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Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) serves as a cap-like structure on cellular RNAs (NAD-RNAs) in all domains of life including the bacterium Escherichia coli. NAD also acts as a key molecule in phage-host interactions, where bacterial immune systems deplete NAD to abort phage infection. Nevertheless, NAD-RNAs have not yet been identified during phage infections of bacteria and the mechanisms of their synthesis and degradation are unknown in this context. The T4 phage that specifically infects E. coli presents an important model to study phage infections, but a systematic analysis of the presence and dynamics of NAD-RNAs during T4 phage infection is lacking. Here, we investigate the presence of NAD-RNAs during T4 phage infection in a dual manner. By applying time-resolved NAD captureSeq, we identify NAD-capped host and phage transcripts and their dynamic regulation during phage infection. We provide evidence that NAD-RNAs are – as reported earlier – generated by the host RNA polymerase by initiating transcription with NAD at canonical transcription start sites. In addition, we characterize NudE.1 – a T4 phage-encoded Nudix hydrolase – as the first phage-encoded NAD-RNA decapping enzyme. T4 phages carrying inactive NudE.1 display a delayed lysis phenotype. This study investigates for the first time the dual epitranscriptome of a phage and its host, thereby introducing epitranscriptomics as an important field of phage research.
Therapierefraktärer Schmerz ist ein weit verbreitetes, äußerst belastendes Leitsymptom rheumatischer Erkrankungen. Viele Betroffene weichen daher bei Versagen der Standardmedikation selbstständig auf Cannabis oder die strukturell verwandte Substanz Palmitoylethanolamid (PEA) als Add-On- oder Alternativtherapie aus, obwohl dies in Deutschland bisher nur eingeschränkt zulässig ist. Die deutsche Gesetzgebung ist diesbezüglich nicht eindeutig, weshalb Ärzt:innen in ihrer Entscheidung, Cannabis zu verschreiben, auf Leitlinien, Fallberichte und Expert:innenmeinungen zurückgreifen müssen. Dies führt zu schwierigen Einzelfallentscheidungen, da sich die derzeitige Datenlage zu Cannabis-based Medicine (CBM) bzw. PEA und Rheuma als mangelhaft darstellt und die Leitlinien dementsprechend keine klaren Empfehlungen enthalten. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die vorhandene Evidenz zusammenzufassen, zu ordnen und anhand der Hill-Kriterien den möglichen kausalen Zusammenhang zwischen der Einnahme von CBM bzw. PEA und der analgetischen Wirkung bei Rheumaschmerzen zu prüfen.
In high light, the antenna system in oxygenic photosynthetic organisms switches to a photoprotective mode, dissipating excess energy in a process called non-photochemical quenching (NPQ). Diatoms exhibit very efficient NPQ, accompanied by a xanthophyll cycle in which diadinoxanthin is de-epoxidized into diatoxanthin. Diatoms accumulate pigments from this cycle in high light, and exhibit faster and more pronounced NPQ. The mechanisms underlying NPQ in diatoms remain unclear, but it can be mimicked by aggregation of their isolated light-harvesting complexes, FCP (fucoxanthin chlorophyll-a/c protein). We assess this model system by resonance Raman measurements of two peripheral FCPs, trimeric FCPa and nonameric FCPb, isolated from high- and low-light-adapted cells (LL, HL). Quenching is associated with a reorganisation of these proteins, affecting the conformation of their bound carotenoids, and in a manner which is highly dependent on the protein considered. FCPa from LL diatoms exhibits significant changes in diadinoxanthin structure, together with a smaller conformational change of at least one fucoxanthin. For these LL-FCPa, quenching is associated with consecutive events, displaying distinct spectral signatures, and its amplitude correlates with the planarity of the diadinoxanthin structure. HL-FCPa aggregation is associated with a change in planarity of a 515-nm-absorbing fucoxanthin, and, to a lesser extent, of diadinoxanthin. Finally, in FCPb, a blue-absorbing fucoxanthin is primarily affected. FCPs thus possess a plastic structure, undergoing several conformational changes upon aggregation, dependent upon their precise composition and structure. NPQ in diatoms may therefore arise from a combination of structural changes, dependent on the environment the cells are adapted to.
The spike protein of SARS-CoV-2 is a highly flexible membrane receptor that triggers the translocation of the virus into cells by attaching to the human receptors. Like other type I membrane receptors, this protein has several extracellular domains connected by flexible hinges. The presence of these hinges results in high flexibility, which consequently results in challenges in defining the conformation of the protein. Here, We developed a new method to define the conformational space based on a few variables inspired by the robotic field’s methods to determine a robotic arm’s forward kinematics. Using newly performed atomistic molecular dynamics (MD) simulations and publicly available data, we found that the Denavit-Hartenberg (DH) parameters can reliably show the changes in the local conformation. Furthermore, the rotational and translational components of the homogenous transformation matrix constructed based on the DH parameters can identify the changes in the global conformation of the spike and also differentiate between the conformation with a similar position of the spike head, which other types of parameters, such as spherical coordinates, fail to distinguish between such conformations. Finally, the new method will be beneficial for looking at the conformational heterogeneity in all other type I membrane receptors.
We present a new experimental dataset on the impact of the heavy halogens chlorine, bromine and iodine on the Raman water bands concerning pressure and their concentration at room temperature. These experiments were conducted at ambient temperature, with variations in halogen concentration and pressure ranging from 0 to 1.4 GPa.
The strength of the Raman water band shift change increases with the ionic size from chlorine, over bromine, to iodine. Our experiments further demonstrate that increased pressure diminishes the impact of the halogen shift change to a varying extent for each of the three halogens. This finding can have significant implications for the salinity calculation of fluid inclusions in minerals such as quartz or olivine. Particularly in the low salinity range, the concentration can be markedly underestimated if the pressure effect is neglected. For experiments in diamond anvil cells involving halogens dissolved in water, the change in Raman water band shifts can serve either as a new tool to monitor pressure, or to monitor the salinity.
Diversität und Diskurs – Wie (un-)politisch ist die Universität? : Ringvorlesung im Sommersemester
(2024)
We carry out an in-depth analysis of the prompt-collapse behaviour of binary neutron star (BNS) mergers. To this end, we perform more than 80 general relativistic BNS merger simulations using a family of realistic Equations of State (EOS) with different stiffness, which feature a first order deconfinement phase transition between hadronic and quark matter. From these simulations we infer the critical binary mass Mcrit that separates the prompt from the non-prompt collapse regime. We show that the critical mass increases with the stiffness of the EOS and obeys a tight quasi-universal relation, Mcrit/MTOV ≈ 1.41 ± 0.06, which links it to the maximum mass MTOV of static neutron stars, and therefore provides a straightforward estimate for the total binary mass beyond which prompt collapse becomes inevitable. In addition, we introduce a novel gauge independent definition for a one-parameter family of threshold masses in terms of curvature invariants of the Riemann tensor which characterizes the development toward a more rapid collapse with increasing binary mass. Using these diagnostics, we find that the amount of matter remaining outside the black hole sharply drops in supercritical mass mergers compared to subcritical ones and is further reduced in mergers where the black hole collapse is induced by the formation of a quark matter core. This implies that Mcrit, particularly for merger remnants featuring quark matter cores, imposes a strict upper limit on the emission of any detectable electromagnetic counterpart in BNS mergers.
Vielfalt im Hochschulsport
(2024)
Zum Sommersemester hat das Team vom Zentrum für Hochschulsport (ZfH) der Goethe-Universität wieder ein vielfältiges und buntes Programm auf die Beine gestellt. Dazu gehören natürlich Klassiker wie Fußball oder Volleyball, aber auch Trendsportarten und exotische Disziplinen. Einiges davon ist auch im laufenden Semester noch buchbar! Im Folgenden werden einige Angebote kurz beschrieben.
Spezialwissen für SCALE
(2024)
Volker Zickermann und Eric Helfrich sind bei der Exzellenzcluster-Initiative SCALE (Subcellular Architecture of Life) dabei und werden dort ihre Expertise einbringen. Das Spezialgebiet des einen ist ein Proteinkomplex in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle. Der andere sucht schwerpunktmäßig bisher unbekannte Naturstoffe, die die Basis für neue Antibiotika sein könnten.
Herzforschung meets KI
(2024)
Moderne Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) spielen in der Wissenschaft eine immer größere Rolle. Wie Forscher des Exzellenzclusters Cardio-Pulmonary Institute (CPI) KI in der Herzbildgebung nutzen, zeigte Professor Eike Nagel im Rahmen der Bürgeruniversität der Goethe-Universität. Er leitet das Institut für experimentelle und translationale kardiovaskuläre Bildgebung am Fachbereich Medizin und forscht an der Entwicklung verbesserter Behandlungsmöglichkeiten für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Mit dem Ziel, seine Forschung für alle Menschen zugänglich und verständlicher zu machen, lud Prof. Nagel interessierte Bürger*innen am 10. Mai in sein Institut ein.
Das deutsche Open Science Festival geht in die dritte Runde und wird am 17. und 18. September 2024 an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz stattfinden. In den Räumen der Musikhochschule bietet das Festival den Teilnehmenden die Gelegenheit, die Vielfalt und Bedeutung von Open Science zu entdecken und zu erleben.
Im Wintersemester 2022/23 wurde die dritte universitätsweite Studierendenbefragung durchgeführt, die für Studierende ein wichtiges Instrument der Partizipation an der Qualitätsentwicklung in Studium und Lehre ist. Aus diesem Grund gebührt den 7765 Studierenden, die den umfassenden Fragebogen mit 314 Basisfragen sowie zusätzlichen fachbereichsspezifischen Fragen beantwortet haben, besonderer Dank. Die Ergebnisse der Befragung können in den Berichten auf www.studierendenbefragung.uni-frankfurt.de nachgelesen werden.
Der unter der Ägide der Freunde und Förderer der Goethe-Universität von der Paul Ehrlich-Stiftung ausgelobte Paul Ehrlich-und-Ludwig Darmstaedter-Preis ist die renommierteste Auszeichnung, die in Deutschland für medizinische Forschung verliehen wird. Den mit 120.000 Euro dotierten Preis nahm in der Frankfurter Paulskirche in diesem Jahr der Arzt und Immunologe Prof. Dennis L. Kasper (81) von der Harvard Medical School entgegen. Er hat die ersten Wörter der biochemischen Sprache entdeckt, mit der Darmbakterien unserem Immunsystem zu einer gesunden Entwicklung verhelfen. Den mit 60.000 Euro dotierten Nachwuchspreis erhielt der Chemiker Dr. Johannes Karges (31) von der Ruhr-Universität Bochum für die Entwicklung eines Verfahrens zur ferngesteuerten Tumortherapie.
Das erziehungswissenschaftliche Projekt »InterCare« will erforschen, wie junge Menschen die Doppelbelastung von Ausbildung/Studium und Pflege bewältigen. Offizieller Start des Projekts, das über vier Jahre hinweg mit 1,2 Millionen Euro von der VolkswagenStiftung gefördert wird, ist im Oktober 2024. Die Soziologin und Altersforscherin Dr. Anna Wanka koordiniert InterCare und erläutert das Design des Projekts.