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- Gefriergussverfahren – Eine Anleitung für komplex strukturierte MaterialienGefriergussverfahren sind ein kostengünstiger Weg, um hochporöse Materialien mit hierarchischer Architektur, gerichteter Porosität und multifunktionalen inneren Oberflächen herzustellen. Gefriergegossene Materialien eignen sich für viele Anwendungen, von der Medizin bis zur Umwelt- und Energietechnik. Ein Beitrag im Fachjournal „Nature Reviews Methods Primer“ vermittelt nun eine Anleitung zu Gefriergussverfahren, zeigt einen Überblick, was gefriergegossene Werkstoffe heute leisten, und skizziert neue Einsatzbereiche. Ein besonderer Fokus liegt auf der Analyse dieser Materialien mit Tomoskopie.
- IRIS-Beamline an BESSY II mit Nanomikroskopie erweitertDie Infrarot-Beamline IRIS am Speicherring BESSY II bietet nun eine vierte Option, um Materialien, Zellen und sogar Moleküle auf verschiedenen Längenskalen zu charakterisieren. Das Team hat die IRIS-Beamline mit einer Endstation für Nanospektroskopie und Nanoimaging erweitert, die räumliche Auflösungen bis unter 30 Nanometer ermöglicht. Das Instrument steht auch externen Nutzergruppen zur Verfügung.
- Befruchtung unter dem RöntgenstrahlNachdem die Eizelle von einem Spermium befruchtet wurde, zieht sich die Eihülle zusammen und schützt den Embryo, indem sie mechanisch das Eindringen weiterer Spermien verhindert. Diesen neuen Einblick hat nun ein Team des Karolinska Instituts u.a. durch Messungen an den Röntgenlichtquellen BESSY II, DLS und ESRF gewonnen.
- Die Zukunft von BESSYEnde Februar 2024 hat ein Team am HZB einen Artikel in Synchrotron Radiation News (SRN) veröffentlicht. Darin beschreibt es die nächsten Entwicklungsziele für die Röntgenquelle sowie das Upgrade Programm BESSY II+ und die Nachfolgequelle BESSY III.
- Fokussierte Ionenstrahlen: Ein Werkzeug für viele ZweckeMaterialien auf der Nanoskala bearbeiten, Prototypen für die Mikroelektronik fertigen oder biologische Proben analysieren: Die Bandbreite für den Einsatz von fein fokussierten Ionenstrahlen ist riesig. Einen Überblick über die vielfältigen Möglichkeiten und eine Roadmap für die Zukunft haben Expert*innen aus der EU-Kooperation FIT4NANO nun gemeinsam erarbeitet. Der Beitrag ist in Applied Physics Review publiziert und richtet sich an Studierende, Anwender*innen aus Industrie und Wissenschaft sowie die Forschungspolitik.
- Mehr Schwung beim PET-Recycling durch höhere Standards für LaborexperimenteViele Enzyme versprechen, Kunststoff abzubauen. Doch was im Laborexperiment funktioniert, versagt dann oft doch im großen Maßstab. Nun hat der Biochemiker Gert Weber, HZB, gemeinsam mit Uwe Bornscheuer, Uni Greifswald, und dem Chief Scientific Officer Alain Marty von Carbios eine Studie publiziert. Sie zeigt am Beispiel von vier Enzymen, welche Standards Laborexperimente erfüllen sollten, damit Ergebnisse besser vergleichbar sind und erfolgsversprechende Ansätze rascher identifiziert werden können.
- Mikroplastik im Ackerboden: Tomographie zeigt, wo sich die Partikel einlagernEin Team von Forschenden der Universität Potsdam und des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat ein Messverfahren entwickelt, um Bodenproben mit Neutronen und Röntgenlicht zu analysieren und daraus 3D-Tomographien zu erstellen: Dies ermöglicht es erstmals, Mikroplastik im Boden genau zu lokalisieren. Die 3D-Tomographien zeigen, wo sich die Partikel im Boden einlagern und wie sich dadurch Strukturen im Boden verändern – was sich wiederum auf Wasserflüsse und Bodeneigenschaften auswirken kann.
- Quantitative Analyse von zellulären Organellen mit Künstlicher IntelligenzDie Röntgenmikroskopie (Kryo-SXT) ermöglicht hochaufgelöste Einblicke in das Innere von Zellen und Zellorganellen – und das in drei Dimensionen. Bisher wurden die 3D-Datensätze zeitaufwändig manuell analysiert. Nun hat ein Team der Freien Universität Berlin einen Algorithmus entwickelt, der auf einem „gefalteten“ neuronalen Netz basiert. Mit Expertinnen und Experten aus der Zellbiologie (FU Berlin) und der Röntgenmikroskopie am Helmholtz Zentrum Berlin wurde dieser Algorithmus nun erstmals zur Analyse von Zellbestandteilen in Kryo-SXT-Datensätzen eingesetzt. Mit der KI-basierten Analysemethode konnte innerhalb weniger Minuten Zellorganellen identifiziert und detailstarke, komplexe 3D-Abbildungen produziert werden.
- Wieviel Cadmium steckt im Kakao?Kakaobohnen können giftige Schwermetalle wie Cadmium aus dem Boden aufnehmen. Einige Anbaugebiete, insbesondere in Südamerika, sind mit diesen Schwermetallen zum Teil erheblich belastet. Durch das Zusammenspiel verschiedener Röntgenfluoreszenz-Techniken konnte nun ein Team an BESSY II erstmals nichtinvasiv messen, wo sich Cadmium in den Kakaobohnen anreichert: Weniger im Inneren der Bohne, sondern vor allem in der Schale. Weitere Untersuchungen zeigen, dass die Verarbeitung der Kakaobohnen großen Einfluss auf die Schwermetallbelastung haben kann.
- Energiereiche Röntgenstrahlen hinterlassen Spuren im KnochenkollagenEin Team der Charité Berlin hat an BESSY II die Schädigung durch fokussierte hochenergetische Röntgenstrahlung in Knochenproben von Fischen und Säugetieren analysiert. Mit einer Kombination von Mikroskopietechniken konnten sie die Zerstörung von Kollagenfasern dokumentieren. Röntgenmethoden könnten Knochenproben beeinträchtigen, wenn sie über einen längeren Zeitraum gemessen werden, schlussfolgern sie.
- Neutronenexperimente enthüllen, was Knochen funktional hältWas sorgt dafür, dass Knochen gut auf Belastung reagieren? Ein Team der Charité Berlin hat Hinweise auf die Schlüsselfunktion von nicht-kollagenen Eiweißverbindungen entdeckt und wie sie den Knochenzellen helfen, auf äußere Belastungen zu reagieren. An Fischmodellen untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Knochenproben mit und ohne Knochenzellen, um Unterschiede in Mikrostruktur und Wassereinlagerung aufzuklären. Am Berliner Forschungsreaktor BER II gelang es ihnen erstmals, die Wasserdiffusion durch das Knochenmaterial genau zu messen - mit einem überraschenden Ergebnis.
- Neue Monochromatoroptiken für den „tender“ RöntgenbereichBislang war es äußerst langwierig, Messungen mit hoher Empfindlichkeit und hoher Ortsauflösung mittels Röntgenlicht im „tender“ Energiebereich von 1,5 - 5,0 keV durchzuführen. Dabei eignet sich genau dieses Röntgenlicht ideal, um Energiematerialien für Batterien oder Katalysatoren, aber auch biologische Systeme zu untersuchen. Dieses Problem hat nun ein Team aus dem HZB gelöst: Die neu entwickelten Monochromatoroptiken erhöhen den Photonenfluss im „tender“ Energiebereich um den Faktor 100 und ermöglichen so hochpräzise Messungen nanostrukturierter Systeme. An katalytisch aktiven Nanopartikeln und Mikrochips wurde die Methode erstmals erfolgreich getestet.
- 40 Jahre Forschen mit Synchrotron-Licht in BerlinPresseinformation _ Berlin, 14. September 2022: Die Wissenschaft ist seit Jahrzehnten ein wichtiger Treiber für Innovation und Fortschritt in der Hauptstadtregion. Kreative, talentierte Menschen aus der ganzen Welt kommen zusammen und bringen neue Ideen voran, von denen wir als Gesellschaft profitieren. Viele Entdeckungen – von grundlegenden Erkenntnissen bis zum fertigen Produkt – beruhen auf der Forschung mit Synchrotron-Licht. Seit 40 Jahren haben Forscher*innen in Berlin Zugang zu diesem intensiven Licht. Dies beflügelt viele Wissenschaftsdisziplinen und ist ein Standortvorteil für Deutschland.
- Mit Künstlicher Intelligenz die „Fingerabdrücke“ von Molekülen errechnenMit konventionellen Methoden ist es extrem aufwändig, den spektralen Fingerabdruck von größeren Molekülen zu berechnen. Dies ist aber eine Voraussetzung, um experimentell gewonnene Messdaten korrekt zu interpretieren. Nun hat ein Team am HZB mit selbstlernenden Graphischen Neuronalen Netzen sehr gute Ergebnisse in deutlich kürzerer Zeit erzielt.
- Neue Entdeckungen zur Zinkspeicherung im KörperViele Menschen leiden an Zinkmangel, welcher Immunschwäche bei Erwachsenen und insbesondere bei Kindern zur Folge hat. Dies ist z.B. in der mexikanischen Bevölkerung eine Herausforderung für das Gesundheitssystem. Forschende vor Ort suchen nach Erklärungen und haben mit einer internationalen Gruppe von Synchrotronexpert*innen neue Erkenntnisse gewonnen – und zwar an Drosophila-Fliegen, die als Modellsystem auch für den menschlichen Zink-Stoffwechsel dienen können.
Dank Strahlzeiten an BESSY II und an der SLS (PSI) konnten sie aufzeigen, dass die Zinkvorräte in Drosophila-Fliegen vom Tryptophan-Gehalt in der Nahrung abhängen. - Magnetische Nanopartikel in biologischen Trägern einzeln charakterisiertMagnetische Nanostrukturen sind vielversprechende Werkzeuge für medizinische Anwendungen. Eingebaut in biologische Vehikel, lassen sich diese dann durch externe Magnetfelder an ihren Einsatzort im Körper steuern, wo sie Medikamente freisetzen oder Krebszellen zerstören können. Dazu ist jedoch die genaue Kenntnis der magnetischen Eigenschaften solcher Nanoteilchen nötig. Bisher konnten solche Informationen nur gemittelt über tausende Nanopartikel gewonnen werden. Nun hat ein Team am HZB eine Methode entwickelt, um die charakteristischen Parameter jedes einzelnen magnetischen Nanopartikels zu bestimmen.
- Nutzerforschung an BESSY II: Was passiert in Biofilmen?Die meisten Bakterien haben die Fähigkeit, sich zu Gemeinschaften zusammenzuschließen. Sie bilden Biofilme, die auf den unterschiedlichsten Oberflächen haften und schwer zu entfernen sind. Dies kann zu großen Problemen führen, zum Beispiel in Krankenhäusern oder in der Lebensmittelindustrie. Nun hat ein internationales Team unter Leitung der Hebrew University, Jerusalem, und der Technischen Universität Dresden ein Modellsystem für Biofilme an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II am HZB und der ESRF in Grenoble untersucht und dabei herausgefunden, welche Rolle die Strukturen im Inneren des Biofilms bei der Verteilung von Nährstoffen und Wasser spielen.
- HZB koordiniert europäische Kooperation zur Entwicklung von Wirkstoffen gegen CoronaDie Röntgenstrukturanalyse an BESSY II ermöglicht die systematische Prüfung von vielen tausend Molekülen, die die Reproduktion und Virulenz von SARS-CoV2-Viren hemmen könnten. Nun hat ein Team am HZB mit Partnern aus Österreich und der Tschechischen Republik das Projekt NECESSITY aufgesetzt, um im Hochdurchsatzverfahren mehr als 8000 Verbindungen zu untersuchen und Wirkstoffe gegen COVID-19 zu entwickeln.
- Synchrotrons beschleunigen Corona-ForschungEine Information des Komitees für Forschung mit Synchrotronstrahlung (KFS)
Synchrotrons wurden ursprünglich von Physikern gebaut, um Teilchen zu erforschen. Heute werden sie auch gegen COVID-19 eingesetzt. Die Projekte sind so vielfältig wie die Nutzerschaft: Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen wie BioNTech. - BESSY II: Universellen Regulationsmechanismus in Pflanzenzellen entdecktIn einer Pionierarbeit konnte ein deutsch-japanisches Team an BESSY II die 3D-Struktur eines katalytischen Metallo-Proteins bestimmen, das in allen Pflanzenzellen eine wichtige Rolle spielt. Es handelt sich dabei um die DYW-Desaminase-Domäne des so genannten RNA-Editosoms. In dieser DYW-Domäne sitzt ein Zink-Ion, dessen Aktivität mit einem sehr ungewöhnlichen Mechanismus kontrolliert wird. Das Team konnte nun diesen Mechanismus erstmals im Detail aufklären. Die Studie in Nature Catalysis gilt als Durchbruch auf dem Gebiet der molekularen Pflanzenbiologie und hat weitreichende biotechnologische Implikationen.
- „Der Erkenntnisgewinn der Strukturbiologie ist seit fünf Jahrzehnten ungebrochen“
Prof. Dr. Udo Heinemann arbeitet am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin und forscht seit 40 Jahren in der Strukturbiologie. Von 2008 bis 2012 war er Mitglied im Advisory Committee der European Protein Database. Im Interview spricht er darüber, welchen Mehrwert die Proteindatenbank für die Forschung heute bringt und warum es wichtig ist, dass es in Berlin spezialisierte Strahlrohre für die biologische Strukturanalyse gibt.
- Kandidaten für Coronamedikamente an Röntgenlichtquelle von DESY identifiziertAn der hochbrillanten Röntgenlichtquelle PETRA III von DESY hat ein Team aus über 30 Forschungseinrichtungen mehrere Kandidaten für Wirkstoffe gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 identifiziert. Sie binden an ein wichtiges Protein des Virus und könnten damit die Basis für ein Medikament gegen Covid-19 sein. Das MX-Team aus dem HZB hat dabei einen Teil der Messdaten mit speziellen Analyseprogrammen untersucht, um passende Wirkstoffe zu identifizieren. Die Studie erschien jetzt im renommierten Fachjournal Science.
- Tomographie bringt Einblicke in die frühe Evolution der KnochenFast alle Wirbeltiere besitzen Knochen mit eingebetteten Knochenzellen, die über unzählige Nano-Kanälchen miteinander verbunden sind. Doch wann im Lauf der Evolution ist dieses komplexe Netzwerk entstanden und wieso hat es sich weitgehend durchgesetzt? Ein Team von Paläontologen am Museum für Naturkunde Berlin hat nun erstmals in rund 400 Millionen Jahre alten Fossilien von Meereslebewesen solche Strukturen in beispiellos hoher Auflösung analysiert. Um diese Strukturen sichtbar zu machen, hatten Tomographie-Experten am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) die Proben unter fokussiertem Ionenstrahl im Rasterelektronenmikroskop untersucht und aus den Daten 3D-Abbildungen mit Auflösungen im Nanometerbereich errechnet.
- HZB beteiligt sich an DFG-Gruppe zu Materialwissenschaften in der ZahnmedizinZahnärztliche Füllungen oder Kronen sind großen Belastungen ausgesetzt. Mit Ansätzen aus Materialwissenschaften und Zahnmedizin wollen Forschende an der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Technischen Universität (TU) Berlin nun die eingesetzten Materialien untersuchen und beständiger machen. Die interdisziplinäre Forschungsgruppe „InterDent“, an der auch das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPI-KG) beteiligt sind, wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 2,1 Millionen Euro zunächst für drei Jahre gefördert.
- Nanomuster aus Protein-Molekülen unter dem Kryo-ElektronenmikroskopEin Team vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) konnte mit Kryo-Elektronenmikroskopie in einer Probe aus Proteinen regelmäßige, zweidimensionale Strukturen in der Form von Pascal-Dreiecken nachweisen. Die Proben wurden in einem Labor von chinesischen Kooperationspartnern synthetisiert. Die Methode hat Potenzial, um auch Energiematerialien neu zu entdecken.
- Neue Molekülbibliothek für systematische Suche nach WirkstoffenUm die systematische Entwicklung von Medikamenten zu beschleunigen, hat das MX-Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) mit der Drug Design Gruppe der Universität Marburg eine neue Substanzbibliothek aufgebaut. Sie besteht aus 1103 organischen Molekülen, die als Bausteine von neuen Wirkstoffen infrage kommen. Das MX-Team hat diese Bibliothek nun in Kooperation mit der FragMAX-Gruppe am MAX IV validiert. Die Substanzbibliothek des HZB steht weltweit für die Forschung zur Verfügung und spielt auch bei der Suche nach Wirkstoffen gegen SARS-CoV-2 eine Rolle.
- Nutzerforschung an BESSY II: Einblick in das Auge der PflanzenPflanzen nutzen Licht nicht nur für die Photosynthese. Die Pflanzenzelle hat zwar keine Augen, kann aber dennoch Licht wahrnehmen und damit ihr Umfeld. Dabei spielen Phytochrome, bestimmte türkisfarbige Proteine, die zentrale Rolle. Wie genau sie funktionieren, ist noch unklar. Nun konnte das Team um den Pflanzenphysiologen Jon Hughes (Justus-Liebig-Universität Gießen) an BESSY II die dreidimensionale Architektur von verschiedenen pflanzlichen Phytochrom-Molekülen entschlüsseln. Dabei zeigt sich, wie Licht die Struktur des Phytochroms verändert, so dass die Zelle das Lichtsignal weiterleitet, um die Entwicklung der Pflanze entsprechend zu steuern.
- Corona-Forschung: Konsortium aus Berliner Forschung und Industrie sucht WirkstoffeDie Berliner Biotech-Firma Molox GmbH und ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben ein Konsortium aus regionalen Forschergruppen und BASF initiiert. Gemeinsam wollen sie einen Startpunkt für die Entwicklung eines möglichen Wirkstoffs gegen das neue Coronavirus identifizieren. Ziele potenzieller Hemmstoffe werden bestimmte SARS-CoV2-Proteine sein, die die Ausbreitung oder Infektiosität der Viren begünstigen. An den Forschungsarbeiten sind auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin beteiligt.
- Corona-Forschung an BESSY II: Zwei Tage Messbetrieb für die Suche nach dem richtigen SchlüsselDie Berliner Synchrotronquelle BESSY II des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) nimmt für zwei Tage den Betrieb wieder auf. Mit der intensiven Röntgenstrahlung von BESSY II wollen Forscher nach Wirkstoffen gegen das Coronavirus SARS-CoV2 suchen. Fast zweihundert Proben aus einem wichtigen Protein des Virus werden in den kommenden Stunden untersucht. Die Proben sind mit unterschiedlichen Molekülen getränkt, die als Bestandteile von Wirkstoffen in Frage kommen. Die Analysen werden zeigen, ob bestimmte Moleküle besonders gut an das Proteinmolekül andocken und damit die Vermehrung des Virus behindern können. Diese Moleküle könnten Bestandteile eines künftigen Wirkstoffs werden.
- Coronavirus SARS-CoV2: BESSY II-Daten beschleunigen die Suche nach WirkstoffenEin Coronavirus hält die Welt in Atem. SARS-CoV-2 ist hochansteckend und kann schwere Lungenentzündung mit Atemnot (COVID-19) verursachen. Weltweit sucht die medizinische Forschung nach Möglichkeiten, wie man die Vermehrung der Viren mithilfe von Medikamenten verhindern kann. Ein Team der Universität Lübeck und am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) hat dafür einen vielversprechenden Ansatz gefunden. Mithilfe des hochintensiven Röntgenlichts der Berliner Synchrotronquelle BESSY II haben sie die dreidimensionale Architektur der viralen Hauptprotease von SARS-CoV-2 entschlüsselt. Die virale Hauptprotease ist an der Vermehrung des Virus beteiligt.
- 20 Prozent mehr Patienten erhielten 2019 eine Protonentherapie
Seit mehr als 20 Jahren bieten die Charité – Universitätsmedizin Berlin und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) gemeinsam die Bestrahlung von Augentumoren mit Protonen an. 2019 wurden so viele Patienten wie noch nie zuvor in Berlin-Wannsee behandelt. 276 Patienten – und damit 20 Prozent mehr als im Vorjahr – unterzogen sich der Protonentherapie. Die Behandlung ist auf Aderhautmelanome des Auges spezialisiert. Der Protonenbeschleuniger am HZB ist die einzige Therapiestätte für diese Erkrankung in Deutschland.
- Neuer Detektor beschleunigt die ProteinkristallographieAn einer der drei MX-Beamlines am HZB wurde letzte Woche ein neuer Detektor installiert. Im Vergleich zum alten Detektor ist der neue besser, schneller und empfindlicher. Er ermöglicht es, binnen kürzester Zeit vollständige Datensätze von komplexen Proteinen aufzunehmen.
- Röntgenmikroskopie an BESSY II: Nanopartikel können Zellen verändernNanopartikel dringen leicht in Zellen ein. Wie sie sich dort verteilen und was sie bewirken, zeigen nun erstmals hochaufgelöste 3D-Mikroskopie-Aufnahmen an den Synchrotronlichtquellen BESSY II und ALBA. So reichern sich bestimmte Nanopartikel bevorzugt in bestimmten Organellen der Zelle an. Dadurch kann der Energieumsatz in der Zelle steigen. „Die Zelle sieht aus wie nach einem Marathonlauf, offensichtlich kostet es Energie, solche Nanopartikel aufzunehmen“, sagt Hauptautor James McNally.
- Sehen, riechen, schmecken: Wie Biomoleküle in Sinneszellen funktionierenEin Team hat analysiert, wie sich das Biomolekül Rhodopsin nach der Aktivierung durch Licht verändert. Rhodopsin spielt beim Sehen eine zentrale Rolle, ist aber auch ein Prototyp für Rezeptoren in anderen Sinnesorganen. Ein neu entwickeltes Infrarotspektrometer an BESSY II hat es ermöglicht, diese Untersuchung erstmals unter natürlichen Bedingungen durchzuführen. Mit der neuen Methode lassen sich schnelle, irreversible Reaktionen mit nur einer einzigen Messung beobachten. Bislang mussten dafür tausende solcher Reaktionen ausgewertet werden. Viele biologische Prozesse sind jedoch irreversibel und lassen sich nicht zyklisch wiederholen.
- Krebsforschung an BESSY II: Bindungsmechanismen von therapeutischen Substanzen entschlüsseltIn Tumorzellen ist die DNA im Vergleich zu normalen Körperzellen verändert. Wie solche Veränderungen verhindert oder gehemmt werden können, ist ein spannendes Forschungsgebiet mit großer Relevanz für die Entwicklung von Krebsbehandlungen. Ein interdisziplinäres Team hat nun durch Proteinkristallographie an BESSY II die möglichen Bindungsmechanismen von bestimmten therapeutischen Substanzen aus der Gruppe der Tetrazolhydrazide an ein entscheidendes Protein in der Zelle analysiert.
- Röntgenanalyse an BESSY II zeigt, wie Malaria-Wirkstoffe die Erreger bekämpfenMalaria zählt zu den bedrohlichsten Infektionserkrankungen weltweit. Nun konnte ein internationales Team Malaria-Erreger in roten Blutkörperchen unter natürlichen Bedingungen mit Röntgenmikroskopie an BESSY II und den Synchrotonquellen ALBA und ESRF untersuchen. Die Auswertung zeigt, über welche Mechanismen Wirkstoffe die Erreger angreifen. Dies könnte dazu beitragen, Wirkstoffe und Therapien gezielt zu verbessern.
- So schnell wie noch nie – Neutronentomographie zeigt, wie Wurzeln "trinken"Ein Team von Forschenden aus Potsdam, Berlin und Grenoble konnte mit ultraschneller 3D-Neutronenbildgebung den Transport von Wasser im Boden und die anschließende Aufnahme durch die Wurzeln von Lupinen visualisieren. Die ultrakurze Neutronentomographie, die am HZB entwickelt wurde, erzeugt alle 1,5 Sekunden eine vollständige 3D-Aufnahme und ist damit siebenmal so schnell wie zuvor. Die Erkenntnisse sind hilfreich, um die Wasser- und Nährstoffaufnahme von Nutzpflanzen besser zu verstehen. Die Messungen fanden an der Neutronenquelle des Instituts Laue Langevin in Grenoble, Frankreich statt. Die Methode ist auch für die Analyse von Transportprozessen in anderen Materialien interessant.
- Neuer Probenhalter für die ProteinkristallographieEin HZB-Team hat einen neuartigen Probenhalter entwickelt, der die Messung von Proteinkristallen deutlich erleichtert. In einem kurzen Video zeigen die Forscher, wie Proteine in Lösung auf den neuen Probenhaltern selbst auskristallisieren und im Anschluss an den MX-Beamlines von BESSY II analysiert werden können. Ein Patent ist bereits erteilt und ein Hersteller gefunden.
- IM FOKUS: Mit BESSY II im Kampf gegen den PlastikmüllKunststoffe sind wunderbare Materialien: extrem vielseitig und nahezu ewig haltbar. Doch genau das ist ein Problem, denn nach nur rund 100 Jahren Kunststoffproduktion befinden sich inzwischen Plastik-Partikel überall, im Grundwasser, in den Ozeanen, in der Luft und in der Nahrungskette.
- Älteste vollständig erhaltene Lilie entdecktBereits vor 115 Millionen Jahren waren tropische Blütenpflanzen offenbar sehr vielfältig und zeigten alle typischen Merkmale. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam unter Leitung von Clément Coiffard, Museum für Naturkunde Berlin. Das Team berichtet in der renommierten Fachzeitschrift Nature Plants über die älteste vollständig erhaltene Lilie, Cratolirion bognerianum, die an einem Fundort im heutigen Brasilien entdeckt wurde. Mit Hilfe von 3D-Computertomographien am Helmholtz-Zentrum Berlin ließen sich auch Details auf der Rückseite der fossilisierten Pflanze analysieren. Die Ergebnisse werfen neue Fragen über die Rolle der Tropen bei der Entwicklung damaliger und heutiger Ökosysteme auf.
- „Molekulare Schere“ für den PlastikmüllEin Team der Universität Greifswald und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) hat an BESSY II die Struktur eines wichtigen Enzyms ("MHETase") entschlüsselt. Die MHETase wurde in einem Bakterium entdeckt und ist in der Lage, zusammen mit einem zweiten Enzym, der PETase, den weit verbreiteten Kunststoff PET in seine Grundbausteine zu zerlegen. Die 3D-Struktur der MHETase ermöglichte es den Forschern bereits, die Aktivität dieses Enzyms gezielt zu optimieren, um es zusammen mit der PETase für das nachhaltige Recycling von PET zu nutzen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
- Herausragende Masterarbeit zur Struktur und Funktion eines Bakterien-Enzyms gewürdigtDie Doktorandin Lena Graß aus der Arbeitsgruppe Strukturbiochemie der Freien Universität Berlin ist am 17. Dezember 2018 mit dem Masterpreis der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie e.V. (GBM) ausgezeichnet worden. Für ihre Masterarbeit an der Freien Universität Berlin und den MX-Beamlines von BESSY II hat sie die Struktur und Funktion einer so genannten RNA-Helikase entschlüsselt.
- ERC-Synergy-Grant mit HZB-Beteiligung eingeworbenNeuartiges Röntgenmikroskop soll Mikrostrukturen in situ und in vivo abbilden
- Neutronentomographie: Einblick ins Innere von Zähnen, Wurzelballen, Batterien und BrennstoffzellenEinen umfassenden Überblicksbeitrag über bildgebende Verfahren mit Neutronen hat ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Europäischen Spallationsquelle ESS im renommierten Fachjournal Materials Today (Impaktfaktor 21,6) publiziert. Die Autoren berichten über die neuesten Entwicklungen in der Neutronentomographie. An Beispielen zeigen sie die Einsatzmöglichkeiten dieser zerstörungsfreien Methode auf. Neutronentomographien haben Durchbrüche in der Zahnmedizin, Kunstgeschichte, Pflanzenphysiologie, Paläobiologie, Batterieforschung oder Werkstoffanalyse ermöglicht.
- Experiment an BESSY II zeigt, wie der Kompass in magnetisch empfindlichen Bakterien funktioniertBakterien sind ungeheuer vielfältig, nicht nur von Gestalt, sondern auch in ihren Eigenschaften. Magnetotaktische Bakterien können mit Hilfe von magnetischen Nanopartikeln das Erdmagnetfeld „spüren“. Nun hat eine Kooperation aus spanischen Teams und einer Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin den inneren Kompass in Magnetospirillum gryphiswaldense an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht. Die Ergebnisse können für die Entwicklung von biomedizinischen Anwendungen wie Nanorobotern und Nanosensoren nützlich sein.
- Neues Röntgenspektrometer ermöglicht es, Einzelschritte der Photosynthese zu beobachtenHZB Wissenschaftler haben an BESSY II ein neuartiges Spektrometer entwickelt, das detaillierte Einblicke in Katalyse-Prozesse an Metall-Enzymen ermöglicht. In internationaler Zusammenarbeit gelang es ihnen, einzelne Prozesse im Photosystem II aufzuklären. Ihre Studie haben sie nun in der Zeitschrift Structural Dynamics veröffentlicht. Das Photosystem II gehört zur Photosynthese, die u.a. in Pflanzen und Algen stattfindet und Sonnenenergie in chemische Energie umwandelt.
- Nutzerforschung am BER II: Lupinenwurzeln beim Trinken zugeschautLupinen bilden nicht nur bunte Blüten aus, sondern auch nahrhafte, eiweißreiche Bohnen. Wie diese Pflanzen mit ihren Wurzeln im Boden Wasser ziehen, hat nun ein Team der Universität Potsdam an der Berliner Neutronenquelle BER II erstmals in 3D beobachtet. Dafür verbesserten sie zusammen mit der HZB-Bildgebungsgruppe die Zeitauflösung der Neutronentomographie gleich um mehr als das Hundertfache: Alle zehn Sekunden erstellten sie eine detaillierte 3D-Aufnahme. Diese ultraschnelle Neutronentomographie ist auch für die Analyse dynamischer Prozesse in porösen Materialien generell geeignet.
- HZB und Freie Universität Berlin gründen gemeinsame Forschergruppe „Röntgenmikroskopie“, um komplexe Vorgänge in Zellen zu untersuchenIm Mai startet die gemeinsame Forschergruppe „Röntgenmikroskopie“, in der die Teams von Prof. Dr. Gerd Schneider (Helmholtz-Zentrum Berlin) und Prof. Dr. Helge Ewers (Freie Universität Berlin) ihre Expertisen bündeln. Während Ewers‘ Gruppe ihre Erfahrung auf dem Gebiet der Lichtmikroskopie und der biologischen Grundlagenforschung einbringt, betreut die HZB-Arbeitsgruppe die Röntgenmikroskopie an der Synchrotronquelle BESSY II. Beide Methoden helfen Forscherinnen und Forschern, einen detaillierten Einblick in die Abläufe innerhalb von Zellen zu bekommen.
- Das HZB-Röntgenmikroskop TXM steht wieder bereitDas Röntgenmikroskop HZB-TXM ist wieder in Betrieb. Das TXM ermöglicht Aufnahmen mit deutlich besserer Qualität im Vergleich zum Vorgängermodell.
- HZB und Freie Universität Berlin bauen die gemeinsame Forschergruppe „Makromolekulare Kristallographie“ aufSeit acht Jahren kooperiert die HZB-Arbeitsgruppe „Makromolekulare Kristallographie“ erfolgreich mit dem Lehrstuhl „Strukturbiochemie“ unter der Leitung von Prof. Markus Wahl an der Freien Universität Berlin. Nun wird sich diese Zusammenarbeit weiter intensivieren. Beide Einrichtungen bauen eine gemeinsame Forschergruppe auf, um biochemische Vorgänge bei der Verarbeitung von genetischen Informationen zu untersuchen. Die Forschergruppe profitiert dabei insbesondere vom Zugang zu den drei MX-Beamlines, an denen Proteinkristalle mit dem Synchrotronlicht von BESSY II untersucht werden können.
- Methodenentwicklung an BESSY II: Automatische Auswertung beschleunigt die Suche nach neuen WirkstoffenDie MX-Beamlines der Röntgenquelle BESSY II am HZB sind auf die hochautomatisierte Strukturanalyse von Proteinkristallen spezialisiert. Mit bereits über 2000 bestimmten Proteinstrukturen sind sie in Deutschland mit Abstand die produktivsten Beamlines dieser Art und werden von Forschung und Industrie stark nachgefragt. Nun haben Teams der Philipps-Universität Marburg und des HZB auch die Auswertung der Datensätze automatisiert: Das neu entwickelte Computerprogramm (Expertensystem) identifiziert aus den Rohdaten einer Röntgenstrukturanalyse diejenigen Molekülfragmente, die sich als Startpunkt für die Entwicklung eines Wirkstoffs eignen. An einer Serie von 364 Proben demonstrierten die Kooperationspartner, dass das Expertensystem zuverlässig arbeitet und die Suche nach einem passenden Wirkstoff beschleunigen kann. Die Arbeit ist im Journal Structure publiziert.
- Aus der Forschung der Nutzer: Wie Wasser Glas bewegtPflanzen nutzen Kapillarkräfte, um Flüssigkeit hochzuziehen. Dafür besitzen sie ein Netz aus dünnen Röhren (Kapiilaren), das auch dafür sorgt, dass sich das Material bei Flüssigkeitsaufnahme ausdehnt. Auch bei Zapfen von Nadelbäumen verhält es sich so. Ein Team am Lehrstuhl für Biogene Polymere der Technischen Universität München (TUM) am Wissenschaftszentrum Straubing (WZS) hat nun die pflanzlichen Bestandteile durch Silikatglas ersetzt. Dabei stellten sie fest, dass sich auch die Schuppen des künstlich versteinerten Zapfens bei Aufnahme von Feuchtigkeit bewegen. Untersuchungen an der Synchrotronquelle BESSY II in Berlin zeigten, dass die innere Struktur des Kiefernzapfens auch im fossilisierten Zustand bin in den Nanometerbereich erhalten bleibt. Die Arbeit legt Grundlagen für eine neue Generation von Sensoren.
- Nutzerforschung an BESSY II: Was Zähne fester macht als jedes bekannte künstliche MaterialDentin gilt als einer der beständigsten biologischen Stoffe überhaupt. Wie Wissenschaftler der Charité–Universitätsmedizin Berlin nun zeigen konnten, ist es in seiner Zusammensetzung langlebiger als jedes künstlich geschaffene Material. Der Grund dafür liegt in seinen winzigen Nanostrukturen und hier insbesondere im Wechselspiel der einzelnen Komponenten. Die präzise Interaktion zwischen Proteinfasern und mineralischen Nanopartikeln ist dafür verantwortlich, dass Dentin ausgesprochen hohem Druck standhalten kann. Dies haben Messungen an der Synchrotronquelle BESSY II des Helmholtz-Zentrums Berlin nachgewiesen. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift Chemistry of Materials veröffentlicht.
- Gemeinsame Plattform für die Makromolekulare Kristallographie an europäischen SynchrotronenUm Biostrukturen und damit die Baupläne des Lebens zu entschlüsseln, nutzen Forscher das hochintensive Röntgenlicht von Synchrotronstrahlungsquellen. Seit 2012 gibt es eine Kooperationsvereinbarung, um an mehreren europäischen Quellen gemeinsame Software-Standards zu etablieren. Das Ziel: Die acht beteiligten Synchrotrone wollen an den 30 Experimentierplätzen für die Makromolekulare Kristallographie nutzerfreundliche, standardisierte Bedingungen schaffen, die das Arbeiten für die Forschergruppen erleichtern. Im neuen Projekt „MXCuBE3“ wird die vorhandene Software-Plattform an neuste technologische Entwicklungen angepasst.
- Gemeinsames Treffen der Strukturbiologen in Berlin: der 6. Joint-MX-Day am 23. September 2015 am HZBDie Hauptstadt hat sich in den letzten Jahren zu einem Hotspot der Strukturbiologie in Deutschland entwickelt. Entscheidend dazu beigetragen hat das hohe Maß an Kooperation zwischen außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Universitäten. Aber auch Wissenschaft und Industrie arbeiten in der Strukturbiologie sehr eng zusammen. Am 23. September 2015 findet der 6. Joint-MX-Day statt, bei dem sich Forscher über neue Methoden, Ansätze und Erkenntnisse in der Strukturbiologie austauschen werden.
- Gerd Schneider erhält Professur für Röntgenmikroskopie an der Humboldt-Universität zu BerlinGerd Schneider (HZB) hat den Ruf auf eine W2-S-Professur "Röntgenmikroskopie" am Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin am 29. April 2015 angenommen. Die Professur ist verbunden mit der Leitung der Arbeitsgruppe „Röntgenmikroskopie“ am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. Mit seinem Team entwickelt der international anerkannte Experte neue Methoden und Anwendungen für die Röntgenmikroskopie, die entscheidende Beiträge für viele wissenschaftlichen Disziplinen – von der Material- und Energieforschung bis hin zu den Lebenswissenschaften – liefert.
- Das Geheimnis starker Zähne: Nanostrukturen unter SpannungErgebnisse könnten in das Design neuer keramischer Materialien einfließen
- Neutronen und Röntgen-CT zeigen, wie stabilere Zahnfüllungen gelingenEs gibt nicht nur unterschiedliche Materialien für Zahnfüllungen, sondern auch unterschiedliche Methoden, um das Füllmaterial anzurühren. Welche Zubereitung zum besten Ergebnis führt, ist nicht leicht herauszufinden. Ein Team aus Kopenhagen hat nun einen Weg gefunden, diese Frage für eine wichtige Klasse von Zahnfüllmaterialien zu beantworten: Sie untersuchten unterschiedlich angerührte Zahnfüllungen auf Basis eines Glasionomerzements mit Röntgen- und Neutronentomographie am HZB. Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Zubereitung eine große Rolle spielt, um flüssigkeitsgefüllte Poren zu vermeiden, die die Stabilität der Füllung verringern. Die Arbeit ist nun in Scientific Reports publiziert.
- 2500 Augentumor-Patienten von der Charité mit Protonen am Helmholtz-Zentrum Berlin bestrahltAm Freitag, dem 21. November 2014, wurde um 16:10 Uhr die Bestrahlungsserie der 2500. Protonentherapiepatientin, am Helmholtz-Zentrum Berlin erfolgreich abgeschlossen. Seit 1998 behandelt die Augenklinik der Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, in Kooperation mit der dortigen Klinik für Radioonkologie und Strahlentherapie Augentumore, insbesondere Aderhautmelanome, mit dem Protonenstrahl des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie am Campus Lise-Meitner in Berlin Wannsee.
- „Multispektral - Brille“ für das RasterelektronenmikroskopReflektionszonenplatten aus dem HZB ermöglichen den präzisen Nachweis von leichten Elementen in Materialproben unter dem Rasterelektronenmikroskop, indem sie hohe Auflösung im Energiebereich von 50 – 1120 eV bieten.
- Proteine: Neue Materialklasse entdecktDeutsch-chinesisches Forscherteam führt zentrale Untersuchungen zu „Protein Crystalline Frameworks“ an BESSY II des HZB durch
- GDCh zeichnet Sebastian Seiffert ausProf. Dr. Sebastian Seiffert erhält eine weitere Auszeichnung für seine Forschungsarbeit. Die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) hat mitgeteilt, dass Seiffert den Preis für Nachwuchswissenschaftler auf dem Gebiet der Makromolekularen Chemie erhalten wird. Der Preis wird ihm im Rahmen der Konferenz "Polymers and Energy" überreicht, die vom 14. bis 16. September in Jena stattfindet.
- „Haut mit Muskeln“: Einfache Formeln beschreiben komplexes VerhaltenHZB-Forscher hilft Chemikern, mechanische Eigenschaften „biomimetischer“ Materialien zu verstehen
- Schärfer sehen mit RöntgenlichtHZB Team entwickelt dreidimensionale Röntgenoptiken für Volumenbeugung
- Neues Behandlungskonzept gegen KrebsEin Forscherteam von fünf schwedischen Universitäten hat einen neuen Weg gefunden, Krebs zu behandeln. Ihr Konzept haben die Wissenschaftler jetzt im Fachjournal „Nature“ vorgestellt. Es basiert darauf, ein für Krebszellen charakteristisches Enzym mit der Bezeichnung MTH1 zu blockieren. Im Gegensatz zu normalen Zellen brauchen Krebszellen MTH1, um zu überleben. Ohne MTH1 werden oxidierte Nukleotide in die Krebs-DNA integriert – letale DNA-Doppelstrangbrüche sind die Folge.
- Kristalle in Wissenschaft und Technik: Ergebnisse auf der 22. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie in BerlinDie Kristallographie hat enorm zum Fortschritt des 20. und 21. Jahrhundert beigetragen und ein grundlegendes Verständnis von Prozessen in vielen Lebensbereichen ermöglicht. Die Vielfalt der interdisziplinären Wissenschaft zu Struktur und Eigenschaften von Kristallen, ihrer Synthese und Anwendungsmöglichkeiten wird vom 17. bis 20. März 2014 bei der 22. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie (DGK) in Berlin präsentiert.
- Humboldt-Forschungspreis ermöglicht Stephen P. Cramer Gastaufenthalt in BerlinDer renommierte Experte für Synchrotron-Spektroskopie Professor Stephen P. Cramer hat einen Humboldt-Forschungspreis erhalten. Dies ermöglicht ihm nun, im kommenden Jahr eng mit einem Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Freien Universität Berlin zusammen zu arbeiten. Cramer wurde durch Professor Emad Aziz nominiert, der an HZB und der Freien Universität ein gemeinsames Labor leitet (Joint Lab for Ultrafast Dynamics in Solution and at Interfaces). Cramer ist Advanced Light Source Professor an der University of California, Davis, und forscht am Lawrence Berkeley National Laboratory.
- Das aktive Zentrum der Thiolase blockierenWissenschaftler der finnischen Universität Oulu und des HZB schaffen Grundlage für Erforschung neuer Medikamente gegen Schlafkrankheit
- Festsymposium zur 1000. Proteinstruktur an BESSY IIIm Juli 2013 wurde die 1000. Proteinstruktur veröffentlicht, die auf bei BESSY II gemessenen Daten beruht. Aus diesem Anlass lädt das HZB am Mittwoch, den 16.10.2013, zu einem Festsymposium ein.
- Göttinger Wissenschaftler entschlüsseln am BESSY II grundlegende Wirkprinzipien biochemischer ReaktionenEnzyme sind die molekularen Katalysatoren des Lebens mit vitalen Funktionen im Stoffwechsel jeder Zelle. Bisher wurde spekuliert, dass Enzyme bei der Durchführung biochemischer Reaktionen ihre Ausgangsstoffe regelrecht verbiegen und dadurch spalten können. Wissenschaftlern am Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB) ist es nun erstmals gelungen, diese Hypothese zweifelsfrei zu bestätigen. Dazu nutzten sie die MX-Beamline an BESSY II. Die Ergebnisse der Studie sind in der renommierten Fachzeitschrift Nature Chemistry erschienen.
- Neue Werkzeuge, um molekulare Wechselwirkungen zu verstehenChemische Prozesse in Organismen aber auch in anorganischen „nassen“ Systemen wie Katalysatoren oder neuen funktionalen Materialien sind höchst komplex und viele sind bisher nur sehr grob verstanden. Denn es ist überaus schwierig, experimentell zu verfolgen, wie Atome oder Moleküle in Lösung miteinander reagieren, Bindungen eingehen oder auflösen. Bisher konnten Forscher mit spektroskopischen Verfahren nur eine Überlagerung aller Wechselwirkungen beobachten, nicht jedoch einzelne Bindungsvorgänge unterscheiden. Das könnte sich durch eine aufsehenerregende Arbeit von HZB-Forschern um Emad Flear Aziz nun ändern. Er entwickelte ein verfeinertes Messverfahren, mit dem er eine Art Fingerabdruck der Wechselwirkungen nehmen kann. Aus diesem „Fingerabdruck“ lassen sich mit Hilfe eines theoretischen Werkzeugs, das Oliver Kühn, Universität Rostock, entwickelt hat, einzelne Reaktionen identifizieren. Die Arbeit ist nun in den Physical Review Letters veröffentlicht.
- International Conference in Neutron Scattering 2013Über 800 Teilnehmer hatten sich vom 8-12 Juli 2013 in Edinburgh getroffen, um über Forschung mit Neutronen und die Fortschritte in der Instrumentierung zu diskutieren. Aus den rund 650 Posterbeiträgen wählte eine Jury 16 besonders herausragende Poster aus, von denen zwei aus dem HZB stammen.
- 1000. Proteinstruktur an BESSY II entschlüsseltIm Juli 2013 wurde die 1000. Proteinstruktur veröffentlicht, die auf bei BESSY gemessenen Daten beruht. Dabei handelt es sich um ein Protein aus der Gruppe der Sirtuine, die bei Alterungs-, Stress- und Stoffwechselprozessen im menschlichen Organismus eine Rolle spielen. Die Wissenschaftler um Prof. Clemens Steegborn von der Universität Bayreuth konnten dabei einen raffinierten Mechanismus entschlüsseln, mit dem ein Wirkstoff die Aktivität eines Sirtuins hemmen kann. Die Ergebnisse wurden in dem renommierten Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences USA veröffentlicht und könnten Wege zu neuen Tumortherapien aufzeigen.
- Wie die Zelle ein molekulares Messer sicher verwahrtAlles Leben auf der Erde wird durch zelluläre Prozesse ermöglicht, die zeitlich und räumlich streng kontrolliert ablaufen müssen. Forscher des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen und der Freien Universität Berlin haben jetzt mithilfe von Messungen an der MX-Beamline von BESSY II einen neuen Mechanismus aufgeklärt, der einen lebenswichtigen Prozess bei der Genexpression in höheren Organismen steuert. Versagt dieser Steuerungsmechanismus, kann dies beim Menschen zum Erblinden führen. (Science, 23. Mai 2013).
- Humboldt-Stipendiat verstärkt Aziz-TeamAb 1. Juni kommt Dr. Tristan Petit als Postdoktorand für zwei Jahre in das Team um Prof. Dr. Emad Flear Aziz. Mit einem Postdoktoranden-Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung kann Petit seinen wissenschaftlichen Gastgeber in Deutschland selbst auswählen und hat sich für das Joint Ultrafast Dynamics Lab in Solutions and at Interfaces (JULiq) entschieden, das Aziz aufgebaut hat: „Ich möchte im Team von Aziz mitarbeiten, weil sie sehr viel Erfahrung mit Spektroskopie in Wasser besitzen“, sagt Petit.
- Proteinstrukturen besser erforschenFeierlich eingeweiht: Der neue Pilatus-Detektor für die Kristallographie ist nun einsatzbereit
- Schloss-Schlüssel-Passung wird durch Wasserfluktuationen moderiertHZB-Forscher zeigen, dass Wasser beim Transport von pharmazeutischen Wirkstoffen mehr ist als nur ein Lösungsmittel
- Mit neuem Detektor kleinsten Biomarkern auf der SpurPTB installiert vakuumkompatiblen ortsempfindlichen Röntgendetektor am Elektronenspeicherring BESSY II. Forscher können damit die Größe kontrastarmer Nanoobjekte bestimmen.
- MX-Posterpreis an Bartosz Sekula, LodzAuf dem HZB-Nutzertreffen hat die MX-Gruppe (Makromolekulare Kristallografie) einen eigenen Posterpreis vergeben, der an einen Nachwuchswissenschaftler aus Polen ging. Auf seinem Poster zeigte Bartosz Sekula aus der Gruppe um Anna Bujacz von der Universität Lodz erstmals die Kristall-Struktur eines Serum Albumins, das in Pferden vorkommt und medizinisch wichtige Andockstellen aufweist. Serum Albumine sind Eiweiße im Blutserum von Säugetieren und sorgen dafür, dass Substanzen wie Fettsäuren oder Wirkstoffe gebunden werden. „Dem Preisträger gelang es, das Poster ästhetisch ansprechend zu gestalten und gleichzeitig alle notwendigen Belege und Informationen zu diesem Thema unterzubringen“, sagt Manfred Weiss von der MX-Gruppe.
- Pilze als Wettermacher im RegenwaldWährend in Städten zum Beispiel Ruß, und Staub als Kondensationskeime dienen, sorgen in Regenwäldern vor allem die organischen Ausdünstungen von Pflanzen dafür, dass sich von Zeit zu Zeit Nebel oder Wolken bilden. Dass bei diesem Prozess auch anorganische Salze eine Rolle spielen, haben nun Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemie am BESSY II des HZB entdeckt. Offenbar bilden winzige Kaliumsalzpartikel den Kern der Wolken-Kondensationskeime im Regenwald. Solche Salze werden von Pilzen und Pflanzen ausgedünstet, die damit die Anzahl an Kondensationskeimen und damit auch Wolkenbildung und Niederschlag über dem Regenwald beeinflussen.
- Festkolloquium anlässlich des 2000. Patienten bei der AugentumortherapieDie Protonentherapie von Augentumoren wird in Deutschland nur vom Helmholtz-Zentrum Berlin gemeinsam mit der Charité Berlin angeboten, vor kurzem wurde der 2.000. Patient behandelt. Bei ihrem Grußwort auf dem Festkolloquium am 11. Oktober 2012 würdigte Cornelia Yzer, Berlins neue Senatorin für Wirtschaft, Technologie und Forschung, die erfolgreiche Kooperation zwischen HZB und Charité. Diese Kooperation ist nun unbefristet verlängert, sagte Yzer. Damit werden auch in Zukunft Patientinnen und Patienten von dieser Behandlung profitieren können, die in vielen Fällen die Sehkraft des Auges erhält.
- Neues Helmholtz Virtuelles Institut feierlich eröffnet
Mit einem Festakt an der Freien Universität Berlin wurde am Montag, dem 19. Dezember, ein neues Helmholtz Virtuelles Institut (HVI) eröffnet, an dem neben dem federführenden Helmholtz-Zentrum Geesthacht in Teltow (HZG) und der Freien Universität Berlin auch das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) einer der Kernpartner ist.
- Dem Leuchten auf den Grund gegangen - Wissenschaftler klären am HZB die Struktur eines designten Proteins aufFluoreszierende Proteine sind wichtige Untersuchungswerkzeuge in den Biowissenschaften: Angekoppelt an andere Eiweißstoffe, lassen sich mit ihrer Hilfe Lebensvorgänge in Zellen und Organismen auf molekularer Ebene genau studieren. Die Fluoreszenz-Proteine werden dazu gezielt zum Leuchten gebracht, beziehungsweise bei Bedarf in den nicht-leuchtenden Zustand überführt. Übertragen gesprochen: Sie werden wie eine Lampe an- oder ausgeschaltet. Am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ist es Wissenschaftlern nun erstmals gelungen, die mit der Fluoreszenz verbundenen Strukturmerkmale an ein und demselben Proteinkristall im ein- und ausgeschalteten Zustand zu untersuchen. Die Ergebnisse haben sie in Nature Biotechnology veröffentlicht (doi:10.1038/nbt.1952).
- 2. Joint Berlin MX Day
Die in Berlin auf dem Gebiet der Strukturbiologie forschenden Wissenschaftler betreiben seit einem Jahr gemeinsam das Joint Berlin MX Laboratory. Am 17. August findet der zweite gemeinsame Workshop statt. Gastgeber ist diesmal das Max-Delbrück-Centrum in Berlin-Buch. Wer noch teilnehmen möchte, kann sich gern noch anmelden - per email an Prof. Dr. Udo Heinemann: heinemann@mdc-berlin.de
- Flüssigkeiten im Synchrotron: Mit weicher Röntgenstrahlung der Funktion von Materialien auf der SpurDer Karl-Scheel-Preis 2011 der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin geht an Prof. Dr. Emad Flear Azizvon der Freien Universität Berlin und dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie
- Kampf gegen Antibiotika-Resistenzen - Wissenschaftler enttarnen ResistenzproteinWissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin haben mit der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II an der Strukturaufklärung eines Proteins mitgewirkt, das für Antibiotikaresistenzen verantwortlich ist: Mit ihrer Unterstützung ist es Forschern der Universität Greifswald gelungen, die Struktur des Proteins Monooxygenase TetX zu entschlüsseln, das Bakterien eine Resistenz gegen Tetracyclin-Antibiotika vermittelt. Damit wurde erstmals ein Schlüssel zum Verständnis eines Resistenzmechanismus gefunden, noch bevor die klinische Anwendung eines Antibiotikums wirkungslos wird. Ein entsprechender Artikel wurde jetzt in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift FEBS Letters veröffentlicht.
- Von 1 auf 500… - 500ste Protein-Struktur an BESSY II entschlüsseltHaare, Haut, Blutkreislauf und Nervensystem – alles wird von winzigen biologischen Bausteinen gesteuert. Wer nach diesen kleinsten Bausteinen des Lebens forscht, landet automatisch bei ihnen: den Proteinen. Um diese Grundbausteine des Lebens und die Vorgänge, die sie bewirken, besser zu verstehen, archivieren Wissenschaftler in aller Welt ihre Erkenntnisse über Proteine in einer gemeinsamen Datenbank. Die HZB-Forschungsgruppe Makromolekulare Kristallografie (MX) stellt Nutzern am BESSY II die Technik zur Verfügung, mit der sie Protein-Strukturen entschlüsseln können. Vor kurzem wurde die bereits 500ste Struktur an diesen MX-Strahlrohren des HZB von Wissenschaftlern der Bayer Healthcare Pharmaceuticals Berlin entschlüsselt.
- Schnellster Film der Welt aufgenommenWissenschaftler entwickeln eine Methode, um Nanostrukturen zu filmen
Wenn wir erkältet sind, wehrt sich das Immunsystem. Das ist in der Biologie bekannt, aber schwer direkt zu beobachten. Denn Vorgänge auf molekularer Ebene sind nicht nur winzig, sondern vor allem extrem schnell und deswegen schwierig abzubilden. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) und der Technischen Universität Berlin (TUB) stellen nun in der Zeitschrift Nature Photonics eine Methode vor, die ein wichtiger Schritt zum „molekularen Film“ ist. Sie können Bilder in einem so kurzen Zeitabstand aufnehmen, dass man Moleküle und Nanostrukturen zukünftig in Echtzeit beobachten kann.
- Neues Mikroskop beleuchtet Ultrastruktur von ZellenHZB-Forscher können kleinste Zellbestandteile in ihrer natürlichen Umgebung sichtbar machen – die Zelle bleibt intakt
- LiXEdrom: Neuartige Messkammer für Röntgen-Untersuchungen am FlüssigkeitsjetBisher waren weiche Röntgen-Emissionsmessungen (XES) an Flüssigkeiten nur durch Membranfenster möglich. Nun ist es Forschern am Helmholtz-Zentrum Berlin gelungen, XES am Synchrotron an einem freien Mikro-Flüssigkeitsstrahl durchzuführen.
- Katalase und Methämoglobin: so ähnlich und doch verschiedenWichtige physiologische Prozesse beim Fettabbau und Sauerstofftransport aufgeklärt
- Kristallisationspunkt für NachwuchswissenschaftlerWorkshop zur synchrotron-basierten biologischen Strukturforschung am HZB in Adlershof
- Wie schnell trinkt die Tomate?Wissenschaftlern am Berliner Hahn-Meitner-Institut ist es erstmals gelungen, in deutlichen Bildern zu beobachten, wie schnell eine Pflanze Wasser aufnimmt. In einer Reihe von Aufnahmen, die einen Tomatensetzling zeigen, kann man genau verfolgen, wie das Wasser im Stiel aufsteigt. Dazu haben die Wissenschaftler dem Setzling ab einem bestimmten Zeitpunkt nur noch so genanntes schweres Wasser gegeben, das sich in den Bildern markant vom gewöhnlichen Wasser abhebt. Der Kontrast entsteht beim Durchleuchten der Pflanze mit Neutronen, die auf beide Wasserarten verschieden reagieren.
- Muster im Lebendigen lesen: Erwin Schrödinger Preis 2003 für Dr. Martin Falcke
Einer deutsch-amerikanischen Wissenschaftlergruppe ist es gelungen, durch Analyse von Mustern, die von der Kalziumkonzentration in lebenden Zellen gebildet werden, die Funktionsweise von Zellorganellen zu verstehen. Für diese grundlegenden Erkenntnisse erhielten der theoretische Physiker Martin Falcke vom Berliner Hahn-Meitner-Institut und die beiden Biologen Patricia Camacho und James D. Lechleiter von der University of Texas in San Antonio den Erwin-Schrödinger-Preis 2003, den der Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft für herausragende interdisziplinäre Forschung vergibt. Die Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren hat die Preisträger vorgeschlagen und wird die Auszeichnungen auf ihrer Jahrestagung am 16. Oktober in Hamburg überreichen.
- Verkehrsstau in der Nervenzelle vorausgesagt
Die Nervenzellen unseres Körpers sind von einem dichten Netz von Wegen durchzogen, auf denen winzige biologische Transporter kleine mit lebenswichtigen Molekülen gefüllte Pakete transportieren. In der Abteilung Theorie des Berliner Hahn-Meitner-Instituts studieren Physiker anhand einfacher mathematischer Modelle die Eigenschaften des Straßenverkehrs in der Zelle. In einem Artikel, der kürzlich in der Zeitschrift Physical Review Letters erschienen ist, zeigen sie, dass es auf den Wegen in der Zelle zu einem Stau kommen kann, der stark demjenigen ähnelt, den wir von der Autobahn kennen.
- Neutronen verraten Wasserstoff in Eiweißen
Mit immer aufwendigeren Methoden wollen Forscher die feinsten Strukturen auch der lebenden Materie erkunden. So nutzen sie Synchrotronstrahlung und Neutronen, um die atomare Architektur von Proteinen zu enträtseln. Proteine (Eiweiße) sind organische Riesenmoleküle, die aus kompliziert gebauten und phantasievoll gefalteten Ketten Tausender Atome bestehen. Von der Aufklärung ihrer Strukturen auf atomarer Ebene versprechen sich die Wissenschaftler ein tieferes Verständnis der Funktion der an nahezu allen Lebensvorgängen beteiligten Proteine.