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Wochenrückblick KW 25

24.06.2013

Virtueller Gehirn-Atlas aus hauchdünnen Schnitten

Die hohe Auflösung der Bilddaten, die durch die Dünnschnitte entstehen, erlaubt genaue Einblicke in Prozesse wie Kognition oder Emotion. <ic:message key='Bild vergrößern' />
Die hohe Auflösung der Bilddaten, die durch die Dünnschnitte entstehen, erlaubt genaue Einblicke in Prozesse wie Kognition oder Emotion. Quelle: Amunts, Zilles, Evans et al.

Deutsche Neuroforscher haben ein menschliches Gehirn in Tausende hauchdünne Scheiben zerlegt und daraus ein virtuelles 3D-Modell erstellt.

Die Dünnschnitte entstammen dem Gehirn einer 65-jährigen Spenderin. Das darauf basierende dreidimensionale Hirnmodell "Big Brain" macht es erstmals möglich, in allen drei Ebenen des Raums die komplizierte Struktur des Gehirns auf mikroskopischer Ebene zu sehen und zu verstehen. Einblicke mit einer Auflösung von 20 Mikrometern – das entspricht etwa der Größe einer Nervenzelle oder weniger als der Hälfte eines Haardurchmessers – machen dies möglich. Fünf Jahre haben Jülicher Forscher an dem Modell gearbeitet. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten sie am 21. Juni im Fachjournal Science (2013, Online-Veröffentlichung). Das virtuelle dreidimensionale Gehirn basiert auf Informationen aus über 7400 Gewebeschnitten, „Die Verarbeitung der hauchdünnen, fragilen Gewebeproben ist extrem schwierig und aufwändig“, so Katrin Amunts vom Forschungszentrum Jülich.

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Wochenrückblick: Taktgeber der inneren Uhr in 3D

Jeder einzelne Gewebeschnitt wurde eingescannt und anschließend dreidimensional an Großrechnern rekonstruiert. Um die riesigen Datensätze zu verarbeiten und im Detail auszuwerten, verwendeten die Forscher leistungsstarke Supercomputer in Kanada und Jülich. Die Daten sind für Wissenschaftler auf der Website von CBrain frei verfügbar. Big Brain könnte dazu beitragen, Veränderungen in Patientengehirnen genau zu bestimmen und zu bewerten. "Mit Hilfe unseres hochauflösenden Hirnmodells können wir nun in verschiedenen funktionellen Hirnarealen wie etwa der motorischen Rinde oder einer Hirnregion, die unter anderem für Lernen und Gedächtnis wichtig ist, neue Einsichten in deren normalen Aufbau gewinnen und zahlreiche Strukturmerkmale messen", erläutert Katrin Amunts. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen auch in das europäische Großprojekt "Human Brain Project" (HBP) ein. Dieses Projekt hat das Ziel, innerhalb von zehn Jahren das komplette menschliche Gehirn von der molekularen Ebene bis hin zur Interaktion ganzer Hirnregionen auf einem Supercomputer der Zukunft zu simulieren. 

© biotechnologie.de/al

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

 

Lichternte: Antennenmoleküle arbeiten im Takt

Die roten, grünen und gelben Bereiche dieses Antennenproteins sind die enthaltenen Farbstoffmoleküle. <ic:message key='Bild vergrößern' />
Die roten, grünen und gelben Bereiche dieses Antennenproteins sind die enthaltenen Farbstoffmoleküle. Quelle: Richard Hildner/Universität Bayreuth

Bayreuther Physiker haben enträtselt, wie es Pflanzen gelingt, effizient Licht einzufangen und mithilfe eines Transportsystems maximal zu nutzen.

Um durch Photosynthese Energie aus dem Licht der Sonne zu gewinnen, nutzen Pflanzen- und Bakterienzellen bis zu 95 Prozent der einfallenden Strahlung bei der sogenannten Lichternte. Zum Vergleich: Solarzellen sind weitaus weniger effizient und können maximal 20 Prozent des Sonnenlichts absorbieren. Ein Wissenschaftlerteam um den Experimentalphysiker Richard Hildner von der Universität Bayreuth berichtet im Fachjournal Science (2013, Online-Veröffentlichung) über eine neue Entdeckung im molekularen Transportsystems des Lichts: Die für den Lichttransport verantwortlichen Moleküle, die sogenannten Antennenproteine, arbeiten in einem gleichmäßigen Takt und nicht nach dem Zufallsprinzip, wie bislang angenommen. Antennenproteine sind ringförmige Eiweiße, die zahlreiche Farbstoffmoleküle enthalten, welche die Lichtenergie auffangen und an benachbarte Moleküle weiterleiten.

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Wochenrückblick: Superlaser entschlüsselt Proteinstruktur

News: Photosynthese-Forschung: Das künstliche Blatt als Spritquelle

Dabei lenken sie die Energie von einem Anntennenprotein zum nächsten, bis sie schließlich im Reaktionszentrum ankommt, wo sie bei der Photosynthese in chemische Energie umgewandelt wird. Offenbar geschieht dies nach einem gerichteten Prozess, der in der Physik als kohärenter Transport bezeichnet wird. Der Vorteil für die Zelle ist, dass die Energie sich dabei wie eine Welle ungehindert durch die Proteine bewegen kann. Die Forscher haben außerdem beobachtet, dass die Lichtenergie keineswegs immer die gleichen Reaktionswege zurücklegt. Die Kombination der Koheränz und der Variabilität ist für den Energietransport in Pflanzen und Bakterien charakteristisch und erfüllt einen biologischen Zweck: Sie sorgt dafür, dass die Energiewellen immer den energetisch günstigsten Weg finden und somit mögliche Schwankungen im Transportsystem überwinden. Temperaturunregelmäßigkeiten oder Änderung der räumlichen Struktur der Antennenproteine durch physikalische Einflüsse etwa, könnten solche Störfaktoren sein. Mit einer neuartigen spektroskopischen Versuchsanordnung ist es den Forschern gelungen, die Transportwege zu visualisieren. Sie beschossen die Antennenmoleküle während des Lichttransports mit ultrakurzen Laserpulsen. Dabei entstand jeweils eine Momentaufnahme des Spektrums der verschiedenen Anregungszustände der Farbstoffmoleküle. Von diesem Schnappschuss konnten die Physiker rückschließen, welches Molekül zu diesem Zeitpunkt aktiv Lichtenergie transportiert. Hintereinandergeschaltet ergibt eine Vielzahl solcher Momentaufnahmen eine Karte des molekularen Transportwegs.

© biotechnologie.de/bs

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

 

4SC kündigt Entlassungen an

Die 4SC AG entwickelt niedermolekulare Medikamente zur Behandlung von Erkrankungen in verschiedenen Autoimmun- und Krebsindikationen. <ic:message key='Bild vergrößern' />
Die 4SC AG entwickelt niedermolekulare Medikamente zur Behandlung von Erkrankungen in verschiedenen Autoimmun- und Krebsindikationen. Quelle: Nanohale/UL

Im Zuge einer strategischen Neuausrichtung entlässt die 4SC AG in Martinsried knapp ein Fünftel seiner Belegschaft.

Von dem Schritt sind insbesondere Stellen in der präklinischen und klinischen Entwicklung sowie in der Verwaltung betroffen. Vor einigen Wochen erst hatte 4SC eine strategischen Kurswechsel angekündigt. Künftig werde sich das Unternehmen vor allem auf den Medikamentenkandidaten Resminostat konzentrieren. 13 Arbeitsplätze sollen im Laufe des Jahres abgebaut werden. Der Standort in Überlingen-Bonndorf wird geschlossen. Das Büro wurde im Zuge der Übernahme des Krebsarznei-Portfolios von Nycomed-Altana vor einigen Jahren Unternehmensbestandteil. „Ziel der Maßnahmen ist es, das Unternehmen gut aufgestellt und langfristig gestärkt am Markt zu positionieren, die Effizienz der Kostenstrukturen weiter zu verbessern und eine gezieltere Ausrichtung von Finanzmitteln und Ressourcen auf die Hauptprodukte des Unternehmens zu ermöglichen“, begründet 4SC den Schritt. Im Konzernabschluss 2013 werde die Restrukturierung zu einem „ einmaligen moderaten Sonderaufwand“ führen.

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Ab 2014 sollen im Gegenzug die Personalkosten um einen Betrag „im oberen sechsstelligen Euro-Bereich gesenkt“ werden, rechnet das Biotech-Unternehmen vor. Die Konzerntochter 4SC Discovery bleibt bei der Restrukturierung offenbar außen vor. Erst kürzlich konnte sie mit UCB einen großen Pharmakonzern als Kunden gewinnen. Das Geschäft mit der Frühphasenforschung sei „für die Cash- und Wertgenerierung des Konzerns“ wichtig und bleibe daher „mit allen notwendigen Kapazitäten ausgestattet“, um den Wachstumskurs fortzusetzen, hieß es nun aus der Zentrale in Planegg-Martinsried. „Diese Entscheidung ist uns nicht leicht gefallen – sie ist aber im Rahmen der Fokussierung unserer Entwicklungsstrategie und im Sinne der nachhaltigen Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit von 4SC unvermeidbar“, sagte der Vorstandsvorsitzende Enno Spillner. Weitere Entlassungen soll es vorerst nicht geben, hieß es.

© biotechnologie.de/bk

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

 

Biotechnica 2013: Schweiz und Bioökonomie im Fokus

Von links nach rechts: Andreas Liese, Dechema, Volker Heinz, Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik (DIL), Jochen Köckler, Deutsche Messe AG, Domenico Alexakis, Swiss Biotech Association und Ralf Hermann, Eppendorf AG. <ic:message key='Bild vergrößern' />
Von links nach rechts: Andreas Liese, Dechema, Volker Heinz, Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik (DIL), Jochen Köckler, Deutsche Messe AG, Domenico Alexakis, Swiss Biotech Association und Ralf Hermann, Eppendorf AG. Quelle: Deutsche Messe AG

Mit dem Partnerland Schweiz und dem Fokusthema Bioökonomie wollen die Veranstalter der Biotechnica bei der kommenden Ausgabe der Fachmesse punkten.

Vier Themen-Marktplätze sollen im Oktober wieder mehr Besucher nach Hannover locken. Nach einer Pause im letzten Jahr wird die Biotechnica Anfang Oktober wieder ihre Tore für die Biotech-Szene öffnen (mehr...). Die Messe feiert in diesem Jahr 20-jähriges Jubiläum. Grund genug, dem Traditionstreffen der Biotech-Szene einen neuen Anstrich zu verpassen. Bei der Vorstellung des Biotechnica-Programms am 18. Juni in Hamburg wurden gleich mehrere Neuerungen präsentiert: Mit der Schweiz gibt es erstmals ein offizielles Partnerland für die dreitägige Messe, die dieses Jahr vom 8. bis 10. Oktober in Hannover stattfindet. Zudem setzen die Veranstalter dieses Jahr auf das Schwerpunktthema Bioökonomie und mehr Struktur: Das Messegelände wird in vier verschiedene Marktplätze aufgeteilt, die jeweils ein aktuelles Thema der Branche abbilden. „Wo die Biotechnologie steht und wo es hingehen wird, sehen wir in Hannover“, so Jochen Klöckler von der Deutschen Messe AG bei der Präsentation der Biotechnica-Neuerungen. „Wir freuen uns zudem sehr auf die Präsentation der Schweiz, die im Bereich Biotechnologie weltweit zur Spitzengruppe gehört. Als erstes Partnerland der Biotechnica wird sie der Messe sowie der internationalen Biotech-Branche wichtige Impulse geben."

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News: Biotechnica 2011: Erwartungen erfüllt

News: Biotechnica 2010: Kleiner und präziser

Die Schweiz gehört schon seit vielen Jahren zu den größten Ausstellernationen auf der Messe. Im Swiss Pavillon werden viele der insgesamt 240 Schweizer Biotech-Firmen sowie die wichtigsten Regionen des Landes vorgestellt. Domenico Alexakis, Direktor der Swiss Biotech Association, betonte: "Wir wollen den Auftritt als Partnerland nutzen, um das große Potenzial und die hohe Innovationskraft der Schweizer Biotech-Branche unter Beweis zu stellen." Das Messegelände wird sich bei der Biotechnoca 2013 in vier Themen-Marktplätze aufgeteilt, die unter den Begriffen „Personalised Medicine Technologies“, „Innovation in Food“, „Industrial Biotechnology“ und „BioServices“  gefasst sind. Auf dem Marktplatz „Personalised Medicine“ dreht sich alles um molekulare Diagnostik und die damit zusammenhängenden individualisierten Therapieansätze. Im Forum spielen Themen wie Next Generation Sequencing, zellbasierte Assays, Biomarker, Begleitdiagnostika oder Molekulare Bildgebung eine Rolle. Unter dem Motto „Innovation in Food“ baut die Biotechnica zudem ihr Angebot für den Bereich Lebensmittelbiotechnologie weiter aus. Hier liegt – wie auch beim Marktplatz „Industrielle Biotechnologie“ ­– der Schwerpunkt bei der Bioökonomie, dem diesjährigen Fokusthema. Ergänzt wird dies durch eine Sonderschau Bioökonomie, die als Schaufenster innovativer Produkte dient, und die BiobasedWorld, die branchen- und disziplinübergreifend die Akteure der biobasierten Wirtschaft zusammenbringt. Der vierte Bereich „BioServices“ soll wie bereits in 2011 Unternehmen aus Pharma und Biotech mit hochspezialisierten Dienstleistern für die biopharmazeutische Wirkstoffentwicklung zusammenbringen.

© biotechnologie.de/al

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