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Stop and Go im Kaliumkanal – TU-Forscherin entdeckt biophysikalischen Schließmechanismus in der Zellmembran

Posted: 11 Oct 2017 11:29 PM PDT

Ionenkanäle kontrollieren das Einströmen geladener Teilchen in die Zelle. An der TU Darmstadt ist ein überraschend einfacher Schließmechanismus für einen Kaliumkanal entdeckt worden.

Zellen brauchen für den Austausch mit der Umgebung Öffnungen in der Zellmembran. Allerdings sind diese Öffnungen keine klaffenden Poren, sondern verschließbare Kanäle, in denen die Signale in Form von Ionen hin und her transportiert werden. Privatdozentin Dr. Indra Schröder von der Abteilung Membranbiophysik der TU Darmstadt, die von Professor Gerhard Thiel geleitet wird, interessiert sich für Kaliumkanäle. Die Physikerin und Nachwuchsgruppenleiterin wirft einen ganz eigenen Blick auf diese winzigen molekularen Maschinen. Ihr geht es nicht um die biologischen Signale, die über die Kanäle ausgetauscht werden, sondern um den biophysikalischen Schließmechanismus. Schröder will wissen, wie der molekulare Riegel aussieht und wie er funktioniert.

Dafür arbeitet die Physikerin mit sehr einfachen Kaliumkanälen, um die Analyse nicht unnötig kompliziert zu machen. Sie verwendet zwei Systeme mit ähnlicher Struktur, aber unterschiedlicher Öffnungswahrscheinlichkeit. Ein Kanal ist fast immer geschlossen, der andere fast immer geöffnet. Beide Kanäle stammen aus Algenviren, haben aber große Ähnlichkeiten mit den Kaliumkanälen höherer Lebewesen. Schröder arbeitet zudem in einem zellfreien System und baut die Kaliumkanäle in künstliche Oberflächen ein. „Wir konzentrieren uns einzig und allein auf den Schließmechanismus und blenden alle andere Funktionen der Kaliumkanäle aus“, sagt Schröder. „Weil alle Kaliumkanäle untereinander ähnlich sind, ist dies auch legitim. Wir arbeiten im Grunde mit einem Prototyp, einem Modell-Kaliumkanal sozusagen.“

Schröder und ihr Doktorand Oliver Rauh haben beide Kaliumkanäle mutiert und einzelne Teile wie Versatzstücke hin und her geschoben. Dadurch konnten sie ermitteln, welche Aminosäuren für die geringe und welche für die hohe Öffnungswahrscheinlichkeit verantwortlich sind. Der Kaliumkanal mit der geringen Öffnungswahrscheinlichkeit besitzt an einer kritischen Stelle die Aminosäure Serin. Diese Aminosäure interagiert mit einer entfernt gelegenen Aminosäure und zwingt der Kanalpore dadurch eine Krümmung auf. Durch diese Krümmung wird eine andere Aminosäure in den Transportweg geklappt und verschließt den Tunnel.
Bei dem Kaliumkanal mit der hohen Öffnungswahrscheinlichkeit ist die Aminosäure Serin gegen die Aminosäure Glycin ausgetauscht worden. Glycin zwingt der Kanalpore keine Krümmung auf und damit auch keinen Verschluss des Tunnels. „Der Schließmechanismus dieser beiden viralen Kaliumkanäle besteht also nur aus zwei Aminosäuren“, erklärt Schröder. „Eine Aminosäure verschließt den Kanal, die zweite steuert den Prozess. Molekulardynamische Simulationen unseres Kooperationspartners Stefan Kast von der TU Dortmund haben dies bestätigt. Wir hatten mit einem viel komplizierteren Schließmechanismus gerechnet.“

Die Nachwuchsgruppenleiterin nimmt an, dass einige humane Kaliumkanäle den gleichen Riegel benutzen wie die beiden viralen Kaliumkanäle, weil sie über die beiden kritischen Aminosäuren verfügen. Schröders Arbeiten sind auch für die synthetische Biologie relevant, weil die Kaliumkanäle und ihr einfacher Schließmechanismus für die Konstruktion künstlicher Nanosensoren verwendet werden können. Das vom European Research Council (ERC) finanzierte Projekt noMagic, an dem Schröder beteiligt ist, manipuliert lebende Zellen mit künstlich hergestellten Kanälen.

Quelle: TU Darmstadt

Stadt und Forstamt entfernen Totholz entlang der Mühlschneise westlich von Eberstadt

Posted: 11 Oct 2017 11:27 PM PDT

Die Wissenschaftsstadt Darmstadt und das Forstamt Darmstadt beginnen voraussichtlich ab Donnerstag, 12. Oktober 2017, mit der Fällung abgestorbener Bäume entlang der Mühlschneise westlich von Eberstadt. Die Maßnahme dient dem Schutz der Bürgerinnen und Bürger. „Wir müssen unverzüglich etwas tun um die abgestorbenen Bäume aus den Waldabteilungen zu bekommen, die Gefahr dass die Bäume auf die Wege stürzen ist zu groß“, erklärt dazu Hartmut Müller, Forstamtsleiter des Forstamtes Darmstadt.

Es gibt mehrere Faktoren warum die Bäume im Bereich der Mühlschneise absterben. Durch das zu trockene Frühjahr sind die Waldbäume stark geschwächt in die Vegetationsperiode gestartet, des Weiteren haben die Maikäferengerlinge in den Stadtwaldabteilungen im Bereich der Mühlschneise sehr stark zugenommen, so dass auf großer Fläche die Bäume absterben. Gleichzeitig hat das Kieferntriebsterben in der Fachsprache „Diplodia“ rasant zugenommen.

„Wir sind sehr erschüttert über das diesjährige Ausmaß der Schäden“, erklärt Müller und Stadträtin Dr. Barbara Boczek ergänzt: „Die Waldbesitzer sind insbesondere zum Schutz der Erholungssuchenden dazu verpflichtet die Waldbesucher vor umstürzenden Bäumen und herabfallenden Ästen zu schützen (sog. Verkehrssicherungspflicht). Da mit einer Revitalisierung der geschädigten Bäume nicht mehr zu rechnen ist und um einer weiteren Entwertung des Holzes vorzubeugen, müssen sie nun leider gefällt werden. Die Einnahmen aus dem Verkauf des Holzes kommt der Sanierung der geschädigten Waldflächen zu gute.“

In den nächsten Wochen werden die geschädigten Bäume entlang der Mühlschneise und den Waldwegen die bevorzugt von Waldbesuchern genutzt werden mit Hilfe eines Harvesters entnommen. Dabei wird versucht, einen Großteil der Bäume vom Weg aus aufzuarbeiten. „Der Harvester hat den Vorteil, dass die abgestorbenen Bäume aus Sicht der Unfallgefahr sicher auf den Waldboden gebracht werden können“, so Müller. „Dies läuft sehr pfleglich und es ist eine sichere Methode.“ Dabei kann es zu Sperrungen einzelner Wege und Pfade kommen. Stadt und Forstamt bitten um Verständnis, denn die Sicherheit der Waldbesucher ist wichtig. Waldbesucher sind angehalten in jedem Fall die aufgestellten Sperrschilder zu respektieren.

Eine Waldsanierung durch Anlage von Kulturen wird überall dort konsequent umgesetzt, wo das Risiko für die Neuanpflanzungen durch den Engerlingsfraß tolerierbar ist. „Im Waldgebiet an der Mühlschneise müssen wir jedoch auf Grund der aktuell hohen Engerlingsdichten Pflanzungen zunächst zurückstellen“, erklärt Müller. Die Wurzeln der jungen Bäume würden vom Engerling gefressen. Aktuell haben dort Neuanpflanzungen keine Chance.

Quelle: Pressestelle der Wissenschaftsstadt Darmstadt

Dachdecker fällt acht Meter tief in den Vorgarten

Posted: 11 Oct 2017 11:24 PM PDT

Bei Dacharbeiten im Haardtring ist am Mittwochmorgen (11.10.2017) ein 41 Jahre alter Mann aus Brensbach acht Meter tief gestürzt. Der Mann war gegen 11.35 Uhr gerade dabei mit dem Hammer Arbeiten an einem Dachfenster durchzuführen, als er das Gleichgewicht verlor und in den Vorgarten stürzte. Bei dem Sturz hat er sich den Arm gebrochen. Für die Versorgung und weitere Abklärung seines Gesundheitszustandes ist er ins Krankenhaus gebracht worden.

Die Abteilung Arbeitsschutz beim Regierungspräsidium Darmstadt wurde ebenfalls eingeschaltet, die sich vor Ort ein Bild vom Unfallgeschehen gemacht hat.

Quelle: Polizeipräsidium Südhessen

Verkehrseinschränkung in der Rößlerstraße

Posted: 11 Oct 2017 11:20 PM PDT

Am Montag (16.10.) beginnen in der Rößlerstraße die Kanaluntersuchungen. Daher ist in der Rößlerstraße zwischen der Landwehrstraße und der Pallaswiesenstraße bedingt durch Fahrbahnverengungen mit Verkehrsbehinderungen zu rechnen. Die Untersuchungen dauern bis Freitag (17. November 2017).

Kanaluntersuchungen in der Dolivostraße

Posted: 11 Oct 2017 11:19 PM PDT

Von Montag (16.10.) bis Freitag, 15. Dezember 2017, werden in der Dolivostraße Kanaluntersuchungen durchgeführt. Daher ist in der Dolivostraße zwischen der Julius-Reiber-Straße und der Rößlerstraße bedingt durch Fahrbahnverengungen mit Verkehrsbehinderungen zu rechnen

Versteigerung von Fundsachen und Fahrrädern des Fundbüros der Wissenschaftsstadt Darmstadt

Posted: 11 Oct 2017 11:18 PM PDT

Am Samstag (28.10.17) gibt es eine Versteigerung von Fundsachen und Fahrrädern des Fundbüros Darmstadt mit Bürgermeister Rafael Reißer als Auktionator. Beginn der Versteigerung ist um 11 Uhr im Foyer des Stadthauses Grafenstraße 30. Unter den Hammer kommen Fundsachen wie Handtücher, Regenschirme, Taschen, Rucksäcke, Brillen, Schmuck und Kleidung. Aus Datenschutzgründen werden keine Handys versteigert. Im Anschluss (circa 12 Uhr) werden im Hof des Stadthauses in der Grafenstraße 30 etwa 40 Fundräder versteigert. Hier sind wieder Räder für Damen, Herren und Kinder im Angebot, ihr Zustand reicht von „gut“ bis „für Bastler geeignet“. Alle Fahrräder sind polizeilich überprüft, die Räder können am Veranstaltungstag ab 10.30 Uhr besichtigt werden.

Quelle: Pressestelle der Wissenschaftsstadt Darmstadt

Muldenkipper bleibt an Platane hängen

Posted: 11 Oct 2017 04:06 AM PDT

Ein Muldenkipper ist am Mittwochmorgen (11.10.2017) auf dem Weg nach Darmstadt im verengten Baustellenbereich in der Dieburger Straße, Höhe eines Altenheimes, zuerst an einer Platane vorbeigeratscht und im Anschluss am drauffolgenden Baum mit dem seitlichen Absetzarm im Geäst hängen geblieben. Nach der „Trennung“ musste der Bereich für etwa eine Stunde voll gesperrt werden. Die stark beschädigte Platane war nicht mehr standsicher und wurde von der Berufsfeuerwehr gefällt. An dem Lastwagen ist ein Schaden von mindestens 10.000 Euro entstanden. Ein herunter gefallener Ast beschädigte einen geparkten Ford für etwa 2500 Euro. Der Autoverkehr zwischen Darmstadt und Messel wurde über die parallel laufende Landesstraße 3097 umgeleitet.

Quelle: Polizeipräsidium Südhessen