Die gute Tasse Kaffee ist noch besser!

5. Oktober 2022 von Laborjournal

Unter dem Titel „Wissenschaftler sind lediglich Hilfsmittel, um Kaffee in Resultate umzuwandeln“ berichteten wir vor zehn Jahren an dieser Stelle über eine Quasi-Studie, die Wissenschaftlern unter allen Berufsgruppen den höchsten Kaffeekonsum bescheinigte. Natürlich kam uns dieser Beitrag sofort wieder in den Sinn, als uns eine Meldung der European Society of Cardiology mit dem Titel „Kaffeetrinken ist mit erhöhter Lebenserwartung assoziert“ in die Redaktion flatterte.

Wow, wäre ja durchaus eine gute Nachricht für unsere Leserschaft, dachten wir – und schauten uns die Meldung genauer an. Diese wiederum bezieht sich auf ein Paper im European Journal of Preventive Cardiology mit dem Titel „The impact of coffee subtypes on incident cardiovascular disease, arrhythmias, and mortality: long-term outcomes from the UK Biobank“ – und beschreibt erfreulich genau, was das australische Autorenteam konkret gemacht hat. Wir zitieren:

Die Studie umfasste 449.563 Teilnehmer, die zu Beginn der Studie keine Herzrhythmusstörungen oder andere kardiovaskuläre Erkrankungen aufwiesen. Das Durchschnittsalter lag bei 58 Jahren, 55,3% waren Frauen. Die Teilnehmer füllten einen Fragebogen aus, in dem sie gefragt wurden, wie viele Tassen Kaffee sie täglich tranken und ob sie gewöhnlich Instantkaffee, gemahlenen Kaffee (z. B. Cappuccino oder Filterkaffee) oder entkoffeinierten Kaffee tranken. Anschließend wurden sie in sechs Kategorien des täglichen Kaffeekonsums eingeteilt: keine, weniger als eine, eine, zwei bis drei, vier bis fünf sowie mehr als fünf Tassen pro Tag. Bei 198.062 (44,1%) der Teilnehmer war der übliche Kaffeetyp Instantkaffee, bei 82.575 (18,4%) gemahlener Kaffee und bei 68.416 (15,2%) entkoffeinierter Kaffee. 100.510 (22,4%) waren Nicht-Kaffeetrinker, die als Vergleichsgruppe dienten.

Für eine ausreichende statistische Power dürften die Autoren damit allemal gesorgt haben.

Weiter heißt es dann zur Methodik:  Diesen Beitrag weiterlesen »

„Man hat schon Pferde kotzen sehen“ …

21. September 2022 von Laborjournal

…, behauptet das Sprichwort, um eigentlich Unmögliches anzudeuten. Schließlich kennt die Speiseröhre der Unpaarhufer nur eine Richtung – runterwärts. Erbrechen ist ihr fremd.

Warum eigentlich? Aus zwei Gründen: Der equine Ösophagus mündet in einen nur 12 bis 15 Liter fassenden Magen. Viel Vomitat passt dort nicht rein. Zudem bewacht ein besonders starker Schließmuskel – Musculus sphincter cardiae – den Eingang des Pferdemagens. Rückfluss lässt er ungern zu. Selbst wenn Pferde also reihern wollten, beeindruckend wäre das Schauspiel nicht.

Allein sind Equidae mit ihrem Unvermögen übrigens nicht. Die meisten Pflanzenfresser und Nagetiere können nicht kotzen. Auch Frösche, Kröten, Rochen und Haie können sich ihres Mageninhalts nicht retroperistaltisch entledigen. Um sich von unverdaulichen Futterresten und Parasiten zu befreien, würgen sie direkt ihren kompletten Magen heraus und schlucken ihn im Anschluss wieder runter.

Bei anderen Spezies erfüllt Kotzen dagegen vielfältige Aufgaben. Viele Fliegenarten beispielsweise erbrechen Verdauungsenzyme, um ihre Nahrung zu verflüssigen. Wölfe würgen kürzlich gefressenes Fleisch für ihre Welpen hoch. Auch Störche, Rabenvögel und Pinguine geben vorverdaute Nahrung oral an ihre Brut weiter. Katzen und Greifvögel werden damit Haarballen, Knochen, Federn, Chitin- und Kalkpanzer los. Aasgeier wehren mit ihrer säurehaltigen Kotze Raubtiere ab. Hyänen lieben es sogar, sich in erbrochenen Hufen, Knochen und Haaren zu suhlen. Der Grund für diese ungewöhnliche Vorliebe ist allerdings unbekannt.

Das Thema widert Sie an? Warum? Diesen Beitrag weiterlesen »

Braucht die Menschheit wirklich Männer?

22. Juni 2022 von Laborjournal

Spontane Jungfernzeugung beim Menschen? Gibt es das, außerhalb der Köpfe katholischer Fundamentalisten oder denen von Eso-Spinnern? Jedenfalls ist die ungeschlechtliche Fortpflanzung beim Menschen wissenschaftlich nicht belegt.

Aber es gibt Anekdoten wie die folgende:

Neulich an der Repro-Bench: Biologin Y bereitet die Eizellen von Patientin R für die ICSI  (Intracytoplasmatische Spermieninjektion) vor. Dazu wird der COC (cumulus oocyte complex) zerlegt in Cumuluszellen und die eigentliche Eizelle. Denudieren nennt man das. Cumuluszellen dienen im Follikel des Eierstockes gewissermaßen als Feeder-Zellen für die Eizelle. Für die Injektion des Spermiums müssen die Eizellen jedoch „nackich“ gemacht werden (denudieren, nude = nackt). Dies geschieht, indem der COC in eine Hyaluronidase-Lösung gebracht und mittels einer Kapillare, deren Innendurchmesser nur wenig größer ist als der Durchmesser einer Eizelle, mehrfach auf- und abpipettiert wird. Durch dieses Triturieren wird die Hyaluronan-Bindung zwischen Cumulus- und Eizellen biochemisch gespalten und mechanisch getrennt. Übrig bleibt die einsame injizierfähige Eizelle, die idealerweise die erste Reifeteilung absolviert hat (erster Polköper vorhanden) und sich in der Meiose II befindet.

Frau Y nimmt sich die Eizellen der Patientin R vor. „Was ist denn das!?“, stutzt Frau Y. Nicht eine Eizelle präsentiert sich ihr, sondern ein bereits geteilter vierzelliger Embryo … Erschrocken stellt die Biologin das Kulturschälchen in den Brutschrank zurück und atmet tief durch. Zu kritischer Selbstreflektion von frühsten Biologinnenbeinen an erzogen, lässt Frau Y panisch alle Vorgänge der letzten Stunden im In Vitro Fertilisations (IVF)-Labor in Gedanken Revue passieren. Gab es eine Verwechslung mit dem Embryo einer anderen Patientin? Wurde in geistiger Umnachtung bereits eine Befruchtung durchgeführt? Nein, Frau Y ist sich absolut sicher: Dieser Embryo hat noch kein Spermium „gesehen“. Eine spontane parthenogenetische Befruchtung in vitro….! Das muss ein Hirngespinst sein. Doch am nächsten Tag stellt Frau Y bei der mikroskopischen Kontrolle der Embryonen von Frau R. fest, dass es sich weder um ein Hirngespinst noch um ein Artefakt handelt: der Embryo hat sich normgerecht weiterentwickelt zu einem Bilderbuch-Achtzeller! Diesen Beitrag weiterlesen »

Aus dem Leben einer Horrorwespe

1. Juni 2022 von Laborjournal

Ob sich die Imago erinnert, wie sie sich aus ihrem Opfer nach draußen fraß? Wie sich der süße Moment anfühlte, als dessen Oberleib mit einem hässlich-dumpfen Plopp aufplatzte und sie Stück für Stück aus dem Kadaver hervorkrabbelte und ihren ersten tiefen Atemzug nahm?

Eher nicht. Und eine Rolle spielt es für sie auch nicht.

Denn jetzt sitzt sie im Halbdunkel zwischen morschem Holz und feuchtem Erdreich und wartet, lauert. Ohne eine Regung sondieren ihre Facettenaugen die sich in der tropischen Schwüle wiegenden Grashalme, nehmen die winzigste Bewegung wahr. Pollenkörner tanzen in den schmalen Streifen vereinzelter Lichtstrahlen, die bis nach hier unten durchdringen. Noch im Halbschatten glänzt ihr blau-grüner Körper gefährlich metallisch. Ihre sichelförmigen Mandibeln zucken.

 

 

Instinktiv reagiert sie. Als sich der schwere Schabenkörper an ihr vorbeischiebt, verbeißt sie sich mit ihren Kauwerkzeugen und bohrt die Spitze ihres Hinterleibs in den Thorax der Kakerlake – genau an die Stelle, wo sich deren Vorderbeine treffen. Die γ-Aminobuttersäure in ihrem Gift wirkt augenblicklich. Es lähmt die Motoneuronen des Brustganglions ihres Opfers. Zwar macht das die Schabe keineswegs wehrlos. Noch bleiben ihr zwei borstenbewerte Beinpaare zur Verteidigung. Doch ihre Vorderläufe hängen jetzt schlaff herunter. Ihren Kopf kann sie nicht länger schützen.    Diesen Beitrag weiterlesen »

Wie funktioniert horizontaler Gentransfer von einem Räuber auf seine tote Beute?

18. Mai 2022 von Laborjournal

Ein gerne bemühter Allgemeinplatz in der Wissenschaft lautet: Jedes Ergebnis öffnet die Tür zu neuen Fragen. Manchmal erscheint den Forschern jedoch die eine oder andere Frage, die ihre neusten Ergebnisse ihnen förmlich aufdrängen, zunächst als ziemlich bizarr.

Derart überrumpelt hat sich womöglich kürzlich ein internationales Biologenteam gefühlt – zumindest im ersten Moment. Den Beteiligten – unter ihnen Sven Künzel vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön sowie Miguel Vences aus dem Zoologischen Institut der Technischen Universität Braunschweig – ging es zunächst einmal nur darum, die Verbreitung eines sehr häufigen Säuger-Retrotransposons namens Bovine-B (Bov-B) in Fröschen zu prüfen. Und tatsächlich fanden sie die Bov-B-Sequenzen zuhauf im Erbgut nahezu all derjeniger Frösche, die sie auf Madagaskar eingesammelt hatten. Diese Bov-B-Sequenzen waren zuerst in Rindern aufgepürt worden, wo deren vervielfältigte Kopien teilweise mehr als 18 Prozent der gesamten Genomsequenz ausmachen. In manchen Exemplaren der Madagaskar-Frösche nahmen sie immerhin 0,5 Prozent des Genoms in Anspruch.

 

Eine Milbe als Vektor für horizontalen Gentransfer zwischen Schlangen-Räuber und Frosch-Beute? (Abb. 2(a) aus Mol. Biol. Evol. 39(4): msac052)

 

1998 hatten zwei slowenische Forscher den überraschenden Befund publiziert, dass die Vorfahren der Rinder sich die Bov-B-Retrotransposonen vor Jahrmillionen via horizontalem Gentransfer aus Schlangen eingefangen hatten (Kordis D & Gubensek F, PNAS 95(18): 10704-09). Damit waren Schlangen natürlich auch als Bov-B-Lieferanten für die Madagaskar-Frösche unter Verdacht. Und nach vergleichender Analyse etlicher Reptilien- und Amphibienarten stand schließlich fest: Die Bov-B-Sequenzen der madegassischen Frösche sind am engsten mit denen von madegassischen Schlangen verwandt (Mol. Biol. Evol. 39(4): msac052). Und mehr noch: Die Frosch-Ahnen erwarben die Bov-B-Elemente tatsächlich durch horizontalem Gentransfer aus den Vorfahren der Schlangen – und zwar in mehreren Sprüngen während des Zeitraums von vor 85 bis vor 1,3 Millionen Jahren. Diesen Beitrag weiterlesen »

Endlich Frühling! …

4. Mai 2022 von Laborjournal

… Zeit, den Pandemie-Winter abzuschütteln, das Fenster aufzureißen und das Frühjahr tief in die Lungenflügel zu saugen. Oh, wer liebt nicht diesen Frühlingsduft von Schnee­glöck­chen, Narzissen und Krokussen, der an vergangene Picknicks erinnert und auf laue Sommerabende hoffen lässt. Macht es Ihnen nicht auch direkt gute Laune, wenn dieses ganz bestimmte Aroma frisch gemähten Rasens in der Luft liegt?

Doch im Gegensatz zu Ihrer Hochstimmung ist dieser Duft eigentlich ein Zeichen der derzeitigen Übellaunigkeit Ihrer Grünfläche. Entkommen kann sie der mähwütigen Kleingärtnerschar schließlich nicht. Ohnmächtig bleibt ihr nur eines: ein chemisches SOS abzusetzen. Was dem Rasenmähermann und der Rasenmäherfrau dann in die Nasenhöhlen strömt, ist ein wahrer Cocktail an Alkoholen und Aldehyden. Einem Großalarm gleich metabolisieren verletzte Grünpflanzen nämlich α-Linolensäure mithilfe von Lipoxygenasen und Hydroperoxidlyasen zu flüchtigem cis-3-Hexenol – aka „frisch gemähtem Gras“ – und reduzieren, isomerisieren und verestern es alsdann zu einer Vielfalt grüner Blattduftstoffe.

Natürlich macht Ihre Rasenfläche das nicht Ihres Schreberglücks wegen, sondern aus Überlebensgründen. Der chemische SOS-Ruf warnt nicht nur Pflanzenkumpane in der Nachbarschaft und wirkt toxisch auf Pilze und Bakterien, sondern wehrt fressgierige Herbivoren ab. Denn Hexenol-Derivate locken parasitierende Schlupfwespen an, die ihre Eier unter anderem in gefräßige Insekten-Larven legen. Während das für die Pflanzenschädlinge den Tod bedeutet, hilft es gegen Ihre eiserne Rasenmähermaschinerie natürlich nicht. Beim nächsten Grünflächen-Stutzen denken Sie daran, dass das Duftbouquet keine persönliche Einladung an Sie zum Verweilen ist, sondern Ihre Wiese Sie gerade als Fressfeind ächtet.  Diesen Beitrag weiterlesen »

Ameisen waren schon zu Dinozeiten eusozial

2. März 2022 von Laborjournal

Zum Glück tropfte vor Urzeiten viel Harz von den Bäumen. Des öfteren fror es dabei mit einem knappen „Blob“ kleine Erdbewohner mitten in ihren Alltagsverrichtungen ein, wurde anschließend zu festem Bernstein und konservierte den Urwelt-Schnappschuss auf diese Weise bis zum heutigen Tage.

Ein ebensolches Glück ist es, dass mittlerweile tolle Methoden zur Verfügung stehen, mit denen man solche Fossilien direkt im Bernstein hochauflösend untersuchen kann. Genau dies tat jetzt ein internationales Team unter Federführung von Zoologen und Evolutionsbiologen der Universität Jena: Mittels Mikro-Computertomographie durchscannte es einen Bernstein-Blob aus der Kreidezeit – und darin mit besonders hoher Auflösung vier wunderbar erhaltene Ameisen (Zool. J. Linn. Soc., doi: 10.1093/zoolinnean/zlab097).

 

Abbildung 1 aus dem im Text erwähnten Original-Paper

 

Nicht nur die äußere Morphologie, auch den Aufbau des Gehirns, die Struktur des Nervensystems und den Verlauf der Muskelstränge konnten Erstautor Brendon Boudinot et al. auf diese Weise bis ins Detail vergleichend untersuchen – sodass sie am Ende unter anderem verkünden konnten: Zwei der erwachsenen Tiere gehören zu einer bislang unbekannten Art der ausgestorbenen Ameisen-Gattung Gerontoformica. Sie firmiert nun unter dem vollen Namen Gerontoformica sternorhabda sp. nov.

Den Clou lieferten jedoch die beiden anderen Tiere. Diese gehören zwar der bereits bekannten Spezies Gerontoformica gracilis an, bei einem davon handelte es sich jedoch um die erste nicht vollständig entwickelte Ameisenpuppe, die jemals in kreidezeitlichem Bernstein gefunden wurde. Da Ameisenpuppen sich jedoch nicht fortbewegen können, erwischte der Harz-Blob das erwachsene, flügellose Weibchen damals offenbar genau in dem Moment, als es die Puppe trug. Was die Autoren als klares Indiz dafür ansehen, dass flügellose Weibchen schon in der Kreidezeit kooperativ waren – und es sich bei ihnen demnach um echte „Arbeiterinnen“ handelte.

Boudinot fasst das folgendermaßen zusammen:

Dieser sogenannte Bruttransport ist ein einzigartiges Merkmal des arbeitsteiligen Zusammenlebens von Ameisen. Das Fossil liefert somit den ersten materiellen Beweis für kooperatives Verhalten aus der Kreidezeit.

Der Bernstein-Schnappschuss aus der Kreidezeit legt daher nahe, dass Ameisen bereits damals in einem arbeitsteiligen eusozialen System lebten – mit den drei Kasten, wie wir sie von deren heutigen Nachfahren kennen: Geflügelte Weibchen legen als Königinnen die Eier, die Männchen befruchten sie, und die flügellosen Arbeiterinnen kümmern sich um Nachwuchs, Nahrung und Nestbau.

Das eusoziale Kastenwesen der Ameisen hätte sich demnach schon vor über 100 Millionen Jahren entwickelt. Zu einer Zeit also, als die Dinosaurier noch lange auf Erden wandeln sollten.

Ralf Neumann

 

Neidisch auf Kaninchen-Knorpel

26. Januar 2022 von Laborjournal

 

Tag für Tag flattern jede Menge Meldungen in unsere Redaktion herein. Darunter sind natürlich solche und solche. Und hin und wieder auch welche, die den einen oder die andere von uns persönlich betreffen. In so einem Fall wird es dann meistens irgendwie … komisch.

Nehmen wir unseren Chefredakteur. Der ist schon lange nicht mehr der jüngste, spielt dennoch weiter Fußball – und bekommt jetzt zunehmend die Quittung dafür. Stichwort Knorpel: Zweimal am Meniskus operiert, auch in anderen Gelenken knackt’s bedenklich – und im Großzeh-Grundgelenk schmerzt die Arthrose jedes Jahr ein wenig mehr. Klar, dass er an dieser einen Meldung hängenbleiben musste. Schließlich pries sie ein Paper mit dem Titel „Exercise-induced piezoelectric stimulation for cartilage regeneration in rabbits“ an.

Knorpel-Regeneration? Nicht nur von seinen Ärzten hatte er mitgeteilt bekommen, dass da praktisch nichts mehr geht. Dass man die Symptome zwar lindern und den Knorpel-Abbau mit Hyaluronsäure-Spritzen womöglich etwas bremsen kann – das ja! Aber rückgängig machen oder gar Knorpel wieder neu aufbauen? Träum’ weiter!

Vor einigen Jahren ging einer seiner Kick-Kollegen diesbezüglich ans Äußerste. Ließ sich Knorpel irgendwo anders entnehmen, in der Schale weiter heranzüchten – und das passend modellierte Stück Neu-Knorpel in die Knie-Schadstelle hinein transplantieren. Danach konnte er vier Jahre lang nicht mal mehr joggen.

Unser Chefredakteur begann also, die Meldung zu lesen …

Ein Team von 19 US-Forschern hatte einigen Kaninchen erstmal die Knie-Knorpel zerstört. Anschließend pflanzten sie ihnen ein Gerüst aus biologisch abbaubaren Milchsäure-Nanofasern ins kaputte Gelenk, wie sie auch zum Verschließen von Operationswunden eingesetzt werden. Die Idee dahinter: Da das Gerüst dank seiner piezoelektrischen Eigenschaften bei mechanischer Belastung eine Spannung erzeugt, könnte sich das positiv auf die Knorpel-Regeneration auswirken. Schließlich, so betonten die Autoren, hätten andere Studien bereits gezeigt, dass sich Knorpelgewebe zumindest in der Kulturschale mit elektrischer Stimulation zu Wachstum anregen lässt.

Okay, kapiert. Und was kam raus? …

Erstmal gaben die Forscher den malträtierten Kaninchen einen Monat zur Erholung von dem Eingriff. Dann durften sie zum täglichen Trainingsprogramm aufs Laufband. Und siehe da: Nach nur vier bis acht Wochen Laufband-Hoppeln hatten die Kaninchen-Knie die zerstörten Knorpel komplett regeneriert. Bei Kontroll-Kaninchen, die kein piezoelektrisches Implantat erhielten oder kein Laufband-Training absolvierten, heilten die Knorpelschäden gar nicht oder deutlich schlechter.

„Wow!“, dachte unser Chefredakteur nicht ganz objektiv. Und spürte kurz in seine eigenen kaputten Gelenke hinein. Ihm war klar, dass er Meldungen dieser Kategorie normalerweise ganz schnell wieder wegklickt. Eben, normalerweise!

Was machte er also stattdessen damit? … Klar, er schrieb diesen Blog-Beitrag 😉!

Und zuvor dachte er noch kurz amüsiert: „Manchmal könnte man sich glatt wünschen, Kaninchen zu sein … Obwohl, … die spielen zu schlecht Fußball!“

Ralf Neumann

(Foto: YouTube / konijnentrainen)

 

Anschwellender Forschungsmüll

19. Januar 2022 von Laborjournal

Wie identifiziert man die best available science insbesondere in Zeiten, in denen der schon vorher beein­druckende wissen­schaftliche Müllberg durch „Covidi­za­tion“ noch weiter anschwillt? In denen durch die Inflation von hastig produzierten, teilweise per Presse­konferenz kommunizierten Ergebnissen eine Trennung von Signal und Rauschen immer schwerer wird – und Evidenz­synthese schon deswegen zum Scheitern verurteilt ist. Denn wo man Müll oben reinsteckt, kommt unten auch wieder Müll raus.

So schrieb unser Wissenschaftsnarr unter dem Titel „Wissenschaft berät Politik oder Survival of the Ideas that fit“ in unserem Heft 11/2020.

 

 

Veröffentlicht die Wissenschaft tatsächlich so viel Müll? Und dies auch schon vor und ganz ohne Corona?

Schaut man sich das Abstract des Papers „Slowed canonical progress in large fields of science“ der beiden US-Forscher Johan Chu und James Evans an, muss man das wohl unterschreiben (PNAS 118 (41): e2021636118). Darin heißt es:  Diesen Beitrag weiterlesen »

Grüner Tee wirkt anders

10. November 2021 von Laborjournal

Immer wieder schön, wenn neue Ergebnisse vermeintlich lange etablierte Erkenntnisse mit einem Mal vom Kopf auf die Füße stellen.

Neues Beispiel: Die Mechanismen hinter den gesundheitsfördernden Wirkungen von Grünem Tee. Diese gelten in der Fachwelt als gesichert, seitdem mehrere klinische und epidemiologische Studien durchweg positive Effekte des Getränks bei erhöhtem Blutdruck oder Blutzucker sowie bei krankhafter Fettleibigkeit verzeichneten. Und auch die entscheidenden Inhaltsstoffe haben Ernährungsforscher schon lange im Visier: Die beiden Polyphenole Epigallocatechin-Gallat (EGCG) und Epicatechin-Gallat (ECG). Im Grünen Tee schwimmen zwar noch weitere solcher Katechine, aber diese beiden sind die häufigsten.

Besonders interessant wurden die beiden Katechine unter anderem, als man durch Zugabe von EGCG-reichen Grüntee-Extrakten ins Futter die gesunde Lebenspanne von Drosophila und auch Mäusen signifikant verlängern konnte. Bei Caenorhabditis erreichte man schließlich das Gleiche durch Beimischen von reinem EGCG in einer Konzentration von rund 200 μM.

Auch hier herrschte bald weitgehend Einigkeit über den Mechanismus, mit dem die Katechine den Alterungsprozess verzögern: Als starke Antioxidantien schützen sie die Zellen vor oxidativen Schäden, indem sie die hochreaktiven Sauerstoffradikale abfangen, die unter anderem beim Energiestoffwechsel in den Mitochondrien frei werden.

Kurz gesagt: Die Katechine aus dem Grünen Tee drosseln den oxidativen Stress in den Zellen. Dachte man. Denn eine Gruppe um Michael Ristow vom Departement Gesundheitswissenschaften der ETH Zürich und dem Institut für Ernährungsforschung der Uni Jena hat jetzt das genaue Gegenteil festgestellt: Die Katechine aus dem Grünen Tee fördern vielmehr den oxidativen Stress – wenigstens zeitweise. Diesen Beitrag weiterlesen »