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Systembiologie des Alterns

Bund fördert Jenaer Zentrum „JenAge“

Beutenberg_Prachtgrundkrpfling_FLI"Systembiologie für die Gesundheit im Alter - GerontoSys" so heißt eine vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gerade gestartete Förderinitiative. Als einziges nationales Zentrum wird das "Jena Centre for Systems Biology of Ageing (JenAge)" im Rahmen dieser Initiative für einen Zeitraum von drei Jahren und einer möglichen Verlängerung um weitere zwei Jahre gefördert. Insgesamt sind zehn Forschergruppen der Universität, des Uniklinikums, des Hans-Knöll-Instituts und des Fritz-Lipmann-Instituts an JenAge beteiligt. Am 1. Oktober hat das interdisziplinäre Team seine Arbeit zum Thema "Systembiologie von mildem Stress beim gesunden Altern - ein Multi-Spezies-Ansatz" aufgenommen. Von der FSU sind Forscher um Prof. Dr. Udo Hahn (Computerlinguistik), Prof. Dr. Michael Ristow (Humanernährung) und Prof. Dr. Stefan Schuster (Bioinformatik) sowie Prof. Dr. Otto W. Witte vom Uniklinikum beteiligt.

Im JenAge-Zentrum soll der Einfluss von kleinen Störungen ("milder Stress") auf verschiedene Organismen bestimmt werden. Diesem Ansatz liegt der Gedanke zugrunde, dass der milde Stress in den Zellen, Geweben und Organen eigene Selbstheilungskräfte aktivieren und somit Schäden beseitigen kann, die ansonsten zum Alterungsprozess beitragen würden.

Alterskrankheiten aufklären

Weltweit wird seit langem eine stetig ansteigende Lebenserwartung beobachtet. Zusammen mit einer anhaltend geringen Geburtenquote führt das zu einer zunehmend älter werdenden Gesellschaft. "Ein wichtiger Aspekt ist, dass das Auftreten verschiedener Erkrankungen eng mit dem Alter verknüpft zu sein scheint", sagt Prof. Dr. Peter Herrlich, Leiter des federführenden Leibniz-Instituts für Altersforschung, Fritz-Lipmann-Institut (FLI). Es sei deshalb wichtig, die dem Altern zugrundeliegenden biologischen Prozesse besser zu verstehen und ihre Bedeutung für die Entstehung von altersbedingten Erkrankungen aufzuklären.

Der kurzlebige Fisch "Nothobranchius furzeri" ist ein am FLI neu entwickeltes Tiermodell für die Altersforschung.

Foto: FLI

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Hormone im Konflikt?

Raupen-Enzym „entschärft“ pflanzliches Hormon

Eine der Inaktivierung von Prostaglandin-Hormonen in Tieren vergleichbare Reaktion haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemische Ökologie jetzt im Darm von zwei pflanzenschädigenden Raupenarten entdeckt. Die Tiere besitzen ein Enzym, welches cis-OPDA - ein hochaktives Pflanzenhormon - strukturell verändert und damit inaktiviert. Raupen nehmen cis-OPDA durch Blattnahrung in großen Mengen auf. Wird die Substanz nicht "entschärft", kann sie die Entwicklung des Insekts negativ beeinflussen.

Strukturelle Verwandtschaft

Die Ergebnisse zeigen enge Verknüpfungen von strukturell verwandten pflanzlichen und tierischen Hormonen. Pflanzenfressende Raupenarten entwickelten dafür ein enzymatisches System, das bereits bei der Darmpassage die in der Nahrung vorhandenen hochaktiven Wirkstoffe entschärfen kann.

Dr. Paulina Dabrowska (Foto), eine der ersten Doktorandinnen der International Max Planck Research School (IMPRS) in Jena und inzwischen promoviert, untersuchte den Verbleib von Pflanzenhormonen, nachdem diese durch Raupen via Blattnahrung aufgenommen wurden und den Darm passiert haben. Werden Hormone, die bekanntermaßen auf Entwicklung und Stoffwechsel von tierischen und pflanzlichen Lebewesen in geringster Dosis empfindlich eingreifen können, im Insekt abgebaut, umgewandelt, oder gar nicht beeinflusst?

Bei der Untersuchung des Hormons cis-OPDA stellte sich schnell heraus, dass im Insektendarm eine Umwandlung stattgefunden haben muss. Die junge polnische Chemikerin fand heraus, dass dabei ein Enzym im Spiel sein muss: "Zuerst fanden wir, dass kein cis-OPDA mehr im Kot der Tiere vorhanden war. Stattdessen zeigten unsere Massenspektrometer iso-OPDA an, das aber nur mithilfe einer Enzymkatalyse entstehen kann". Kontrollexperimente mit dem stark alkalischen Milieu des Darms (pH ca. 10) konnten die Umwandlung nicht bewirken. Ihre Versuchstiere waren Raupen der Arten Spodoptera littoralis (Baumwollwurm) und Helicoverpa armigera (Baumwolleule), beides gefährliche Schädlinge im weltweiten Baumwollanbau.

Beutenberg_Dabrowska

Foto: MPI

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Plasmatechnik mit Optik kombiniert

PluTO_IOF4,8 Mio. Euro stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative "Plasmaforschung" für das Verbundprojekt "PluTO - Plasma und Optische Technologien" bereit. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) arbeiten Wissenschaftler und Unternehmen aus Plasmaphysik und Dünnschichtoptik zusammen. Die weiteren Partner kommen aus Bochum, Bremen, Greifswald und Hannover.

Ziel des drei Jahre laufenden Projekts ist es, grundlegendes Know-how über die Wirkung von Plasma zur Funktionalisierung optischer Oberflächen zu erhalten. "Physikalisch betrachtet ist Plasma ein Gas, welches genutzt werden kann, um moderne optische Beschichtungsprozesse zu optimieren", sagt Prof. Dr. Andreas Tünnermann, Institutsleiter am Fraunhofer IOF und Direktor des Instituts für Angewandte Physik der Uni Jena. "Plasmagestützte Beschichtungsprozesse gehören zu den Innovationstreibern der modernen Optischen Technologien, vor allem wenn es darum geht, Licht mit extremen Eigenschaften zu kontrollieren."

Plasmagestützter Verdampfungsprozess.

Foto: IOF

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letzte Änderung:  am 2010-01-26 11:36:04   © FSU Jena nach oben  Seitenanfang