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WissenSchafft: Aktuelles aus der Forschung

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 “WissenSchafft: Aktuelles aus der Forschung” präsentiert bahnbrechende Wissenschaft „made in Europe“. Wir zeigen, warum (auch) deutsche Forschung weltweit führend bleibt, welche aktuellen Erkenntnisse Wissenschaftler:innen gewinnen und warum sie für unseren Alltag, unsere Zukunft und den Fortschritt entscheidend sind – verständlich, spannend und direkt aus den Laboren und Instituten des Landes. Wissen SCHAFFT Neues. Deshalb Wissenschafft mit zwei F. Der Podcast der Wissen schafft. Unsere Moderator:innen können ki-generiert sein.© 2025 podcastbu.de Science
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  • Die Nanowelt der Zelle: zelluläre Kommunikation neu entdeckt | Podcast Wissen Schafft

    Die Nanowelt der Zelle: zelluläre Kommunikation neu entdeckt | Podcast Wissen Schafft
    Oct 12 2025
    Stellen Sie sich eine lebende Zelle als ein hochkomplexes Hauptquartier vor, das ständig Hunderte von Befehlen gleichzeitig erhält. An der Oberfläche docken unzählige Botenstoffe wie Hormone und Neurotransmitter an über mehr als 800 verschiedene G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) an, von denen bis zu 100 Typen auf einer einzigen Zelle sitzen können. Das große Rätsel für die Wissenschaft war lange Zeit: Wie kann die Zelle all diese unterschiedlichen Signale spezifisch und gleichzeitig verarbeiten, wenn sie im Inneren nur eine Handvoll universeller zweiter Botenstoffe nutzt, vor allem das Molekül cAMP(Cyclisches Adenosinmonophosphat)?. Bisher galt das Zellinnere (Cytosol) oft als ein großes, freies "Schwimmbecken", in dem sich cAMP schnell ausbreiten und überall die gleiche biochemische Reaktion auslösen müsste – die Zelle sollte also nur wie ein einfacher „An/Aus“-Schalter funktionieren. Die bahnbrechende Entdeckung: Das Forschungsteam um Prof. Dr. Martin Lohse und Prof. Dr. Andreas Bock (unter anderem vom Max-Delbrück-Centrum, der Universität Würzburg und ISAR Bioscience) konnte nun zeigen, dass dies nicht der Fall ist. Sie entdeckten winzige, abgeschottete Kommunikationsräume – die Rezeptor-assoziierten unabhängigen cAMP Nanodomänen (RAINs). RAINs als unabhängige Schalter: RAINs sind winzige, selbstversorgende und unabhängige zelluläre Signaleinheiten. Diese Domänen sind extrem klein: Ihr Radius liegt zwischen 30 und 60 Nanometern. Die Funktion der RAINs erklärt die lang beobachtete Spezifität der Zellsignale: 1. Lokalisierte Spezifität: Bei schwacher Stimulation durch Botenstoffe beschränkt sich die Erhöhung der cAMP-Konzentration auf diese Nanodomänen, direkt um den aktivierten Rezeptor herum. 2. Unabhängigkeit: Diese lokalen cAMP-Signale sind vor Signalen anderer Rezeptoren geschützt und vermischen sich nicht mit dem restlichen zellulären cAMP. Dies ermöglicht es der Zelle, verschiedene Signalwege sehr lokal ein- und auszuschalten. Die Zelle kann so Tausende unabhängiger zellulärer Signale gleichzeitig orchestrieren und funktioniert eher wie ein „Chip“, der viele Schalter parallel verarbeitet, und nicht wie ein einzelner Transistor. 3. Medizinische Relevanz: Die RAINs beinhalten nicht nur lokal produziertes cAMP, sondern auch gebundene PKA (Proteinkinase A) und Phosphodiesterasen (PDEs), die die Größe und Form der Domänen steuern. 4. Fusion bei Starker Reizung: Erst bei starker Stimulation kommt es zum „Überlaufen“ der Signalmoleküle. Die RAINs beginnen zu verschmelzen, die Konzentrationen gleichen sich an, und das cAMP-Signal wird zellweit generalisiert. Fazit und Ausblick: Die Entdeckung der RAINs eröffnet ein komplett neues Forschungsfeld in der Zellbiologieund erhöht die Komplexität der Signalwege um ein Vielfaches. Wenn RAINs bei kranken Zellen (wie Leberkrebszellen oder im kranken Herzen) nicht mehr richtig funktionieren, bietet dieses Wissen neue therapeutische Potenziale. Wollen Sie erfahren, wie man mit dieser Erkenntnis in Zukunft Substanzen entwickeln könnte, die nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ unterschiedliche Effekte im Körper erzielen (zum Beispiel bei Opioiden)? Quelle: https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.02.011 /// Podcast Wissen Schafft ///+++ WERBUNG +++Ghost of Yōtei - das Action-Adventure - exklusiv für PS5 ab 2. Oktober hier erhältlich:https://www.playstation.com/de-de/games/ghost-of-yotei/Dieser Podcast wird vermarktet von der Podcastbude.www.podcastbu.de - Full-Service-Podcast-Agentur - Konzeption, Produktion, Vermarktung, Distribution und Hosting.Du möchtest deinen Podcast auch kostenlos hosten und damit Geld verdienen?Dann schaue auf www.kostenlos-hosten.de und informiere dich.Dort erhältst du alle Informationen zu unseren kostenlosen Podcast-Hosting-Angeboten. kostenlos-hosten.de ist ein Produkt der Podcastbude.
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    21 mins
  • Nobelpreis 2025: Warum unser Immunsystem uns nicht angreift – Die Macht der T-Regs | Podcast Wissen Schafft

    Nobelpreis 2025: Warum unser Immunsystem uns nicht angreift – Die Macht der T-Regs | Podcast Wissen Schafft
    Oct 6 2025
    Herzlich willkommen zu einer Sonderausgabe des Podcast Wissen Schafft, in der wir über den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2025 sprechen. Der Preis geht an Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell und Shimon Sakaguchi für ihre bahnbrechenden Entdeckungen zur peripheren Immuntoleranz. Diese Forschung hat unser fundamentales Verständnis dafür revolutioniert, wie unser körpereigenes Immunsystem – eine evolutionäre Meisterleistung, die uns täglich vor Viren und Bakterien schützt – davon abgehalten wird, unsere eigenen Organe anzugreifen. Das Problem: Die Sicherheitskontrolle des Körpers Unser Immunsystem arbeitet mit T-Zellen, die mithilfe von Rezeptoren (Sensoren) jede Zelle im Körper abtasten können. Aufgrund der Art und Weise, wie diese Rezeptoren zufällig zusammengesetzt werden, kann unser Körper theoretisch über $10^{15}$ verschiedene T-Zell-Rezeptoren herstellen, um nahezu jede fremde Struktur zu erkennen. Das unweigerliche Problem dieser enormen Vielfalt: Es entstehen auch T-Zellen, die versehentlich körpereigenes Gewebe erkennen und angreifen würden – ein Phänomen, das der Nobelpreisträger Paul Ehrlich einst als „Horror autotoxicus“ beschrieb. Lange Zeit dachte man, dass nur die sogenannte zentrale Toleranz diesen Fehler behebt: T-Zellen, die sich im Thymus entwickeln und dort körpereigene Proteine erkennen, werden eliminiert. Doch Forscher vermuteten, dass es noch einen zusätzlichen Sicherheitsmechanismus geben muss, um T-Zellen zu kontrollieren, die diesen ersten Test im Thymus umgangen haben. Akt 1: Shimon Sakaguchi findet die Sicherheitswächter Einer der Wissenschaftler, der sich dieser Frage mit besonderer Hingabe widmete, war Shimon Sakaguchi in Japan. Sakaguchi ließ sich von früheren Experimenten inspirieren, die zeigten, dass bei Mäusen, denen der Thymus kurz nach der Geburt entfernt wurde, das Immunsystem "durchdrehte" und Autoimmunerkrankungen verursachte. Sakaguchi war überzeugt: Das Immunsystem musste eine Art Sicherheitswächter besitzen, der andere T-Zellen beruhigt und in Schach hält. Dies tat er, obwohl die Idee der "Suppressor-T-Zellen" in den 1980er Jahren aufgrund inkonsistenter Ergebnisse weitgehend aufgegeben worden war. Nach über einem Jahrzehnt beharrlicher Forschung gelang Sakaguchi 1995 der Durchbruch: Er identifizierte eine völlig neue Klasse von Immunzellen, die er als regulatorische T-Zellen(Tregs) bezeichnete. Er zeigte, dass diese Zellen sich von den aktivierenden T-Helferzellen unterschieden, da sie nicht nur den Marker CD4, sondern auch das Protein CD25auf ihrer Oberfläche trugen. Seine Studien lieferten den robusten Beweis, dass diese CD4+CD25+ T-Zellen essenziell sind, um die Selbsttoleranz aufrechtzuerhalten und Autoimmunerkrankungen zu verhindern. Akt 2: Brunkow und Ramsdell finden den Master-Schalter Unabhängig von Sakaguchis Arbeit suchten die Genetiker Mary Brunkow und Fred Ramsdell (damals bei Celltech Chiroscience in Bothell, USA) nach der Ursache einer seltenen, tödlichen Autoimmunerkrankung bei Mäusen, die "scurfy"-Mäuse genannt wurden. Die scurfy-Männchen litten unter einer schweren, durch T-Zellen verursachten Autoimmunerkrankung. Da die Krankheit X-chromosomal gebunden war, vermuteten Brunkow und Ramsdell, dass das Verständnis des zugrundeliegenden molekularen Mechanismus entscheidende Einblicke in Autoimmunerkrankungen liefern könnte. Die Suche nach dem verantwortlichen Gen war in den 1990er Jahren eine enorme Herausforderung und erforderte akribische Arbeit – ein "molecular slog". Sie grenzten die Region auf dem X-Chromosom auf 500.000 Nukleotide ein. Schließlich, beim letzten von 20 untersuchten Genen, fanden sie eine winzige genetische Veränderung: eine 2-Basenpaar-Insertion, die zu einem vorzeitigen Stopp-Codon führte. Dieses zuvor unbekannte Gen benannten sie Foxp3. Brunkow und Ramsdell bewiesen, dass der Defekt in Foxp3 die scurfy-Krankheit verursachte. Sie erkannten auch die Verbindung zur seltenen, fatalen Autoimmunerkrankung beim Menschen, dem IPEX-Syndrom, das ebenfalls X-chromosomal vererbt wird und kleine Jungen betrifft. Im Jahr 2001 zeigten sie, dass Mutationen im menschlichen Äquivalent, dem FOXP3-Gen, das IPEX-Syndrom verursachen. Die entscheidende Verbindung Zwei Jahre später (2003) stellte Shimon Sakaguchi die entscheidende Verbindung her, die alle Puzzleteile zusammenfügte. Er wies nach, dass das Foxp3-Gen die Entwicklung und Funktion der regulatorischen T-Zellen steuert. Es dient als Master-Schalter(Transkriptionsfaktor), der diesen Zellen ihre regulatorischen Eigenschaften verleiht. Ramsdells Gruppe kam kurz darauf zu ähnlichen Ergebnissen. Die bahnbrechende Erkenntnis war: Die Abwesenheit dieses einen Zelltyps (Tregs), kontrolliert durch dieses eine Gen (Foxp3/FOXP3), reicht aus, um die Toleranz zu brechen und verheerende Autoimmunität bei Maus und Mensch zu verursachen. Die medizinische Zukunft Diese Entdeckungen legten den Grundstein für das hochaktive Feld der peripheren ...
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    22 mins
  • Revolution in der Hirnstimulation - Anwendung bei Schlaganfall, Depression? | Wissen Schafft Podcast

    Revolution in der Hirnstimulation - Anwendung bei Schlaganfall, Depression? | Wissen Schafft Podcast
    Oct 4 2025
    Wussten Sie, dass Ultraschall weit mehr kann, als nur Bilder aus dem Körper zu liefern? Seit Langem erforschen Wissenschaftler:innen das Potenzial von wenig intensivem Ultraschall, um die Aktivität von Nerven im Gehirn gezielt zu beeinflussen – eine Technik, die als transkranielle Ultraschall-Neuromodulation (TUS) bekannt ist. Der Podcast Wissen Schafft zeigt: Forschenden der ETH Zürich, der Universität Zürich und der New York University ist nun ein entscheidender Durchbruch gelungen. Sie haben eine neue Methode entwickelt, die sogenannte holografische transkranielle Ultraschall-Neuromodulation (hTUS). Das Besondere daran: Das Gehirn funktioniert in komplexen Netzwerken. Mit der neuen Methode ist es erstmals möglich, gleichzeitig drei oder sogar bis zu fünf präzis definierte Punkte in einem Hirnnetzwerk zu stimulieren. Bisherige Verfahren konzentrierten sich hauptsächlich auf einzelne Punkte. Diese simultane Netzwerk-Stimulation ist deutlich effizienter. Sie kann den Aktivierungsschwellenwert erheblich senken und ermöglicht eine robuste Reaktion bei weitaus geringerer Ultraschall-Intensität. Weniger intensiver Ultraschall gilt dabei als sicherer. Die Methode ist nicht-invasiv, das heißt, sie erfolgt durch die Schädeldecke hindurch, ohne dass ein chirurgischer Eingriff nötig ist. Diese Präzision beim nicht-invasiven Eingriff in verteilte Hirnnetzwerke eröffnet immense neue Möglichkeiten für künftige Therapien. Mögliche medizinische Anwendungsfelder umfassen neurologische Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson, Epilepsie, Depressionen und die Therapie nach einem Hirnschlag. Hören Sie jetzt, wie diese bahnbrechende Ultraschall-Holografie funktioniert und welche Türen sie für die Zukunft der Neuromedizin öffnet! Quelle: https://doi.org/10.1038/s41551-025-01449-x /// Podcast Wissen Schafft ///+++ WERBUNG +++Ghost of Yōtei - das Action-Adventure - exklusiv für PS5 ab 2. Oktober hier erhältlich:https://www.playstation.com/de-de/games/ghost-of-yotei/Dieser Podcast wird vermarktet von der Podcastbude.www.podcastbu.de - Full-Service-Podcast-Agentur - Konzeption, Produktion, Vermarktung, Distribution und Hosting.Du möchtest deinen Podcast auch kostenlos hosten und damit Geld verdienen?Dann schaue auf www.kostenlos-hosten.de und informiere dich.Dort erhältst du alle Informationen zu unseren kostenlosen Podcast-Hosting-Angeboten. kostenlos-hosten.de ist ein Produkt der Podcastbude.
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    18 mins
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