteilt werden. Es umfasst eine besondere Tomate, die länger am Strauch hängt und dabei schrumpelt ohne zu verderben. Sie dient zur Herstellung von Ketchup.

Die Entscheidung ist umstritten. Bei der Schrumpeltomate handelt es sich um eine konventionell gezüchtete Pflanze. Und konventionelle Zuchtverfahren sind nach europäischem Recht nicht patentierbar. Eine andere Kammer des Europäischen Patentamts hatte aber bereits im März im Falle der Tomate und eines Super-Brokkolis ähnlich entschieden.

Quelle: DPA