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BIORUBIN: mit 11 Beiträgen zur Bochumer Biologie erschienen

09.06.1999 - (idw) Ruhr-Universität Bochum

Das erste Sonderheft des Wissenschaftsmagazins RUBIN der RUB ist soeben erschienen: BIORUBIN enthält 11 Beiträge über Wissenschaftsprojekte der Biologie in Bochum - anschaulich erklärt und reich illustriert.

Bochum, 09.06.1999
Nr. 128

BIORUBIN: Beiträge zur Bochumer Biologie
Wenn aus Luft Dünger wird und Zellen Düfte erkennen
"Elf auf einen Streich" - erstes RUBIN-Sonderheft erschienen


Purpurbakterien: Sie machen Luft zu Dünger . . . und vielleicht bald wahr, wovon Forscher und Praktiker seit Jahrzehnten träumen: das riesige Stickstoffreservoir der Luft (immerhin 78 Prozent, oder 3900 Millionen Tonnen Stickstoff) nutzbar zu machen. Was bislang nur einige Bakterien können, den Luftstickstoff zu binden, kopiert jetzt die Wissenschaft. "Und als Nebenprodukt sprudelt Wasserstoffgas wie Campari-Soda" - schwärmt Prof. Dr. Werner Klipp (Lehrstuhl für Biologie der Mikroorganismen) von der Leistungsfähigkeit des purpurfarbenen Bakteriums Rhodobacter capsulatus. Nachzulesen in einem von elf Beiträgen in BIORUBIN. Das erste Sonderheft des Wissenschaftsmagazins RUBIN der RUB ist soeben erschienen, ein Exemplar erhalten Sie mit separater Post!

"Grüne Wasserspaltung"

Fernziel Wasserstoffproduktion heißt es auch bei Prof. Dr. Matthias Rögner (Biochemie der Pflanzen). Sein Weg dahin ist direkter, geht es doch um die "Grüne" Wasserspaltung im Rahmen der Photosynthese. Phototrophe Organismen - hier ist Cyanobakterium das Modellobjekt - nutzen Licht als Energiequelle, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff (Knallgasreaktion) zu spalten. Ist dieser Mechanismus erst geklärt und gelänge es dann eine entsprechende Biotechnologie zu entwickeln, wäre Energie für alle Zeiten in greifbare Nähe gerückt. Der Endspurt um die Aufklärung des Mechanismus der Wasserspaltung ist in vollem Gange.

Proteine in Aktion

Ob wir sehen, hören, riechen oder Muskelarbeit leisten, im Hintergrund sind immer Proteine in Aktion. Diesen extrem vielseitigen und leistungsfähigen Akteuren der belebten Natur gilt das besondere Interesse der Wissenschaft. Hochsensible Labortechnik gestattet es dem Team von Prof. Dr. Klaus Gerwert (Lehrstuhl für Biophysik), Proteinen bei der Arbeit zuzuschauen: Zum Beispiel werden die molekularen Reaktionsmechanismen von bakteriellen photosynthetischen Reaktionszentren und Photosystem II analysiert oder das sog. Protein H ras p21, dem eine zentrale Rolle bei der Krebsentstehung zugeschrieben wird.

Kleine Pilze - große Leistung

Die Natur hat die Lösungen, der Mensch macht sie sich zunutze. Mikroskopisch kleine Pilze liefern große Mengen an Immunsuppressiva für die Transplantationsmedizin oder Antibiotika zur Bekämpfung bakterieller Infektionen. Vor allem aber sind Pilze ideale Modellsysteme für die Klärung zellulärer Mechanismen auf molekularer Ebene. Der Aufklärung der Biosynthese des Antibiotikums Cephalosporin widmet der Lehrstuhl von Prof. Dr. Ulrich Kück (Allgemeine und Molekulare Biologie) besondere Aufmerksamkeit. Die Kenntnis der Biosynthethese schafft z.B. die Voraussetzung, um ausgehend von den Grundsubstanzen neue Cephalosporin-Derivate zu produzieren und damit der Antibiotikaresistenz zu begegnen.

Wie die Zellen Düfte erkennen

"Ich kann Dich nicht riechen", dieser Ausspruch zeigt, daß der Geruchssinn nicht allein Tausende von Düften unterscheiden kann. Er löst auch Stimmungen und Emotionen aus. Heute wissen wir, was geschieht, wenn ein Duftmolekül auf die Riechzelle trifft, und bald wird die "künstliche Nase" Gefahr signalisieren oder den verlorenen Geruchssinn ersetzen können. Am Lehrstuhl von Prof. Dr. Dr. med. Hanns Hatt (Zellphysiologie) wurde der erste menschliche Riechrezeptor kloniert und identifiziert und inzwischen zehn weitere Gene für Riechrezeptoren. Die Grundlagen sind geschaffen, um für einen Rezeptor den idealen Duft zu konstruieren oder durch kleine Veränderungen am Rezeptorprotein einen "Super"-Rezeptor für einen bestimmtem Duft zu erzeugen.

Räumlich Sehen: Auf die Zelle kommt es an

Wie ist es eigentlich möglich, bei der morgendlichen Zeitungslektüre gezielt zur Kaffeetasse zu greifen, ohne den Blick vom Leitartikel zu wenden? Bochumer Biologen (Dr. Frank Bremmer, Michael Kubischik, PD Dr. Markus Lappe, Prof. Dr. Klaus-Peter Hoffmann, Allgemeine Zoologie und Neurobiologie) haben es herausgefunden: Es gibt bestimmte Nervenzellen im Gehirn, die die Lage eines Objektes in der Umwelt auch bei unterschiedlichen Blickrichtungen immer gleich anzeigen.

Im Mausmodell Krankheiten auf der Spur

Ob Parkinsonsche Krankheit oder Migräne: Wo die Ursachen im Dunkel liegen, ist keine Heilung in Sicht. Neue, spezifisch wirkende Medikamente verspricht die Forschung mit transgenen Mäusen. Neben dem dopaminergen System, das an der Parkinsonschen Krankheit, der Schizophrenie und dem Suchtverhalten beteiligt ist, liegen weitere Schwerpunkte am Lehrstuhl für Tierphysiologie (Prof. Dr. Hermann Lübbert) im Bereich der Serotoninrezeptoren. Medikamente, die an diesen Rezeptoren binden werden zur Behandlung von Migräne, Depression, Erbrechen/Übelkeit, Appetitstörungen oder Angstzuständen eingesetzt (Dopamin und Serotonin sind Botenstoffe, die den Nervenzellen zur Informationsübertragung dienen).

Spezielle Botanik: Blick zurück nach vorn

Auch in die Labors einer der ältesten naturwissenschaftlichen Disziplinen haben längst moderne molekularbiologische Techniken Einzug gehalten. Taxonomische Datenbanken machen Wissen aus zweieinhalb Jahrhunderten abrufbar: Im Rahmen des BundesInformationssystems Genetische Ressourcen (BIG) werden Pflan-zenbestände der Botanischen Gärten in Deutschland über Bochum (Prof. Dr. Thomas Stützel, Lehrstuhl für Spezielle Botanik und Botanischer Garten) erfaßt und dokumentiert. Zugleich hält man fest an der Beobachtung in freier Natur, am lebenden Objekt. Mitunter führen die Ergebnisse zu einem Richtungswechsel.

Planzen sprechen "chemisch"

Immer deutlicher zeichnet sich ab: Pflanzen sprechen eine chemische Sprache. Deren Entzifferung schreitet mit Riesenschritten voran und bietet faszinierende Einblicke in pflanzliche Lebensprozesse. Auf Umwelteinflüsse reagieren Pflanzen mit Signalstoffen, die wie Abwehrmaßnahmen oder chemische Hilferufe arbeiten. Versucht zum Beispiel eine Insektenlarve auf einer durch einen Primärbefall systemisch geschützten Tomatenpflanze zu fressen, so bekommt ihr das schlecht: schon 1 cm2 Blattfläche kann tödlich sein. Die chemische Sprache der Pflanzen molekular zu entschlüsseln, ist Herausforderung für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Lehrstuhl von Prof. Dr. Elmar Weiler (Pflanzenphysiologie).

Das Zellskelett: Mal starr - mal hochdynamisch

Sei es die Kriechbewegung der Amöbe oder das Flimmern feiner Härchen freischwimmender Zellen - treibende Kraft der Fortbewegung sind intrazelluläre Makromoleküle, das sog. Zellskelett. Erst sein Zusammenspiel mit spezialisierten Proteinen macht es mal starr - mal hochdynamisch. Die am Lehrstuhl für Zellmor-
phologie (PD Dr. Rainer Golz) an Einzellern untersuchten Mechanismen sind auch in den Zellen höherer Organismen - auch denen des Menschen - zu beobachten. So können Einzeller als Modellsysteme dienen, z.B. die Transportmaschinerie des Einzellers Allogromia für das Studium der Informationsübertragung in den Nervenzellen.

Räuber in der genetischen Schatzkammer

Täglich sterben geschätzt fünfzig Arten an Tieren, Pflanzen oder Mikroorganismen. Mit ihnen geht ein Reichtum an genetischer Information ein für allemal verloren. 1,7 Millionen Arten sind auf unserem Planeten bekannt, Hochrechnungen sürechen von mindestens zehn, möglicherweise hundert Millionen. Der Erfassung der Artenvielfalt und Erforschung der erdgeschichtlichen Entwicklung der Organismen widmet sich Prof. Dr. J. Wolfgang Wägele (Lehrstuhl für spezielle Zoologie) und stößt dabei immer wieder auch auf Räuber in der genetischen Schatzkammer.

Bezug

BIORUBIN ist erhältlich im Dekanat der Fakultät für Biologie und der Pressestelle der RUB zum Preis von DM 8,-.

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