Fischen will gelernt sein! …

30. Juni 2022 von Laborjournal

 

… Auch mit DNA-Netzen!

 

Juliet Merz

 

Formvollendetes Headbanging

27. Juni 2022 von Laborjournal

Der Wolf hat große Augen, damit er Sie besser sehen kann. Er hat große Ohren, damit er Sie besser hören kann, und er hat einen großen Mund, damit er Sie besser fressen kann. Gewisse Merkmale von Tieren wurden bereits von den Gebrüdern Grimm als Anpassung an deren Überlebensbedürfnisse erkannt. Und die Grimms haben ja nur aufgeschrieben, was sich die Menschen seit Jahrhunderten erzählt haben. Eine frühe Ahnung von Evolution. Und die zugrunde liegende Erkenntnis: Form follows function.

Leider ist dieser Zusammenhang in der Evolution nicht immer eindeutig, und möglicherweise folgt die Form manchmal zwei oder noch mehr Funktionen. Und damit wären wir bei der Giraffe angekommen …

„Warum hat die Giraffe so einen langen Hals?“ – „Damit sie besser Blätter von hohen Bäumen fressen kann,“ lautete meist die Antwort. Schon Lamarck und später Charles Darwin vermuteten, der lange Giraffenhals sei eine Anpassung daran, wie hoch die Nahrung hängt. Aber schon früh kamen Zweifel auf: Warum gab es diese Anpassung nur bei Giraffen? Und: Wäre es nicht „billiger“ gewesen, einfach nur die Beine zu verlängern? Auf der anderen Seite: Wenn man bereits einen langen Hals gehabt hätte, bevor Nahrung in größeren Höhen erreichbar war, wäre das natürlich ein Vorteil gegenüber einem kurzhalsigen Dasein gewesen. Aber warum hätten die Giraffen schon vorher einen langen Hals bekommen sollen?    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 »

Ran an den Drucker und Buntstifte bereithalten!

15. Juni 2022 von Laborjournal

 

 

Malbücher sind nur was für Kinder? Von wegen! Wenn das Thema stimmt, greift auch der eine oder andere Erwachsene sicher gerne zu den Buntstiften.

Zum Beispiel bei dem nerdigen Malbuch, dass die University of Wisconsin-Madison hat zur Feier der „2022 Science Expeditions“ veröffentlicht hat. Das Werk trägt den Titel „Bacteria and me“ und wurde vom hausinternen Wissenschaftler-Duo Aedan Gardill und Tiffany Harris verwirklicht. Gardill ist studierter Künstler sowie derzeit PhD-Physikstudent und übernahm die illustrative Arbeit. Harris hingegen kümmerte sich als Mikrobiologie-Doktorandin vor allem um den Inhalt. Dieser dreht sich – wie der Titel schon vermuten lässt – insbesondere um all die winzigen Mikroben, die in und um uns herum leben. Darunter alte Bekannte wie E. coli, aber auch Exoten wie Deinococcus radiodurans.

 

Neisseria meningitis zum selber Ausmalen (aus dem im Text beschriebenen Buch)

 

Aber nicht nur Mikroben bekommen ihren Auftritt, sondern auch die Menschen, die sie entdeckt und studiert haben. Besonders lobenswert ist dabei die Diversität der vorgestellten Mikrobiologinnen und Mikrobiologen. Gardill und Harris porträtieren neben altbekannten Größen wie Robert Koch und Louis Pasteur beispielsweise auch Ruth Ella Moore, die als erste Woman of Color 1933 ihren PhD in einer Naturwissenschaft erhielt – oder June Almeida, die 1964 als erstes ein Coronavirus unter ihrem Mikroskop entdeckte.

Das insgesamt 87 Seiten dicke Mikrobio-Malbuch glänzt nicht nur durch seine bestechlich schönen Illustrationen, sondern auch durch seine verständlich formulierten Infotexte. „Bacteria and me“ gibt es auf englischer und spanischer Sprache und kann dank Creative-Commons-Lizenz kostenlos auf der Website der University Wisconsin-Madison heruntergeladen werden. Finanziert wurde das Projekt vom Marie-Christine-Kohler-Fellowship-Programm, dessen Ziel es unter anderem ist, Wissenschaft und Kunst zusammenzuführen.

 

Nach Fake kommt Deepfake

8. Juni 2022 von Laborjournal

Schon seit einiger Zeit hat die Produktion gefälschter Bilder in Forschungsartikeln rapide zugenommen. Sogenannte Deepfakes könnten das Problem jedoch noch erheblich verschärfen. Dabei werden Bilder nicht mehr manuell im Computer manipuliert, sondern von Grund auf mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) erzeugt.

Deepfake-Blots (aus Wang L. et al., Patterns 3; doi: 10.1016/j.patter.2022.100509).

Vier Forscher der chinesischen Universität Xiamen machten jetzt die Probe aufs Exempel: Sie erstellten via KI Fälschungen von Abbildungen, wie sie typischerweise in wissenschaftlichen Zeitschriften vorkommen, und legten diese einer Reihe von Experten vor. Das ernüchternde Ergebnis: Die Fälschungen waren leicht zu erstellen und praktisch nicht als solche zu erkennen (Patterns 3; doi: 10.1016/j.patter.2022.100509) .

Wie bei Deepfakes oftmals üblich, erzeugten die Chinesen einige ihrer Bilder mit Hilfe eines generativen adversen Netzwerks (GAN). 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 »

Genug von den Viren!

25. Mai 2022 von Laborjournal

In unserer Reihe „Forscher Ernst und die Corona-Pandemie“:

 

(Gezeichnet von Rafael Florés. Jede Menge weiterer Labor-Abenteuer von „Forscher Ernst“ gibt es hier.)

 

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 »

Getrübte Titelfreuden?

11. Mai 2022 von Laborjournal

Könnte es eventuell eine zweifelhafte Freude sein, mit der eigenen Veröffentlichung auf dem Titelblatt einer Journal-Ausgabe zu landen?  …

Zu meiner eigenen aktiven Zeit im Labor – die mittlerweile schon eine ganze Weile her ist – lief es jedenfalls so: Jedes Mal, wenn das Paper einer Gruppe es bis auf das Cover eines guten Journals geschafft hatte, gab es eine zumindest mittelgroße Feier im gesamten Institut. Man wertete dies schlichtweg als ganz besondere Form der Wertschätzung für den jeweiligen Inhalt – und entsprechend groß war deshalb die Freude.

Bis heute scheint sich an dieser Freude nicht wirklich was geändert zu haben – wie ein kurzer Blick nach Twitter verrät. Da jubelt beispielsweise letzte Woche einer, dass eine Studie mit seiner Beteiligung durch die Cover-Illustration der Mai-Ausgabe von Lancet Oncology ganz besonders gewürdigt wird.

Einen Tag danach verkündet eine walisische Professorin:

Und wieder einen Tag später wird folgende Nachwuchsforscherin geradezu euphorisch:

„Doch wird die Freude allzu groß, legt irgendwo ein Spielverderber los.“ Und in diesem Fall könnten drei italienische Wirtschaftsforscher diese Rolle besetzen. „Cover effects on citations uncovered: Evidence from Nature“ übertitelten sie ihre Studie, die gerade frisch im Journal of Infometrics erschien (16(2): Art. 101293; im Preprint hier lesbar). Im Abstract schreiben sie:    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 »

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