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genetik / epigenetik


20 JAHRE HUMANGENOMPROJEKT

Verstanden haben wir unser Erbgut noch lange nicht
Vor 20 Jahren entschlüsselten Forscher das menschliche Erbgut.
»Das hat die Basis für die Humanbiologie geliefert«, sagt Hans Lehrach, damals Sprecher
des Deutschen Humangenomprojekts. Im Interview spricht er über Erwartungen, Erfolge
und besonders unerwartete Erkenntnisse.
Weiter


Neurotransmitter mit Doppelleben

Serotonin und Dopamin sind nicht nur wichtige Botenstoffe im Gehirn, die unter anderem
an Sucht und Depression beteiligt sind. Die beiden Moleküle können sogar die Aktivität
von Genen kontrollieren.

Die Hälfte von dem, was Sie in der Universität gelernt haben, ist falsch«,
sagte mein Biologieprofessor David Lange einmal. »Das Problem ist, wir wissen nicht,
welche Hälfte.« Wie Recht er hatte. Als ich studierte, galt etwa Jean-Baptiste de Lamarcks Theorie,
dass durch Lebenserfahrung erworbene Eigenschaften an die nächste Generation weitergegeben
werden könnten, als überholt. Das alberne traditionelle Beispiel ist die Mamagiraffe,
die ihren Hals streckt, um in den Baumkronen an Nahrung zu gelangen, was zu Babygiraffen
mit längeren Hälsen führt. Doch dann entdeckten Biologen die epigenetische Vererbung.
Sie ermöglicht es tatsächlich, dass sich Spuren aus dem Leben der Eltern auf ihre
Nachkommen übertragen. Weiter


Mother’s Empathy

Mother’s Empathy Linked to “Epigenetic” Changes to the Oxytocin Gene
Parenting behavior is deeply linked to the ability to empathize with one’s children.
Thus, to better understand why certain parents react to certain situations in a certain way,
it is crucial to gain insight into how empathy is shaped. Scientists from the University
of Fukui in Japan have now shed light on the interconnectedness among the oxytocin gene,
brain structure, and maternal empathy. Read more


A Mother’s Touch Lingers in Her Child’s DNA

Mothers leave their mark on their children in many ways - and Australian researchers
have discovered a protein called SMCHD1 is involved in this 'imprinting' process.

SMCHD1 switches certain genes off, altering how a cell behaves. The new research
has revealed that when an egg cell (or oocyte) is fertilised by a sperm, the egg cell's SMCHD1
lingers within the developing embryo, switching off at least 10 different genes and impacting
the embryo's development - which could potentially have a lifelong impact on the offspring.
Read more


Christiane Nüsslein-Volhard

Christiane Nüsslein-Volhard erhielt vor 25 Jahren den Nobelpreis für Medizin
Am 9. Oktober 1995 wurde verkündet, dass Christiane Nüsslein-Volhard als erste deutsche Frau überhaupt den Medizin-Nobelpreis verliehen bekommt. Gemeinsam mit den US-Amerikanern Edward B. Lewis und Eric Wieschaus wurde die Biochemikerin und Ehrensenatorin der Max-Planck-Gesellschaft für ihre Entdeckungen zur genetischen Steuerung der frühen Embryonalentwicklung ausgezeichnet.

Der Tag habe in ihrem Leben vieles verändert, so die Wissenschaftlerin.
Seit ihrer Emeritierung kann sich die 1942 in Magdeburg geborene Nobelpreisträgerin
wieder mehr den Freiheiten ihrer eigenen Grundlagenforschungen widmen.

Vor allem sind es die Fragestellungen der Entwicklungsbiologie und Genetik, die sie beschäftigen.
Weiter


Die unglaubliche Reise in d. menschlichen Zellkern

Die unglaubliche Reise in den menschlichen Zellkern
Im Oktober 1990 machten sich Tausende Wissenschaftler aus aller Welt auf, das Erbgut
des Menschen in über drei Milliarden Buchstaben zu entziffern, aus denen sich der Bauplan
des Homo Sapiens zusammensetzt. Das Mammutprojekt war Grundlage für die moderne
Bioinformatik und Molekulargenetik.
Hören Sie den Beitrag in der Audiothek


Wie hinterlassen Erinnerungen Spuren in der DNA?

Die Autoren der Studie

Epigenetische Signaturen durch synaptische Signale beeinflusst
Der genetische Code in unserer DNA ist nicht „in Stein gemeißelt“ sondern durch biochemische Prozesse veränderbar. Dieses Phänomen nennt man Epigenetik. Die DNA-Methylierung ist die wichtigste und am besten untersuchte epigenetische Modifikation der DNA. Die Forschung hat gezeigt, dass sich die DNA-Methylierung auf die Feinabstimmung der Genexpression auf die neuronale Aktivität im Gehirn auswirkt. DNMT3A1 ist das primäre Enzym im erwachsenen Gehirn, das die DNA neu methyliert. Wie wird dieses Enzym reguliert, um passgenaue epigenetische Signaturen in der DNA zu setzen? Weiter


How a gene alteration modifies social behavior

Autism: How a gene alteration modifies social behavior
A team of researchers at the Biozentrum, University of Basel, has discovered a new connection between a genetic alteration and social difficulties related to autism: A mutation in the neuroligin-3 gene reduces the effect of the hormone oxytocin. In the journal Nature, the researchers report on a treatment approach that could normalize social behavior in autism. They have already achieved promising results in an animal model. Read more


Y-Chromosom stirbt doch nicht aus

Kontrollfunktion für die Meiose könnte das männliche Geschlechtschromosom
unverzichtbar machen.
Klein, aber oho: Das männliche Geschlechtschromosom gilt als bloßes Relikt –
und als langfristig dem Untergang geweiht. Doch nun liefern Forscher ein
entscheidendes Argument dafür, warum das kümmerliche Y-Chromosom
unverzichtbar sein könnte: Auf ihm liegen Gene, ohne die die Reifeteilung der Zellen –
die Meiose – nicht funktioniert. Der Clou dabei: Dieser Kontrollprozess ist so angelegt,
dass diese Gene nicht auf andere Chromosomen umgelagert werden können.
Weiter


Wie Sport unsere Zellen verändert

Sport kann unser Erbgut verändern - genauer gesagt, jene molekularen Markierungen,
die Gene steuern. Fachleute wollen daran ablesen, welcher Sport wem am meisten nützt.

Zahlreiche Studien belegen: Wer Sport treibt, reduziert sein Risiko für Diabetes,
Herz-Kreislauf-Erkrankungen und bestimmte Arten von Krebs. Weil unser Körper
auf das Leben als Jäger und Sammler ausgelegt ist, brauchen wir viel Bewegung –
sonst werden wir krank. Bedeutet das im Umkehrschluss: Wer viel Sport treibt,
bleibt in jedem Fall gesund? Nicht unbedingt. Denn nicht jeder Mensch profitiert
in gleicher Art und Weise vom Training. Warum ist das so? Und: Was verändert
sich eigentlich in unseren Zellen, wenn wir regelmäßig in die Pedale treten,
Gewichte stemmen oder unsere Laufrunde drehen? Weiter


Das Gen

Warum wir sind, wie wir sind | arte
Seit Anbeginn der Zeit versucht die Menschheit zu verstehen, warum wir so sind, wie wir sind. Von den ersten Vererbungstheorien der antiken Denker über die revolutionären Erkenntnisse aus dem Garten von Gregor Mendel bis hin zur Entdeckung der Doppelhelix. Die Erforschung der Genetik ist geprägt von Rückschlägen und Durchbrüchen, menschlichem Leid und Wissensdrang. Der Mediziner und Bestseller-Autor Siddhartha Mukherjee erzählt im ersten Teil der zweiteiligen Dokumentation von den Anfängen der faszinierenden Geschichte der Genetik. Zum Beitrag auf arte


Das Buch des Lebens lesen und verstehen

20 Jahre nach der Entschlüsselung des humanen Genoms: Wo steht die Forschung heute?

A, C, G und T – das menschliche Erbgut besteht aus nur vier verschiedenen Bausteinen.
3,2 Milliarden Paare dieser DNA-Basen reihen sich dabei aneinander und enthalten
in ihrer Abfolge die genetische Information. Vor genau 20 Jahren gelang es in einem
großangelegten Projekt, die Sequenz des humanen Genoms zu entschlüsseln.

Mit der Entschlüsselung war die Hoffnungen verbunden, die Lebensverhältnisse des Menschen
entscheidend zu verbessern. Unsere Autorin Magdalena Nauerth sprach mit den Max-Planck-Forschern
Gene Myers und Hans Lehrach, inwieweit sich diese Hoffnungen erfüllt haben und vor welchen
Herausforderungen die Genomforschung derzeit steht.
Beitrag lesen [193 KB]


Warum Frauen länger leben

Geschlechtschromosomen erklären Unterschiede bei der Lebenserwartung
Das Geschlecht macht den Unterschied: Forscher haben herausgefunden, warum Frauen
im Schnitt länger leben als Männer. Ihren Analysen zufolge könnte das doppelt vorhandene
X-Chromosom – das Geschlechtschromosom – eine Rolle dafür spielen.
Denn bei über 200 Tierarten gibt es einen Zusammenhang zwischen diesem genetischen
Merkmal und der Lebenserwartung. Immer wird das sogenannte homogametische
Geschlecht älter. Dies bestätigt erstmals eine schon länger diskutierte Hypothese. Weiter


Wie Frauen ihr X-Chromosom ausschalten

Schlüsselprotein für die Inaktivierung des zweiten Geschlechtschromosoms identifiziert
Stummgeschaltet: Bei allen Frauen ist nur eines ihrer X-Chromosomen aktiv, das andere
wird schon im Embryonalstadium ausgeschaltet. Nun haben Forscher ein Protein identifiziert,
das an diesem wichtigen Prozess maßgeblich beteiligt ist. Entscheidend für das Stummschalten
der Gene des zweiten X-Chromosoms ist demnach ein Protein namens SPEN.
Dieses bindet an für die Genregulation wichtige Bereiche und unterdrückt die Transkription –
fehlt es, bleibt das zweite X-Chromosom aktiv. Weiter


RNA Modulates How DNA Is Transcribed

A group of University of Chicago scientists has uncovered a previously unknown way
that our genes are made into reality.

Rather than directions going one-way from DNA to RNA to proteins, the latest study shows
that RNA itself modulates how DNA is transcribed -- using a chemical process
that is increasingly apparent to be vital to biology.
Read more


Wie Gene unsere Persönlichkeit beeinflussen

Die Gene eines Menschen und seine komplexeren Persönlichkeitsmerkmale hängen irgendwie zusammen, meinen Forscher – bis hin zu den politischen Präferenzen oder der Dauer seiner Schullaufbahn. Steht zu befürchten, dass diese Erkenntnis falsche Schlussfolgerungen provoziert. Weiter


Wir sind alle Mutanten – mehr oder weniger

Die Zahl der von Eltern an ihre Kinder vererbten Mutationen variiert von Familie zu Familie
Es liegt in der Familie: Jedes Kind erbt von seinen Eltern neue Mutationen –
allerdings nicht immer gleich viele. Wie eine Studie nun zeigt, spielt neben dem Alter der Eltern auch ein rätselhafter Familieneffekt eine Rolle für die Mutationsrate. In manchen Familien werden demnach deutlich mehr genetische Veränderungen an die nächste Generation weitergegeben als in anderen. Wodurch diese erstaunliche Variabilität zustande kommt,
ist den Forschern zufolge noch unklar. Weiter


Epigenetik – was ist das?

Unter Epigenetik versteht man molekulare Mechanismen, die zu einem stärkeren
oder schwächeren Ablesen von Genen führen, ohne dass die dort gespeicherte Information verändert wird. Dabei markieren Enzyme bestimmte Abschnitte der DNA. Der Eingriff betrifft
nicht die Nukleotidsequenz des DNA-Strangs, sondern spielt sich "oberhalb" von ihr ab –
daher die Bezeichnung Epigenetik (von griechisch: epi = über). Zellen steuern so unter anderem, wann sie welche Proteine produzieren – und in welchen Mengen. Weiter


Gene "aus dem Nichts"

Vorläufer neuer Gene in unserer DNA entstehen permanent spontan
Plötzlich da: In unserem Erbgut entstehen ständig neue Gene spontan und quasi
aus dem Nichts. Wie Forscher jetzt herausgefunden haben, bilden sich die Kandidaten
für solche proteinkodierenden DNA-Abschnitte permanent aus der sogenannten Junk-DNA.
Ein Großteil dieser Genvorläufer verschwindet allerdings schnell wieder.
Nur aus einigen wenigen gehen wirklich funktionstüchtige Gene hervor – Code-Abschnitte,
die einem Organismus grundlegend neue Eigenschaften bescheren können.
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Haben wir weniger "echte" Gene als gedacht?

Erbgut des Menschen enthält womöglich doch nur 19.000 proteinkodierende Gene
Überraschung im Genom: Die Zahl der proteinkodierenden DNA-Abschnitte in unserem Erbgut ist womöglich überschätzt worden. Wie eine Analyse zeigt, enthält das sogenannte Proteom wahrscheinlich doch nur 19.000 Gene – und damit rund 3.000 weniger als bisher angenommen. Zwar ist auch diese neue Zahl noch mit Unsicherheiten behaftet. Bestätigt sich das Ergebnis jedoch, könnte dies weitreichende Konsequenzen haben – zum Beispiel für die Medizin.
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Wie die "Junk-DNA" unsere Gene schaltet

Forscher beobachten erstmals Steuersequenz beim An- und Ausschalten eines Gens
In Aktion ertappt: Forscher haben erstmals direkt beobachtet, wie ein Abschnitt der "Junk-DNA" ein Gen an- und ausschaltet. Die Echtzeit-Aufnahmen enthüllen, wie sich der DNA-Strang verbiegt, um Steuersequenz und Gen in Kontakt zu bringen und wie dann das Ablesen des Gens einsetzt. Bisher war rätselhaft, wie solche "Enhancer" mit ihren oft weit entfernten Genen kommunizieren. Überraschend auch: Die Transkription findet nur so lange statt, wie auch Kontakt mit der Steuersequenz besteht. Weiter


DNA: Doch kein eindeutiger Code?!

Hefeart stellt Regeln der Genetik auf den Kopf
Translation nach dem Zufallsprinzip: Forscher haben eine Hefeart entdeckt,
die eine grundlegende Regel der Genetik auf den Kopf stellt.
Denn eine bestimmte Abfolge von DNA-Basen wird bei ihr nicht immer in dieselbe Aminosäure übersetzt. Stattdessen wird im Falle der Basenkombination CTG zufällig zwischen zwei Varianten entschieden. Damit ist diese Hefe das erste bekannte Lebewesen, bei dem
die Eindeutigkeitsregel des genetischen Codes ungültig ist.
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Verdanken wir diesen Genen unser großes Hirn?

NOTCH2NL-Genfamilie treibt Hirnwachstum an – und ist nur beim Menschen aktiv
Treiber der Evolution: Eine Genfamilie auf dem ersten Chromosom könnte für ein einzigartiges
Merkmal des Menschen verantwortlich sein: unser großes Gehirn.
Denn wie zwei Forscherteams entdeckt haben, ist diese NOTCH2NL-Genfamilie nur bei uns
funktionsfähig und besonders ausgeprägt. Ihre Aktivität fördert die Bildung zusätzlicher
Hirnzellen und damit das Wachstum der Großhirnrinde. Sie könnten damit der Treiber
für das Hirnwachstum unserer Vorfahren gewesen sein, so die Forscher im Fachmagazin "Cell".
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Die nächste Stufe der Epigenetik

Der Chemiker Thomas Carell von der LMU München erforscht ungewöhnliche "Buchstaben"
im Erbgut - und erklärt im Interview, was sie über das Lernen und das Leben offenbaren.
zum Interview [594 KB]