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Aktuelle Meldungen
  • Virale Infektionen - Verräterische Muster
    LMU-Wissenschaftler konnten in lebenden Zellen kartieren, wie virale RNA vom angeborenen Immunsystem erkannt wird. Viren-infizierte Zellen werden von ihren Eindringlingen zur Produktion viraler Proteine gezwungen. Dazu schleusen die Viren RNA-Moleküle als Bauanleitung für die Proteine in ihren Wirt. Zur Abwehr der ungebetenen Gäste besitzen Zellen spezielle Sensoren: Bestimmte Proteine, sogenannte RIG-I like Rezeptoren (kurz RLRs) können körperfremde RNA erkennen und das angeborene Immunsystem zur Abwehr der fremden Moleküle aktivieren. „Aus in vitro Versuchen weiß man, dass die RLRs bestimmte RNA-Muster erkennen. Bisher war es aber unklar, wie RLRs – insbesondere der MDA5 Rezeptor - virale RNA in lebenden Zellen erkennt“, sagt Professor Karl-Peter Hopfner vom Genzentrum der LMU.

    Stabile Bindung durch UV-Licht

    Hopfners Team benützte in Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen um Karl-Klaus Conzelmann und Johannes Söding (beide LMU) sowie Adolfo García-Sastre (Mount Sinai Hospital, New York) nun eine spezielle experimentelle Strategie, mit der Protein-RNA Komplexe aus virus-infizierten Zellen isoliert und untersucht werden können: Da die Bindung zwischen RLR-Protein und RNA-Bindungspartner normalerweise nur sehr schwach ist, stabilisierten die Wissenschaftler diese Interaktion, indem sie mit dem Masernvirus infizierte Zellen mit einem photoaktivierbarem RNA-Bestandteil fütterten, der dann in neu gebildete virale RNA eingebaut wird. „Wenn sich nun Proteine in unmittelbarer Nähe zu dieser veränderten RNA befinden, kann durch Bestrahlung der Zellen mit UV Licht eine stabile Bindung zwischen dem Protein und der RNA induziert werden“, sagt Hopfner.

    Die so entstandenen Protein-RNA-Komplexe wurden anschließend aus der Zelle isoliert, das Protein abgetrennt und die Zusammensetzung der RNA mit Hilfe von Deep Sequencing ermittelt. „So konnten wir genau feststellen, mit welchen Elementen der viralen RNA die Rezeptoren interagieren, was Aufschlüsse gibt, wie RLRs körperfremde RNA detektieren und was diese von endogener RNA unterscheidet“, erklärt Hopfner.

    Als Ergebnis konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die RLRs RIG-I und MDA5 auch in lebenden, mit dem Masernvirus infizierten Zellen bestimmte Teile der viralen RNA detektieren. Masern-Viren, aber auch zahlreiche andere Erreger wie etwa das Tollwut-Virus, besitzen ein RNA Genom. Das bedeutet, dass das Erbmaterial im Virus nicht in Form von DNA sondern direkt als RNA zur Verfügung steht, das entweder direkt oder erst nach der Synthese eines Botenmoleküls, der komplementären Boten-RNA (mRNA), in Proteine übersetzt wird.

    Virensensoren erkennen bestimmte RNA-Bereiche

    „Während RIG-I wie in vitro auch in vivo bevorzugt bestimmte Muster an den ungeschützten Enden verschiedener viraler RNAs erkennt, detektiert MDA5 überraschenderweise nur bestimmte Regionen innerhalb viraler mRNA und offensichtlich nicht auf dem viralen Genom“, sagt Hopfner. Diese Regionen unterscheiden sich außerdem in ihrer Zusammensetzung von den restlichen viralen RNAs, was auf einen Zusammenhang zwischen dem Aufbau der RNA und der Erkennung durch MDA5 schließen lässt.

    Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler die Interaktion von RLRs mit weiteren Viren untersuchen, um die Grundlagen der Erkennung körperfremder RNAs durch RLRs noch detaillierter zu erforschen. Auf diese Weise wollen sie besser verstehen, warum verschiedene Viren unterschiedlich gut vom menschlichen Immunsystem erkannt werden und wie RLR assoziierter Autoimmunkrankheiten - wie etwa der rheumatoiden Arthritis - entstehen. Beides könnte in der Zukunft dazu beitragen, neue therapeutische Strategien zu entwickeln.  

    Publikation: In vivo ligands of MDA5 and RIG-I in measles virus infected cells, Simon Runge, Konstantin M. J. Sparrer, Charlotte Lässig, Katharina Hembach, Alina Baum, Adolfo García-Sastre, Johannes Söding, Karl-Klaus Conzelmann, Karl-Peter Hopfner PloS Pathogens 2014

    Kontakt: Prof. Dr. Karl-Peter Hopfner Genzentrum Tel. +49 (0) 2180 76953 Fax. +49 (0) 2180 76999 E-Mail: hopfner@genzentrum.lmu.de
    (22.04.2014)

  • Kältemittel in PKWs: Klimaanlage mit hochgiftigem Potenzial
    Angenehme Temperatur, aber hochgiftig: Das neue Kältemittel R1234yf für Klimaanlagen in Autos setzt im Brandfall das hochgiftige Carbonylfluorid frei. LMU-Chemiker fordern, die Risiken des Kältemittels neu zu bewerten. Das neue Kältemittel R1234yf soll laut EU-Vorgaben für Auto-Klimaanlagen genutzt werden. LMU-Chemiker haben jetzt nachgewiesen, dass es beim Verbrennen das hochgiftige Carbonylfluorid bildet. „Es war schon länger bekannt, dass R1234yf beim Verbrennen den Giftstoff Fluorwasserstoff freisetzt. Mit unserer Analyse konnten wir nun nachweisen, dass 20 Prozent der Brandgase aus dem noch giftigeren Carbonylfluorid bestehen“, sagt Andreas Kornath, Professor für Anorganische Chemie an der LMU München. Über die Ergebnisse der Analyse berichten Kornath und seine Kollegen aktuell in der Zeitschrift für Naturforschung.  

    Carbonylfluorid ist ein Abkömmling des Kampfstoffs Phosgen, der im ersten Weltkrieg eingesetzt wurde. Bereits Fluorwasserstoff (Flusssäure) ist stark ätzend und so giftig, dass eine handtellergroße Verätzung zum Tod führen kann. Das Gift bindet das Kalzium im Körper, was Herzversagen auslöst, wenn kein Gegenmittel aufgetragen wird. Carbonylfluorid ist noch toxischer, da es leichter in den Körper eindringen kann. Es reizt die Augen, Haut und Atemwege. Wird Carbonylfluorid eingeatmet, kann es schlimmstenfalls die Lungenbläschen verätzen, in den Blutkreislauf eindringen und zum Tod führen.  

    Aufgrund von Vorgaben der EU sind die Autohersteller verpflichtet, neue Kältemittel für die PKW-Klimaanlagen zu verwenden. Das bisherige Kältemittel R123a ist in der EU seit dem Jahr 2011 in neuen Automodellen verboten, da es ozonschädigend ist und damit zur Klimaerwärmung beiträgt. In Deutschland ist das neue Kältemittel R1234yf bereits seit Längerem umstritten. Es gab bereits von verschiedenen Institutionen und auch Autoherstellern Tests, in denen festgestellt wurde, dass sich R1234yf bei Unfällen entzünden kann, und bei denen der Austritt von Flusssäure nachgewiesen wurde.  

    „Bisherige Risikoanalysen der Hersteller des neuen Kältemittels haben Carbonylfluorid jedoch ignoriert. Angesichts unserer Ergebnisse regen wir an, die Risiken des Kältemittels R1234yf neu zu bewerten“, sagt Kornath.  

    Kontakt: Prof. Dr. Andreas Kornath, Dept. Chemie der LMU München, Tel.: 089-2180-77481, E-Mail: andreas.kornath@cup.uni-muenchen.de

    Publikation: Michael Feller, Karin Lux, Christian Hohenstein, Andreas Kornath: Structure and Properties of 2,3,3,3-Tetrafluoropropene (HFO-1234yf) In: Zeitschrift für Naturforschung 2014, 69b, 379,  DOI: 10.5560/ZNB.2014-4017
    (08.04.2014)

  • Photopharmakologie Lichtschalter gegen Schmerz und Blindheit
    Von LMU-Wissenschaftlern entwickelte molekulare optische Schalter können Nervenzellen gezielt beeinflussen. Dies eröffnet der Medizin auf vielen Gebieten neue Chancen – etwa in der Schmerztherapie oder auch bei bestimmten Sehstörungen.  Alle Sinneseindrücke beruhen auf der Kommunikation zwischen Nervenzellen. Bei der Signalübertragung von Zelle zu Zelle spielen in die Zellwand eingebaute Neurorezeptoren eine entscheidende Rolle. Diese zellulären Kommunikationsschnittstellen über Licht steuerbar zu machen und so künstlich zu beeinflussen, ist das Ziel von Dirk Trauner, Professor für Chemische Biologie und Genetik an der LMU. „Wir kombinieren dabei synthetische molekulare Schalter, die auf Licht reagieren, mit natürlichen Rezeptoren“, sagt Trauner. „Diese hybriden Fotorezeptoren machen dann die entsprechenden Nervenzellen für Licht ansprechbar – langfristig wollen wir so neue Behandlungsmöglichkeiten bei Fehlfunktionen des Nervensystems etablieren“. Gleich zwei neue Studien berichten nun über wichtige Fortschritte auf diesem Weg, und zwar bei Sehstörungen und beim Schmerzsinn.

    Synthetisches Opioid gegen den Schmerz


    Um Schmerzen zu unterdrücken, sind schon seit Jahrtausenden Substanzen mit morphinartigen Eigenschaften, sogenannte Opioide, in Gebrauch. Auch körpereigene „Schmerzmittel“ wie Endorphine gehören zu dieser Substanzgruppe. Trauner und seinem Team ist es nun gelungen, die Schlüsselschalter der Schmerzwahrnehmung – die Opioidrezeptoren – durch Licht steuerbar zu machen, indem sie das synthetische Opioid Fentanyl chemisch modifizierten. Fentanyl wird von Medizinern als Narkose- oder als extrem starkes Schmerzmittel benutzt. Dockt das modifizierte Fentanyl an einen Opiodrezeptor an, kann diese ursprünglich blinde molekulare Maschine durch Lichtreize gezielt aktiviert oder deaktiviert werden, wie die Wissenschaftler im Journal Angewandte Chemie berichten.

    Das Geheimnis aller optischen Schalter liegt in ihrer besonderen Struktur: Die synthetischen Schalter aus Trauners Labor enthalten eine charakteristische chemische Doppelbindung, an der sich das Molekül abhängig von der Wellenlänge des Lichts strecken oder abknicken kann. „Licht ist sehr genau kontrollierbar, sodass wir die Zellen ganz gezielt ansprechen können. Außerdem ist die Reaktion reversibel“, erläutert Trauner die Vorteile der Methode.

    „Dieser Erfolg ist besonders spannend, weil Opioidrezeptoren zur großen Familie der sogenannten G-Protein-gekoppelten Transmembranrezeptoren (GPCRs) gehören, die einen Großteil der pharmazeutischen Zielmoleküle ausmachen“, sagt Matthias Schönberger, der Erstautor der Studie. „Die Möglichkeit einen Opioidrezeptor mit Licht zu steuern, wird nun neue Einblicke in diese ausgesprochen wichtige Rezeptorklasse liefern und stellt eine Chance für neuartige Schmerztherapien dar.“

    Überbrückung für defekte Sehzellen

    Auch die Sehpigmente in den Zapfen und Stäbchen der Netzhaut gehören zu den GPCR und sind die einzigen Vertreter dieser Familie, die von Natur aus auf Licht reagieren. Sind die Fotorezeptoren im Auge defekt, kann der Lichtreiz nicht aufgenommen werden – die Folge sind Sehstörungen und bestimmte Formen erblicher Blindheit. Wissenschaftler der US-amerikanischen Universität Berkeley und Dirk Trauner konnten nun erstmals defekte Fotorezeptoren mithilfe eines synthetischen Schalter quasi kurzschließen und die – immer noch funktionsfähigen – Nervenzellen, die den Fotorezeptoren nachgeschaltet sind, direkt lichtsensitiv machen.

    „Wir konnten bereits vor einiger Zeit zeigen, dass das sogenannte AAQ-Molekül Nervenzellen lichtsensitiv macht, indem es Ionenkanäle in den Nervenzellen beeinflusst“, sagt Trauner. Ihm gelang es nun, eine verbesserte Variante des AAQ-Schalters herzustellen. Die Wissenschaftler in Berkeley konnten mit diesem DENAQ genannten Molekül im Mausmodell nachweisen, dass es eine blinde Retina tatsächlich wieder für Licht empfänglich machen kann, wie die Forscher im Journal Neuron berichten. „DENAQ ist klinisch wesentlich relevanter als AAQ, weil es spezifisch bestimmte Ionenkanäle beeinflusst, die bei der Weiterleitung von Lichtreizen im Auge eine wichtige Rolle spielen“, sagt Trauner. Zudem reagiert es anders als AAQ auf Wellenlängen des Lichts, die gewöhnlichem Tageslicht entsprechen. „Möglicherweise kann dieser Ansatz in der Zukunft helfen, bei bestimmten Formen der Blindheit das Augenlicht wieder herzustellen.“

    „Grundsätzlich sind noch viele weitere Anwendungen für Photopharmakologe denkbar“, sagt Trauner. „GPCRs etwa sind auch Ziele von Neurotransmittern, die mit Erkrankungen des zentralen Nervensystems in Zusammenhang stehen, daher könnten die Schalter auch für zukünftige Anwendungen etwa bei Depressionen oder Epilepsie interessant sein. Darüber hinaus könnte man die unübertroffene zeitliche und räumliche Präzision von Licht dazu ausnützen, etwa Zytostatika, Analgetika, oder Antidiabetika nur dort zu aktivieren, wo sie Ihre Wirkung entfalten sollen.“

    Publikationen:
    A Photochromic Agonist for m-Opioid Receptors, Matthias Schönberger and Dirk Trauner, Angewandte Chemie 2014 DOI: 10.1002/anie.201309633
    Restoring Visual Function to Blind Mice with a Photoswitch that Exploits Electrophysiological Remodeling of Retinal Ganglion Cells, Ivan Tochitsky, Aleksandra Polosukhina, Vadim E. Degtyar, Nicholas Gallerani, Caleb M. Smith, Aaron Friedman, Russell N. Van Gelder, Dirk Trauner, Daniela Kaufer, and Richard H. Kramer, Neuron 2014, DOI:  10.1016/j.neuron.2014.01.003

    Kontakt:
    Prof. Dr. Dirk Trauner, Department Chemie, Phone: +49 89 2180-77800, Fax: +49 89 2180-77972, dirk.trauner@lmu.de, www.cup.uni-muenchen.de/oc/trauner/
    (24.02.2014)

  • Wichtige Information der Universitätsbibliothek zum Zugriff auf elektronische Medien
    Die Universitätsbibliothek bietet allen Mitgliedern der LMU Zugang zu einer Vielzahl elektronischer Medien (E-Zeitschriften, Datenbanken und E-Books). Um dieses Angebot nutzen zu können, ist eine Authentifizierung erforderlich.
    Das bisherige Verfahren über einen Proxy-Eintrag im Browser war für die Nutzer relativ aufwendig und kompliziert. Daher wird die UB nach einer ausführlichen Testphase auf ein neues und einfacheres System umstellen, das ab Montag, den 3. Februar, unter dem Namen UB-E-Medien-Login (vormals Easy-Proxy) auf der Homepage der UB zu finden sein wird.

    Weitere Informationen finden Sie auf den Webseiten der Universitätsbliothek sowie hier.(27.01.2014)

  • Klausur- und Praktika-Anmeldungen
    Ab sofort sind wieder Anmeldungen zu Klausuren und Praktika möglich. Weitere Informationen finden Sie
    auf der Anmeldeseite.(08.01.2014)

  • Chinese Scholarship Program
    You can find more informations here.
    (01.01.2014)

  • Wegfall des Zugangs zu Reaxys ab 01.01.2014!
    Leider kann die Datenbank Reaxys, die in den Jahren 2011 – 2013 an der Fakultät verfügbar war, ab dem kommenden Jahr nicht länger angeboten werden. Die Bibliothekskommission der Fakultät für Chemie und Pharmazie hatte bereits Ende 2010 entschieden, dass die Kosten für diese Datenbank aufgrund des knappen Budgets der Fachbibliothek Chemie und Pharmazie nicht oder nur zu einem geringen Teil aus bibliothekseigenen Mitteln bestritten werden sollen. Nur durch Sonderzuweisungen von Nutzern, die an dem Datenbankzugang großes Interesse hatten, konnte die Lizenz in den zurückliegenden Jahren aufrechterhalten werden. Da diese Mittel nicht weiter zur Verfügung stehen, war eine Kündigung unumgänglich.
    Wenn Sie noch Fragen haben, können Sie sich gerne an den Fachbibliotheksleiter wenden: Dr. Andreas Will, Email: andreas.will@ub.uni-muenchen.de
    (09.12.2013)

Wichtige Sitzungstermine finden Sie unter dem Punkt Aktuelle Termine.
Weitere Meldungen 2014
  • Schülerinfotag 2014
    Am Freitag, den 21.02.2014 findet ein Schülerinfotag für alle an Chemie oder Pharmazie interessierten Schüler statt. Weitere Informationen finden Sie auf dieser Seite.
    Fr, 21.02.14, Fakultät Chemie und Pharmazie (14.02.2014)