Biochemie | Themenfelder

Tobias Erb mit Modell der Rubisco.
Foto: Chris Kettner

Vortrag von Prof. Dr. Tobias Erb (Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie) zum Thema „Natürliche Photosynthese und synthetische Biologie“, gehalten am 8.11.25 auf der Fachfortbildung Schule MIT Wissenschaft in Marburg.

Videodatei | 40 min, November 2025
© MIT Club of Germany e. V.

Diese Aufnahme stellt die MIT Club of Germany gGmbH mit freundlicher Genehmigung für max-wissen.de zur Verfügung.

Der Klimawandel hinterlässt seine Spuren: Dürren und Starkregen im Wechsel beeinflussen die Qualität unseres Grundwassers, weil die ausgetrockneten Böden das Regenwasser schlechter filtern. Ein Gespräch mit Gerd Gleixner vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.

Themen im Podcast:
min 1:50 Wie gefährden Extremereignisse unser Trinkwasser?
min 2:50 Standorte für die Probenentnahme
min 4:14: Verwendete Messtechniken
min 5.24: Ergebnisse der Forschung
mih 6.30: Auswirkung des Hitzejahres 2018
min 8:08: Welche Stoffe gelangen ins Trinkwasser?
min 11:00: Auswirkungen / Folgerungen
min 13:40: Nächste Schritte in der Forschung

Zum Podcast (16 min) vom 6. Februar 2025 © detektor.fm / Max-Planck-Gesellschaft

Hintergründe zur Langzeitstudie

Foto: © Drbouz / istock

Um Cytosinbasen im Genom gezielt zu methylieren, koppeln die Forschenden eine DNA-Methyltransferase mit einer speziellen Version von Cas9 ohne Schneidefunktion (dCas9). Da die Führungs-RNA komplementär zur Zielregion ist, lässt sich die Methyltransferase so gezielt in bestimmte Regionen im Genom lenken. Dort versieht sie die Cytosinbasen mit Methylgruppen. Im Idealfall werden dabei nur bestimmte Cytosine methyliert, während weiter entfernt liegende unverändert bleiben. Mit der Methode erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, welche Methylierungen wann und wo für die Regulation bestimmter Gene verantwortlich sind.

Forschende haben Nucleosomen in Bewegung untersucht. Die oben dargestellten statischen Ansichten sind um 90 Grad gedreht und zeigen die DNA (gelb) zusammen mit den unterschiedlichen Histonen H3 (dunkelblau), H4 (hellblau), H2A (rot) und H2B (hellgrün). Die Histonschwänze ragen aus dem Nucleosom heraus. Sie sind flexibel und spielen eine wichtige Rolle bei der Genexpression.

Ausschnitt aus einem DNA-Molekül, bei dem an beiden Strängen ein Cytosin methyliert ist (gelbe Kugeln). Die DNA-Methylierung spielt eine wichtige Rolle bei der epigenetischen Genregulation und dient dazu, DNA-Abschnitte „stumm“ zu schalten. Neben einzelnen Basen können auch Histone methyliert sein.

Vegane und vegetarische Würste: Für die einen sind sie eine tolle Alternative zur echten Wurst, für die anderen nur ein schwacher Abklatsch. Denn was den Knack angeht, können die pflanzlichen Alternativen einfach noch nicht mithalten. Bis jetzt.

Inhalte: Textur und Bissfestigkeit von Würsten / Inhaltsstoffe von Würsten / tierische und pflanzliche Proteinnetzwerke

[12 min; deutsch]

Podcast vom 11. August 2022 © detektor.fm / Max-Planck-Gesellschaft

Recherche-Aufgabe zum Contergan-Skandal.

Unterrichtsmaterial zum Techmax 30.

Die Aufgaben behandeln folgende Themen:

Fotosynthese / Rubisco / Calvin-Zyklus / Chloroplasten / Bewertung gentechnischer Möglichkeiten

Und Fragen zu den Filmen
„Synthetic Chloroplast Production using a Microfluidic platform“ > Film auf YouTube
„Tobias Erb on Designing a More Efficient System for Harnessing Carbon Dioxide“ > Film auf YouTube

Unterrichtsmaterial zum Biomax 37.

Inhalte: Kriteriengeleitete Beurteilung von Quellen, Durchführung einer Internetrecherche zum Begriff „Grundlagenforschung“ und einem selbst gewählten Beispiel (funktionale Konformation).

Unterrichtsmaterial zum Biomax 36.

Kleine Teilchen, große Wirkung. Anammox-Bakterien leben in Sauerstoff-Minimumzonen (O₂-Gehalt: blauer Gradient) und wandeln Ammonium und Nitrit zu N₂-Gas um. Sie nutzen das Ammonium in kleinen, absinkenden Partikeln (rote gestrichelte Linie). In Bereichen mit vielen Partikeln sind die Anammox-Bakterien besonders aktiv. Die orangen Kreise stehen für die Menge an N₂-Gas, die sie in der jeweiligen Wassertiefe produzieren.