Biologie in unserer Zeit (BiuZ - E-Journal)
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Gefährliches Halbwissen: Pflanzenvarietäten und Inhaltsstoffe
Get PDFWarum kommt die Therapie mit pflanzlichen Heilmitteln nicht auf einen grünen Zweig? Auch wenn Pflanzenvarietäten sich äußerlich kaum oder gar nicht voneinander unterscheiden – der Schein trügt. Denn die biochemische Zusammensetzung der Stoffwechselprodukte variiert und kann sich mitunter eklatant unterscheiden, so dass sich die Produktqualität signifikant auf den Heileffekt von Therapeutika auswirken kann. Dabei reichen schon einhundert Kilometer zwischen zwei Anbaugebieten, um ganz unterschiedliche Anpassungen einer Pflanze und damit der Inhaltsstoffe herbeizuführen. Da nur die wenigsten Studien auf Varietäten und deren Stoffwechselprodukte eingehen, lässt dies vermuten, dass der überwältigende Teil an Informationen über die Inhaltsstoffe in Heil- und Arzneipflanzen nur eine bestimmte Varietät darstellt, von der nur bedingt auf andere Vertreter derselben Art geschlossen werden kann. Dieses „gefährliche Halbwissen“ kann den Wirkungsgrad des pflanzlichen Therapeutikums verdünnen, verzerren oder sogar gesundheitsschädlich sein und so langfristig die Reputation einer gesundheitsfördernden Phytotherapie in Mitleidenschaft ziehen. Die Erforschung der vielen Pflanzenvarietäten zu forcieren und bestehende Pflanzenmonographien entsprechend zu ergänzen oder gar neu aufzulegen, ist dringend erforderlich
Der LAL-Test: Wie lebende Fossilien die Qualität unserer Arzneimittel sicherstellen
Get PDFDer Pfeilschwanzkrebs Limulus polyphemus spielt in der Qualitätskontrolle von Arzneimitteln eine wichtige Rolle. Ein Lysat aus seinem Blut hilft beim Nachweis bakterieller Endotoxine
Schnelle Impfstoffentwicklung gegen Covid-19 – Bedeutung der biotechnologischen Plattform- Technologien
Get PDFEnde 2019 trat in China ein neues Erkältungsvirus auf, das sich als SARS-CoV-2 ab 2020 weltweit ausbreitete und zur Corona-Pandemie führte. Bereits wenige Wochen nach Bekanntwerden des neues Virus haben Biotechnologen in Großbritannien, Deutschland, Kalifornien, in China und in Russland begonnen, Impfstoffe dagegen zu entwickeln. Während Wissenschaftlerinnen in Oxford auf eine etablierte Adenovirus-Plattform aufbauen konnten, setzte man in Mainz bei BioNTech und bei Moderna in Kalifornien auf die mRNA-Technologie. Dank der bestehenden Technologie-Plattformen konnten schon nach wenigen Monaten Impfstoffkandidaten getestet werden. Ende 2020 lagen dann drei Impfstoffe vor, mit denen bislang über 4 Milliarden Menschen weltweit geimpft wurden
Predatory fungi with pest control potential:
No full textNematoden-fangende Pilze kommen ubiquitär vor allem in Böden vor. Sie leben von abgestorbenem, organischem Material, können aber eine räuberische Lebensweise einschlagen, wenn die Nährstoffe knapp werden. Dann bilden sie je nach Spezies unterschiedliche Fallentypen aus. Arthrobotrys flagrans bildet klebrige Fallennetzwerke. Die Fallenbildung wird durch das Zusammenspiel mehrerer Nematoden-eigener Pheromone und pilzlichen Signalstoffen reguliert. Wenn sich ein Nematode in dem Fallennetzwerk verfangen hat, dringt eine Penetrationshyphe durch die Cuticula und die Epidermis in den Wurmkörper ein. Dort verdickt sich die Hyphe zu einem Bulbus und wächst als Ernährungshyphe durch den Nematodenkörper. Durch lytische Enzyme wird der tierische Körper zersetzt und die Nährstoffe vom Pilz aufgenommen. Im späten Stadium der Attacke wachsen Hyphen aus dem Nematoden in die Umgebung aus. Bei der Penetration und vermutlich auch bei der weiteren Besiedlung des Nematoden spielen kleine, sekretierte pilzliche Proteine eine wichtige Rolle als Virulenzfaktoren. Die Nematoden-Pilz-Interaktion ist nicht nur ein faszinierendes Grundlagenforschungsgebiet, sondern die Pilze können auch zur Bekämpfung schädlicher Nematoden eingesetzt werden.Nematode-trapping fungi are ubiquitous, especially in soil. They live on dead, organic matter, but can adopt a predatory lifestyle when nutrients become scarce. Then they form different types of traps depending on the species. Arthrobotrys flagrans forms sticky trap networks. The formation of traps is regulated by the interaction of several nematode-specific pheromones and fungal signaling molecules. When a nematode becomes entangled in the trap network, a penetrating hypha enters through the cuticle and epidermis into the nematode body. There the hypha thickens into a bulb and grows through the nematode body as a trophic hypha. The animal body is decomposed by lytic enzymes and the nutrients are absorbed by the fungus. In the late stage of the attack, hyphae grow out of the nematode into the environment. Small, secreted fungal proteins play an important role as virulence factors during penetration and presumably also during further colonization of the nematode. Not only is the nematode fungus interaction a fascinating area of basic research, but the fungi can also be used to control harmful nematodes
The Green Desert of South America?
No full textDer Nationalpark „Pan de Azúcar“ ist eine Nebeloase in der südlichen Atacama-Wüste Chiles. Er beherbergt eine Vielfalt an Cyanobakterien und Grünalgen, die insbesondere in Flechten vorkommen. Diversitätsaufnahmen und ökophysiologische sowie biochemische Untersuchungen zeigten, dass diese Lebewesen hervorragend an das Extremklima angepasst sind und schon bei geringsten Wassermengen aktiv werden können. Durch physikalische und chemische Veränderung ihrer Umwelt tragen sie damit zur Verwitterung von Gestein und Bodenbildung bei und sind an der Formung der Landschaft beteiligt.“Pan de Azúcar National Park” is a fog oasis in the southern Atacama Desert of Chile. It hosts a diversity of cyanobacteria and green algae, which can especially be found in lichens. Diversity surveys and eco-physiological and biochemical studies have shown that these organisms are excellently adapted to the extreme climate and can already become active even if the amount of water available is very low. By changing their environment physically and chemically, they contribute to the weathering of rocks and soil formation and are thus involved in shaping the landscape
Biodiversity in the Southern Ocean: From the shelf to the deep sea
No full textDie abyssale Tiefsee der Antarktis wurde seit 2002 mit der Reihe der ANDEEP-Expeditionen untersucht. Die Fauna der Antarktischen Tiefsee ist sehr divers. Viele unbekannte Tierarten wurden entdeckt, Verbreitungsareale angepasst und systematische Zusammenhänge neu definiert. Tiefseearten kommen in der Antarktis auch auf dem Schelf vor, weil dieser tiefer liegt als der anderer Kontinente. Unter dem Schelfeis herrschen Bedingungen ähnlich wie in der Tiefsee, weshalb typische Tiefseegemeinschaften und -arten auch in diesen Regionen vorkommen.The abyssal deep sea of Antarctica has been studied with a series of ANDEEP expeditions since 2002. The fauna of the Antarctic deep sea is very diverse. Many unknown species have been discovered, distribution ranges adapted and systematic relationships redefined. Deep-sea species also occur on the Antarctic shelf because it is deeper than that of other continents. Conditions under ice shelves are similar to those in the deep sea, which is why typical deep-sea communities and species also occur in these regions
Über den Spessart hinaus von Bedeutung
Get PDFWen interessieren schon Weichtiere und dazu noch jene des Spessarts und des angrenzenden Mains? So mögen viele denken, die diesen Titel lesen, umso mehr, wenn sie nicht in unmittelbarer Nähe des Gebietes leben und dort gärtnern, angeln oder wandern. Aber die Weichtiere des Spessarts sind nicht für dieses Gebiet endemisch, sondern werden, abgesehen von einigen Arten, in ganz Deutschland, ja auch in Österreich und der Schweiz und somit also im deutschsprachigen Raum zu sehen und zu finden sein. Blenden wir also die durch den Buchtitel gezogene geographische Beschränkung aus und wenden uns neugierig einer Tiergruppe zu, die uns zwar fast täglich begegnet, aber die gewöhnlich ignoriert und meist als „Schädlinge“ oder „Salatfresser“ abwertend betrachtet und behandelt wird
Meat (r)evolution?
No full textKultiviertes Fleisch ist mithilfe von Zell- und Gewebekulturtechniken hergestelltes Fleisch, welches ein großes Potenzial aufweist, als nachhaltigere und tierethisch vertretbare Alternative zu konventionell produziertem Fleisch den Proteinmarkt zu erobern. Neben Herausforderungen bei der Hochskalierung ist kultiviertes Fleisch derzeit noch nicht als „Novel Food“ auf dem europäischen Markt zugelassen. Regierungen anderer Regionen der Welt zeigen sich offener für das neuartige Fleisch. So kam es im Dezember 2020 in Singapur zur ersten Zulassung von kultiviertem Hühnerfleisch für den menschlichen Verzehr. Indes arbeiten Akteure weltweit unter Hochdruck an der Weiterentwicklung von Nährmedien, Trägermaterialien, Bioreaktoren und anderen Parametern im Produktionsprozess, um beispielweise die Effektivität serumfreier Nährmedien für eine großindustrielle Produktion zu verbessern. Im Januar 2022 erreichten Wissenschaftler aus den Niederlanden einen weiteren Meilenstein bei der Entwicklung eines serumfreien Mediums, welches die Differenzierung von Rindersatellitenzellen bei der Produktion von kultiviertem Fleisch unterstützt. Neben den technischen und rechtlichen Herausforderungen bei der Produktion ist die Akzeptanz der Konsumenten entscheidend für eine erfolgreiche Markteinführung. Auch wenn der Großteil der Konsumenten in Europa bereit wäre, das kultivierte Fleisch zu probieren, sind die Ausbildung von positiven Einstellungen und der Abbau von Angst und Ekel gegenüber kultiviertem Fleisch Schlüsselfaktoren zur Akzeptanz des neuartigen Lebensmittels.Cultured meat is meat produced with the help of cell and tissue culture techniques that has high potential to conquer the protein market as a more sustainable and animal ethical alternative to conventionally produced meat. In addition to challenges with upscaling, cultured meat has not yet been approved as a “novel food” on the European market. Governments in other regions of the world are more open to novel meat. For example, the first approval of in vitro chicken meat for human consumption was granted in Singapore in December 2020. Meanwhile, stakeholders around the world are working hard to further develop culture media, scaffolds, bioreactors and other parameters in the production process, for example, to improve the efficacy of serum-free culture media for large-scale industrial production. In January 2022, scientists from the Netherlands achieved another milestone in developing a serum-free medium that supports the differentiation of bovine satellite cells for cultured meat production. In addition to the technical and legal challenges in production, consumer acceptance is crucial for a successful market entry. Even if the majority of consumers in Europe would be willing to try cultured meat, the formation of positive attitudes and the reduction of fear and disgust towards it are key factors for the acceptance of this novel food
Chemical diversity in plants – what for?
No full textPflanzen können eine hohe Diversität in der Zusammensetzung von spezialisierten Metaboliten aufweisen, die auch als Chemodiversität bezeichnet wird. Der Rainfarn (Tanacetum vulgare) zeichnet sich durch eine besonders hohe Vielfalt von Chemotypen aus, deren Zusammensetzung an Terpenen sowohl innerhalb von Individuen als auch zwischen Individuen und nicht nur räumlich sondern auch zeitlich variiert. Diese Chemodiversität hat große Auswirkungen auf andere Organismen wie Insekten, die von einzelnen Terpenen angelockt, von anderen aber auch abgeschreckt werden können. Chemodiversität kann als eine wichtige Dimension von Biodiversität betrachtet werden. Eine hohe Diversität macht Pflanzen vermutlich erfolgreich, unter anderem bei Invasionen in neue Gebiete, und könnte ihre Resilienz steigern. Eine hohe Chemodiversität sollte daher auch in der Landwirtschaft angestrebt werden.Plants can show a high diversity in the composition of their specialized metabolites, a phenomenon called chemodiversity. Common tansy (Tanacetum vulgare) is characterized by a particularly high diversity of chemotypes, which do not only vary in terpene composition with regard to space, but also with regard to time – both within and between individuals. This chemodiversity has large effects on other organisms such as insects, which are attracted by some terpenes but are repelled by others. Chemodiversity can be considered as one important dimension of biodiversity. Presumably, a high diversity makes plants successful, among other things when invading new areas, and may enhance their resilience. Therefore, a high chemodiversity should also be aimed at in sustainable agriculture