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Kurznachrichten Februar 2017

Fluoreszierende Proteine in neuen Farben

Forschern aus Jülich und Düsseldorf ist ein wichtiger Schritt dahin gelungen, sogenannte LOV-Proteine in Zukunft noch besser für biotechnologische Anwendungen nutzbar zu machen. In Pflanzen- und Bakterienzellen regulieren diese leuchtenden Eiweißmoleküle viele vom Licht abhängige Prozesse. Sie haben aber auch günstige Eigenschaften für unterschiedliche lichtbasierte Anwendungen. So können sie unter anderem als neue Klasse von Markierungsmolekülen dienen, um zelluläre Prozesse mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie zu analysieren. Seit einigen Jahren arbeiten Forscher daher gezielt darauf hin, LOV-Proteine für Anwendung wie diese zu optimieren.

Bisher gab es dabei eine wichtige Einschränkung: Alle bekannten LOV-Proteine reagierten nur auf eine Lichtfarbe – Blaulicht. Der Grund dafür liegt in der molekularen Struktur. Die Proteine kommen in der Natur stets fest verbunden mit einem bestimmten lichtempfindlichen Element vor, das Licht absorbiert und als Fluoreszenz-Licht wieder abstrahlt. Diese sogenannten "Chromophore" reagieren bei ihnen nur auf einen relativ engen Bereich des Lichtwellenspektrums.

Ein Forscherteam unter Leitung von Jülicher Strukturbiologen hat jetzt eine Möglichkeit entdeckt, wie andere Farbvarianten hergestellt werden können. Sie konnten erstmals zeigen, dass eine LOV-Variante aus einem Bodenbakterium auch ohne das Blaulicht-sensitive Molekül stabil ist. Anschließend stellten sie gezielt eine Form des Proteins her, die sich mit verschiedenen anderen natürlichen und künstlich veränderten Chromophor-Molekülen kombinieren lässt, die auf andere Bereiche des Lichtspektrums reagieren. Das breitere Farbspektrum könnte es nun ermöglichen, mit unterschiedlichen LOV-Varianten gleichzeitig verschiedene Bestandteile und Prozesse in Zellen unter dem Fluoreszenzmikroskop zu analysieren.

Das Projekt wurde durch das Förderprogramm "Optosys" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert.

Originalveröffentlichung:
Vladimir Arinkin, Joachim Granzin, Katrin Röllen, Ulrich Krauss, Karl-Erich Jaeger, Dieter Willbold and Renu Batra-Safferling: Structure of a LOV protein in apo-state and implications for construction of LOV-based optical tools. Scientific Reports 7, Article number: 42971 (2017); DOI: 10.1038/srep42971

Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie (ICS-6)

Institut für Molekulare Enzymtechnologie (IMET)

Institut für Physikalische Biologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Auf der Spur eines neuen Wirkstoffs gegen Alzheimer

Neue Wirkstoffe gegen die Alzheimer-Krankheit werden dringend benötigt. Ein Ansatz kann sein, die Zusammenlagerung von Molekülen des Beta-Amyloid-Proteins zu unterbinden. Bei der Alzheimer-Krankheit verklumpt das Beta-Amyloid-Protein und bildet im Nervengewebe zunächst sogenannte Oligomere und später Ablagerungen, sogenannte Plaques. Beide wirken toxisch auf das Nervengewebe. Dr. Wolfgang Hoyer vom Forschungszentrum Jülich und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) möchte potenzielle Hemmstoffe gegen Beta-Amyloid identifizieren. Gefördert wird das zweijährige Forschungsprojekt mit 39.900 Euro von der Alzheimer Forschung Initiative e.V. (AFI).

Zu Beginn des Forschungsprojekts wird zunächst ein neues Testverfahren entwickelt, das auf Fluoreszenz basiert. Anschließend können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im sogenannten Hochdurchsatz-Screening viele dieser Substanzen gleichzeitig testen. Gefundene Moleküle zur Hemmung der Beta-Amyloid Ablagerungen können ein Ansatz für ein neues Medikament sein.

Seit 2009 leitet Wolfgang Hoyer die Forschergruppe "Bindeproteine für amyloidogene Peptide und Proteine" am Jülicher Institute of Complex Systems und am Institut für Physikalische Biologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Für seine Forschungen erhielt der Wissenschaftler unter anderem den "ERC Consolidator Grant" des Europäischen Forschungsrates, den Ulrich-Hadding-Forschungspreis der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf sowie die Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft.

Website der Alzheimer Forschung Initiative

Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie (ICS-6)

E-Mobile effizient einsetzen

Range Extender erhöhen die Reichweite von Elektrofahrzeugen. Mit ihrem Verbrennungsmotor betreiben sie einen Generator, der während der Fahrt die Batterie auflädt. Die FH Aachen und das Jülicher Peter Grünberg Institut forschen gemeinsam an einem Elektrofahrzeug, in das eine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle als Range Extender eingebaut ist. Wie ein solches Fahrzeug effizient genutzt werden kann, zum Beispiel im Dienst von Stadtbetrieben, hat Simon Dohmen vom Peter Grünberg Institut untersucht. In seiner Bachelor-Arbeit entwickelte er dazu einen eigenen Fahrzyklus. Damit lässt sich die effizienteste Kombination aus Fahrzeug, Range Extender und der jeweiligen Nutzung ermitteln.

Mit erprobten Fahrzyklen lassen sich Verbrauch und Reichweite von Fahrzeugen bestimmen – wichtig für einen Einsatz in Kommunen oder Betrieben. Aber: Ein solches Prüfverfahren für speziell genutzte E-Mobile gab es bisher nicht. Dohmen entwarf deshalb in seiner Studie einen Fahrzyklus für E-Fahrzeuge mit Range Extender, die kommunal oder betrieblich genutzt werden. Dafür befragte er zum einen Einrichtungen wie die Stadtbetriebe Aachen. Parallel dazu führte er Messfahrten auf einer eigens eingerichteten Messstrecke auf dem Campus Jülich durch.

Auf Basis dieser Daten entwickelte der Ingenieur ein Berechnungsmodell, das insbesondere die veränderlichen Wirkungsgrade von Batterie und Range Extender berücksichtigt. Überprüft wurde der neue Fahrzyklus mithilfe von Messfahrten mit dem Jülicher Elektrofahrzeug Silent F, das mit einem Range Extender ausgestattet ist.

Peter Grünberg Institut / Centre for Neutron Science, Bereich Technische und Administrative Infrastruktur (PGI/JCNS-TA)

233.000 Euro für besseren Radverkehr

Mit insgesamt 233.000 Euro soll der Radverkehr auch zum Forschungszentrum Jülich im Rahmen eines vom Bundesumweltministerium geförderten Projekts verbessert werden. Mit dem Konzept sollen das Forschungszentrum, das Gewerbegebiet Königskamp und der Fachhochschulcampus besser an die Stadt sowie den geplanten Bahntrassen-Radweg aus Aachen angebunden werden. Prämiert wurde das Gemeinschaftsprojekt der Stadt Jülich, der Stadtwerke und des Forschungszentrums im Bundeswettbewerb "Klimaschutz im Radverkehr".

Ziel der am Projekt beteiligten Stabsstelle Zukunftscampus (ZC) des Forschungszentrums ist es, möglichst viele Anreize dafür zu schaffen, dass mehr Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit dem Fahrrad zur Arbeit fahren. Das verbessert den Klimaschutz und entspannt die Parkplatzsituation auf dem Gelände.

Geplant sind neben einer E-Bike-Ladestation auf dem Campus beispielsweise eine Entschärfung des Gefahrenpunkts am Bahnübergang zur Dürener Straße / Lohfeldstraße sowie die Asphaltierung eines etwa 600 m langen Schotterwegs zwischen Rochusstraße und der "Rübenstraße". Zudem sollen sichere Radabstellanlagen am Haltepunkt Rurtalbahn die Kombination von Bahn und Fahrrad attraktiver machen.

Website der Stabsstelle Zukunftscampus

Weitere Informationen auf der Website der Stadt Jülich

Dr. Bernd Mohr auf der Liste der "People to Watch"

Die Fachzeitschrift "HPCwire" hat Dr. Bernd Mohr vom Jülich Supercomputing Centre (JSC) – erneut nach 2015 -- in ihre Liste der "People to Watch" aufgenommen. Jedes Jahr stellt die Zeitschrift etwa ein Dutzend Experten vor, von denen sie neue Impulse für den Bereich des Supercomputing, Fachbegriff: High Performance Computing (HPC), erwartet. Bernd Mohr wird in diesem Jahr als erster Nicht-Amerikaner die weltweit bedeutendste Fachkonferenz auf diesem Gebiet leiten, die SC17 in den USA. Im Interview von "HPCwire" berichtet er über die Konferenzvorbereitung und gibt einen Ausblick auf neueste Entwicklungen und Trends im Bereich des Supercomputing.

Interview in "HPCwire"

Jülich Supercomputing Centre (JSC)

Aktuelle Termine:

Auf Seite http://www.fz-juelich.de/termine finden Sie aktuelle Konferenzen und Veranstaltungen im und mit dem Forschungszentrum Jülich.

Forscherwochen im Schülerlabor JuLab

In den Osterferien bietet das Jülicher Schülerlabor JuLab wieder zwei spannende Forscherwochen zu den Themen "Energie – Forschen für die Zukunft" (erste Ferienwoche) und "Mibi – Arbeitsweisen der klassischen Mikrobiologie" (zweite Ferienwoche) an. Teilnehmen können Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 10 bis 13. Im JuLab können die Jugendlichen Forscherluft schnuppern, einmal ausführlich über mehrere Tage im Labor zu einem Thema experimentieren, sich Expertenwissen im Labor aneignen und natürlich mit den Mitarbeitern in den Instituten des Forschungszentrums sprechen.
Es gibt noch einzelne freie Plätze; eine Anmeldung ist noch bis Montag, 3. April 2017, möglich.
Weitere Informationen und Anmeldung: auf der Website des Schülerlabors unter www.julab.de oder über schuelerlabor@fz-juelich.de .

Lehrer-Fortbildung im Schülerlabor JuLab

Das Jülicher Schülerlabor JuLab veranstaltet am Montag, 3.April 2017, von 14 bis 16.30 Uhr eine Fortbildung für Lehrer und Referendare. Die Fortbildung "Fokus Forschung – Energie und Klima" umfasst einen wissenschaftlichen Vortrag und zwei Institutsexkursionen zu den Themen Brennstoffzellen und Fotovoltaik. Sie gibt Impulse für die Einbindung des Themas im Unterricht und Raum für fachlichen und didaktischen Austausch untereinander.

Die Anmeldung ist bis Montag, 27. März 2017, möglich. Weitere Informationen und Anmeldung: auf der Website des Schülerlabors unter www.julab.de oder über schuelerlabor@fz-juelich.de .

Pressekontakt:

Erhard Zeiss, Tel. 02461 61-1841, e.zeiss@fz-juelich.de


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