20.04.2009 von PaulWutz.

Pressemitteilung der TU München vom 20.04.2009

Exzellenzcluster CoTeSys präsentiert Neuheiten auf der Hannover Messe

Roboter werden in unserem Alltagsleben in Zukunft immer präsenter. Bis dahin müssen sie aber noch eine Menge lernen. Denn das Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine sollte möglichst natürlich und unkompliziert ablaufen. Kognitive Fähigkeiten spielen dabei eine Schlüsselrolle. Wie man die Technik der Zukunft mit kognitiven Fähigkeiten ausstatten kann, untersucht der Exzellenzcluster CoTeSys. Einige Ergebnisse präsentiert der Cluster von heute an auf der Hannover Messe von 20.-24. April.

In der Halle 22 „Mobile Roboter & Autonome Systeme“ wird alles, was fährt oder anderweitig mobil ist, gezeigt. Dazu gehören auch die CoTeSys-Messeneuheiten:

ELIAS ist ein äußerst vielseitiger Testroboter für die häusliche Umgebung, mit dem die Wissenschaftler des Clusters neue, intuitive Formen der multimodalen Kommunikation zwischen Mensch und Maschine erforschen. Ähnlich der Vorstellung, dass ein guter Butler Wünsche von den Lippen ablesen kann, soll ELIAS, als typischer Vertreter der zukünftigen Generationen von Servicerobotern, die Absichten seines Gegenübers über seine Augen erfassen. Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt dieses Prototyps ist die Findung von validen Modellen zur Klärung, welche Rolle Blickbewegungen und Blickkontakte bei einer möglichst natürlichen Kommunikation mit einem Roboter spielen. Aus diesem Grund wurde ELIAS mit den weltweit kleinsten Roboteraugen bestückt. Diese sind zudem so schnell, dass sie den menschlichen Augenbewegungen zumindest ebenbürtig sind. ELIAS wird in der Halle 22 ferngesteuert herumfahren und seine Aufmerksamkeit Besuchern durch intensive Blickkontakte zuwenden.

Die EyeSeeCam ist eine neuartige Kopfkamera, die vollständig durch die Augen des Benutzer gesteuert wird. Dadurch kann man im wahrsten Sinne des Wortes zum ersten Mal „die Welt mit anderen Augen sehen“. Die EyeSeeCam führt diese Technik einen Schritt weiter. Ein mobiles Eye-Tracking System bewegt die Kamera kontinuierlich in die Blickrichtung des Benutzers. So fängt die Kamera exakt das ein, was das Auge des Benutzers auch sieht, trotz der hoch-dynamischen Bewegungsabläufe. EyeSeeCam gehört damit zu den schnellsten Eye-Trackern, die es momentan weltweit gibt.
Zum ersten Mal präsentiert sich auch das Projekt „Robot Swarm Game Projekt“. Das Studententeam entwickelte als Prototyp eine Modelllandschaft, auf der vier autonome, computergesteuerte Modellautos (Roboter) fahren. Deren Fahrstil kann zwischen sportlich und defensiv vorgegeben werden. Sie simulieren so auf der Straßenkarte den alltäglichen Verkehr. Ein fünftes Fahrzeug wird vom menschlichen Nutzer gesteuert, der auf diese Art und Weise spielerisch die Verkehrsregeln lernen und üben kann.

„Die Hannover Messe als eine der weltgrößten Industriemessen ist eine ideale Plattform, sich zu präsentieren,“ so der Geschäftsführer des Exzellenzclusters, Dr. Uwe Haass. „CoTeSys bietet zahlreiche Ansätze sowohl bei Produkt- als auch bei Prozessinnovationen. Wir erwarten interessante Gespräche mit potentiellen Kooperationspartnern aus der Wirtschaft,“ so Haass. Wohin die Reise bei den Robotern in der Zukunft gehen wird, zeigt der CoTeSys-Geschäftsführer in seinem Vortrag „Cognitive Capabilities for a New Generation of Robots“. Dieser wird im Rahmen des „Forum Mobile Roboter und Autonome Systeme“ am Montag (20.4.) und Donnerstag (23.4.) zu hören sein.

CoTeSys auf einen Blick:

Der durch die Exzellenzinitiative von Bund und Ländern geförderte Cluster „Kognition für
technische Systeme – CoTeSys“ wurde 2006 gegründet. Über 100 Wissenschaftler verschiedenster Disziplinen arbeiten an der Erforschung und Umsetzung kognitiver Fähigkeiten. Beteiligt sind in dem Cluster international führende Forschungseinrichtungen in der Münchner Region: die Technische Universität München, die Ludwig-Maximilians-Universität, die Universität der Bundeswehr, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt und das Max-Planck-Institut für Neurobiologie.

Externer Link: www.tu-muenchen.de

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17.04.2009 von PaulWutz.

Presseinformation der LMU München vom 16.04.2009

Ein Laserstrahl lenkt Wasser durch haarfeine Kanäle

Das Chemie-Labor der Zukunft passt auf einen Fingernagel. In einem solchen „Lab-on-a-Chip“ lassen sich mit geringem Aufwand kleinste Mengen biologischen Materials untersuchen. Das Verfahren soll die medizinische Diagnostik revolutionieren, etwa bei der Erkennung von Krebserkrankungen und dem Nachweis genetischer Veränderungen. Eine Herausforderung ist dabei immer noch die gezielte Bewegung von Flüssigkeiten auf kleinem Raum. Ein Forscherteam um den LMU-Biophysiker Professor Dieter Braun hat nun ein Verfahren entwickelt, bei dem ein Laserstrahl als treibende Kraft die Tröpfchen durch Eiskanäle pumpt – um künftig auch komplexe Lab-on-a-Chip-Anwendungen durch Licht zu ermöglichen. Die Arbeit wurde im Rahmen des Exzellenzclusters „Nanosystems Initiative Munich“ (NIM) durchgeführt. (Applied Physics Letters, April 2009)

Wenn biochemische Labortechniken auf einem kleinen Chip ablaufen können, reduziert dies die erforderliche Menge der oft teuren Chemikalien, die dafür verwendet werden müssen. Zudem aber verbessert sich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis in der Detektion, und viele Reaktionen können parallel analysiert werden. Dennoch konnten sich entsprechende Lab-on-a-Chip-Techniken bislang noch nicht flächendeckend durchsetzen.

Bei den meisten zurzeit verwendeten Systemen muss die zu untersuchende Flüssigkeit durch ein haardünnes Kanalsystem gepumpt werden. Diese Technik läuft allerdings dem Gedanken der Miniaturisierung zuwider, da externe Pumpen und lange Verbindungen und damit auch größere Probenvolumina benötigt werden. Zudem sind die externen Anschlüsse oft komplex und fehleranfällig.

Praktischer erscheint da die Möglichkeit, Materie aus der Ferne mittels Licht zu bewegen. Seit längerem gibt es sogenannte „optische Pinzetten“, die winzige Glaskügelchen mit einem fokussieren Lichtstrahl in Wasser festhalten und bewegen. Es liegt nahe, das Prinzip auch auf Tropfen zu übertragen und somit Flüssigkeiten schnell und hochpräzise per Laserlicht zu bewegen. Dieses Verfahren wird auch von den Wissenschaftlern in der Gruppe von Professor Dieter Braun an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München eingesetzt.

Um auf diesem Weg ein Chip-Labor aufbauen zu können, müssen allerdings auch biologische Moleküle im Wasser transportiert werden können. Das Problem dabei: Wird das Wasser direkt mit einem Laserstrahl bewegt, gehen die biologischen Moleküle auf dem Weg durch thermische Bewegungen verloren. Hier haben der Doktorand Franz Weinert und der Bachelorstudent Max Wühr jetzt eine Lösung gefunden: Sie frieren das Wasser ein und schmelzen dann mit einem Laserstrahl winzige Kanäle ins Eis.

Durch den Einsatz kurzer Laser-Impulse wird das Eis tausendmal pro Sekunde aufgeschmolzen und friert danach jeweils wieder zu. Mit dieser Technik können die Wissenschaftler das Wasser mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von etwa fünf Zentimetern pro Sekunde fließen lassen. „Wir sind über die hohen Pumpgeschwindigkeiten sehr überrascht und erfreut“, meint Professor Braun dazu.

Die Physik dahinter: Der Dichteunterschied zwischen Wasser und Eis treibt die aufgeschmolzene Wasserblase Stück für Stück weiter. Wird der Transport-Laser ausgeschaltet, verharren die Moleküle im Eis an Ort und Stelle. Neben der hohen Geschwindigkeit hat der schnelle Wechsel zwischen fest und flüssig noch einen großen Vorteil: Das dabei gebildete Eis ist für Biomoleküle ungefährlich, weil es keine Kristalle bilden kann. Dieter Braun blickt in die Zukunft: „Das erlaubt uns nun, auch komplexe Lab-on-a-Chip-Anwendungen durch Licht aufzubauen.“ (NIM)

Die aktuell in „Applied Physics Letters“ vorgestellte Arbeit entstand im Rahmen des Exzellenzclusters „Nanosystems Initiative Munich“ (NIM), das es sich zum Ziel gesetzt hat, funktionale Nanostrukturen für Anwendungen in der Informationsverarbeitung und den Lebenswissenschaften zu entwickeln, zu erforschen und zur Einsatzreife zu bringen. (NIM/suwe)

Publikation:
„Light driven microflow in ice“,
Franz M. Weinert, Max Wühr, and Dieter Braun,
Applied Physics Letters, 94,113901 (2009),
DOI: 10.1063/1.3097206

Externer Link: www.uni-muenchen.de

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15.04.2009 von PaulWutz.

Presseinformation der Universität Göttingen vom 14.04.2009

Forschungsarbeiten mit besonderer Bedeutung für Medikamentensynthese und Katalyse

(pug) Spezielle Verbindungen des chemischen Elements Lithium haben Wissenschaftler der Universität Göttingen mit Hilfe von Röntgenstrahlung untersucht: Dabei ist es ihnen gelungen, mit der Verteilung der Elektronendichte die Bindungsverhältnisse und damit die Reaktivität des Picolyl-Lithiums aufzuklären. Diese metallorganische Lithium-Verbindung wurde bislang nie isoliert, sondern nur als Zwischenstufe für andere Produkte sofort weiter umgesetzt. Sie ist ein wichtiger Baustein zum Beispiel bei der Medikamentensynthese und in der Katalyse. Die Ergebnisse dieser Forschungen unter der Leitung von Prof. Dr. Dietmar Stalke wurden in der internationalen Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht.

Als leichtestes aller Metalle ist Lithium mit seinen besonderen Eigenschaften aus dem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken: So werden beispielsweise Handys und Laptops mit umweltschonenden Lithium-Ionen-Akkus betrieben; zudem ist Lithiumcarbonat ein wirksames Medikament gegen manische Depression. Metallorganische Verbindungen des Lithiums wie das Picolyl-Lithium sind sehr energiereiche Vorstufen, die sich zur Reaktion mit weiteren chemischen Stoffen in viele Richtungen lenken lassen. Kenntnisse über die Elektronendichteverteilung in einem lithiumorganischen Molekül bieten dabei die Möglichkeit, dessen Reaktionsverhalten und damit auch das Eigenschaftsprofil eines neuen Produktes zu steuern.

Mittels Röntgenstrahlung lassen sich im Beugungsexperiment grundlegende Fragen der Lithium-Verbindungen aufklären: Wo in einem organischen Molekül wird das Lithium gebunden und welcher Natur ist diese Bindung? Wie reagiert darauf ein weiterer chemischer Stoff als hinzutretender Bindungspartner? Im Fall des Picolyl-Lithiums zeigen Molekülstruktur und Reaktivität ein auf den ersten Blick widersprüchliches Verhalten. So greift der Reaktionspartner – anders als angenommen – nicht am Ort des Lithiumatoms, sondern an einer anderen Stelle im Molekül an. Den Forschern am Institut für Anorganische Chemie ist es gelungen, dieses zunächst contraintuitiv erscheinende Phänomen mit Hilfe der Elektronendichteverteilung schlüssig zu erklären.

Die Göttinger Veröffentlichung wurde von Gutachtern der Zeitschrift als „Very Important Paper“ eingestuft.

Originalveröffentlichung:
H. Ott, U. Pieper, D. Leusser, U. Flierler, J. Henn, D. Stalke: Carbanion or Amide? First Charge Density Study of Parent 2-Picolyllithium, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2978 - 2982, DOI:10.1002/anie.200806221

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14.04.2009 von PaulWutz.

Pressemitteilung der Universität Heidelberg vom 06.04.2009

Neuer Ansatzpunkt für Therapie des AIDS-Erregers? – Heidelberger Virologen veröffentlichen in „Cell Host & Microbe“

Der AIDS-Erreger HIV setzt die Schutzmechanismen menschlicher Zellen gegen Virusinfektionen gezielt außer Gefecht: Ein spezielles Eiweiß des Virus markiert zelluläre Schutz-Proteine für einen zügigen Abbau und vernichtet so den Vorrat der Zelle. Diesen Mechanismus hat ein Heidelberger Wissenschaftlerteam unter Leitung des Virologen Privatdozent Dr. Oliver Keppler erstmals in Zellkulturen nachgewiesen und damit einen neuen Angriffspunkt für Therapien entdeckt.

Eine weitere wichtige Entdeckung der Heidelberger Virologen: Im Rattenmodell für AIDS, mit dem Wissenschaftler Infektion, Krankheitsverlauf und Medikamentenwirkung im Tierversuch untersuchen, greift diese Strategie des HI-Virus nicht. Das Schutz-Protein von Ratten ist immun. HIV kann sich daher in den Versuchstieren nicht so stark vermehren wie im Menschen - eine Schwachstelle des derzeitigen Rattenmodells. Mit dem neuen Wissen wäre es nun allerdings möglich, das Kleintiermodell, das die Heidelberger Wissenschaftler entwickelt haben, gezielt weiter zu verbessern. Die Arbeit wurde im März 2009 in der Fachzeitschrift „Cell Host & Microbe“ veröffentlicht.

Neu gebildete Viren werden abgefangen und an die Zelloberfläche gebunden

Neben dem Immunsystem kann der Körper weitere Schutzmechanismen aktivieren, um Infektionen mit Viren zu bekämpfen oder zu stoppen: Die befallenen Zellen selbst verfügen über eine Reihe von Eiweißen, die verschiedene Schritte der Virusvermehrung behindern. In Gegenwart des Schutz-Proteins CD317 werden neu gebildete Viren beim Verlassen der Zelle fest an die Zelloberfläche gebunden und dies behindert sie am Befall weiterer Körperzellen. HIV überwindet diese Blockade mit seinem Protein Vpu: Es setzt diesen Schutzmechanismus, der interessanterweise gegen eine Vielzahl von Virenarten wirkt, gezielt außer Kraft.

Das Virologenteam um Dr. Keppler aus der Abteilung Virologie des Hygiene-Instituts am Universitätsklinikum Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Professor Dr. Hans-Georg Kräusslich) untersuchte, auf welche Weise Vpu das Schutz-Protein CD317 in seiner Wirkung stört. Sie stellten fest, dass in menschlichen Zellen, in denen nach HIV-Befall der Störfaktor Vpu gebildet wird, der Vorrat an CD317 auf rund ein Viertel der ursprünglichen Menge zusammenschrumpft. „In Anwesenheit von Vpu wird CD317 von einem zelleigenen System zügig abgebaut. Vermutlich bindet Vpu an CD317 und markiert es für eine schnelle Beseitigung“, erklärt Dr. Keppler.

Je weniger CD317 in der Zelle vorhanden ist, desto mehr Viren können der Abfangvorrichtung entkommen. „Diese Interaktion zwischen Vpu und CD317 zu stören, wäre daher ein vielversprechender therapeutischer Ansatz, um die zelleigenen Schutzmechanismen zu stärken“, so Dr. Keppler.

Auch Ratten und Mäuse verfügen über dieses Schutz-Protein. Es übernimmt dieselbe Funktion und ist in der Lage, das HI-Virus des Menschen zu blockieren. Es gibt allerdings einen wichtigen Unterschied: Die Heidelberger Virologen entdeckten, dass Vpu dem CD317 in Rattenzellen nichts anhaben kann. „Das HI-Virus ist auf den Menschen spezialisiert, der Störmechanismus durch Vpu kann daher gegen den tierischen Infektionsschutz nichts ausrichten“, sagt Dr. Christine Goffinet, Erstautorin der Studie.

Ratten-Tiermodell soll nun verbessert werden

Dieses Detail ist wichtig, wenn die HIV-Infektion im Tiermodell an Ratten nachgestellt und untersucht werden soll: Die Infektion nimmt in der Ratte nicht denselben Verlauf wie im Menschen, da wegen der intakten zellulären Schutzvorrichtungen deutlich weniger Viren freigesetzt werden. Dank der neuen Forschungsergebnisse hoffen die Heidelberger Wissenschaftler nun, das Tiermodell zu verbessern. Ziel ist es, in den Ratten CD317 gentechnisch auszuschalten und somit einen Grad der HIV-Infektion zu erzielen, der dem des Menschen ähnlicher ist.

Bereits 2007 war es den Heidelberger Wissenschaftlern gelungen, Ratten durch gezielte Veränderung ihres Erbmaterials erstmals für eine Infektion mit HIV empfänglich zu machen. An diesen „transgenen“ Ratten testeten sie erfolgreich Medikamente gegen die HIV-Infektion beim Menschen. Mit diesem transgenen Kleintiermodell ist es möglich, die Wirksamkeit von Medikamenten gegen den AIDS-Erreger HIV schnell und in größerem Umfang vor ihrem Einsatz beim Menschen zu prüfen und so die Weiterentwicklung neuer Virostatika zu beschleunigen.

Literatur:
Christine Goffinet, Hans-Georg Kräusslich, and Oliver T. Keppler: HIV-1 Antagonism of CD317 Is Species Specific and Involves Vpu-Mediated Proteasomal Degradation of the Restriction Factor. Cell Host & Microbe 5, 285-297, March 19, 2009. DOI 10.1016/j.chom.2009.01.009

Externer Link: www.uni-heidelberg.de

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08.04.2009 von PaulWutz.

Presseinformation der Max-Planck-Gesellschaft vom 07.04.2009

Geschlossene DNA-Sequenzen erkennen laut einem mathematischen Modell ähnliche Abschnitte in anderen DNA-Doppelsträngen

Gene können nach Ansicht eines Gastwissenschaftlers am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften schon von Weitem erkennen, ob ein anderes Gen dem eigenen Aufbau entspricht. “Gene verhalten sich wie Gäste auf einer Party”, sagt Alexei Kornyshev, Professor für chemische Physik. “Lernen sich dort zwei Menschen kennen, prüfen sie auch erst aus der Distanz, ob sie füreinander interessant sind.” In Leipzig hat Kornyshev nun berechnet, wie weit homologe Abschnitte der DNA, also solche mit sehr ähnlichem Aufbau, voneinander entfernt sein dürfen, um Ähnlichkeiten festzustellen. Homologe Gene tauschen sich etwa aus, wenn Kinder gezeugt werden und sich dabei die Erbinformation der Eltern mischt. “Wüssten wir, wie Gene den richtigen Austauschpartner finden, könnten wir falsche Kombinationen bei künstlicher Befruchtung verhindern”, erklärt Kornyshev. (PNAS 2009, Online-Vorabpublikation 9. März 2009, doi:10.1073/pnas.0811208106)

Trotz der Fülle an menschlichen Genen finden sich im Genom ähnliche Exemplare mit hoher Präzision. Das ist wichtig, denn bei der Vererbung ebenso wie bei der Reparatur defekter Gene dürfen nur Teile ausgetauscht werden, die Informationen für dasselbe Merkmal tragen, die also zu zwei Varianten desselben Gens gehören. Auf die Frage, wie die Gene einander erkennen, wissen die Forscher bislang keine Antwort.

Zwei große Theorien gebe es, erläutert Alexei Kornyshev, der am Max-Planck-Institut für Mathematik berechnet hat, wie aneinander vorbei gleitende Doppelstränge der DNA wechselwirken. Die eine Theorie geht davon aus, dass ähnliche Sequenzen sich nur finden, wenn der Doppelstrang sich wie ein Reißverschluss geöffnet hat. Kornyshev gehört dagegen zu den Forschern, die meinen, dass homologe Gene, also solche mit vergleichbarer Zusammensetzung, sich schon aus der Ferne identifizieren und ein Auftrennen der Doppelstränge nicht nötig sei.

Möglich ist das - so sein Modell - weil sich zwischen den negativ geladenen Doppelsträngen der DNA, die sich wie eine Wendeltreppe winden, positiv geladene Teilchen festsetzen, etwa Natrium-, Kalium- oder Magnesiumionen. Die unterschiedlich geladenen Bereiche übten anziehende Kräfte aufeinander aus, wenn zwei Doppelstränge aneinander vorbei glitten, schildert der Wissenschaftler.

Nun hat Kornyshevs Team untersucht, wie weit zwei Doppelstränge gegeneinander verschoben werden dürfen, damit sich die ähnlichen Sequenzen noch erkennen. Dazu betrachteten die Forscher, wie durch ein Fenster einen Abschnitt eines Gens und berechneten, wie sich die Energie ändert, wenn ein zweiter DNA-Doppelstrang vorbei gleitet. Dabei stellten sie fest: Ein Gen merkt, dass sich ein ähnliches nähert, bevor die beiden exakt gegenüber stehen. Es “spürt”, dass sich eine energetisch günstigere Position bietet.

Solange die homologen Teile um mehr als die Hälfte der Fensterbreite zueinander versetzt sind, entspricht die Wechselwirkung noch der zwischen verschiedenen Genen. Nähern sich die homologen Doppelstränge weiter an, sinkt die Energie. Sie ist am kleinsten, wenn die beiden Doppelstränge einander exakt gegenüber liegen. Die Kurve, die den Energievorteil beschreibt, sieht aus wie die Kontur eines umgedrehten Sombreros. Sie zeigt: Homologe Sequenzen erkennen sich schon aus gewisser Distanz.

Bereits 2001 hatte ein Team um Kornyshev ein Modell aufgestellt, das beschreibt, wie zwei Doppelstränge aufgrund ihrer negativen Phosphate und der zwischen den Strängen angedockten positiven Ionen miteinander in Wechselwirkung treten. Um zu einer mathematischen Formel zu gelangen, modellierten die Wissenschaftler einen Doppelstrang als zwei zueinander parallele Seile, die sich um eine Litfasssäule winden. Die elektrischen Ladungen bildeten sie ab, indem sie die Seile als negativ, die Zwischenräume als positiv geladen ansahen.

Stehen zwei identisch umwickelte Litfasssäulen nebeneinander, dann liegt das geladene Seil der einen Litfasssäule immer exakt den Zwischenräumen der anderen Litfasssäule gegenüber. Das ist energetisch günstig, weil sich unterschiedliche Ladungen anziehen. Diese Position können nur homologe Doppelstränge einnehmen, denn in der DNA windet sich jede Kombination benachbarter Bausteine in einem bevorzugten Winkel. Übertragen auf die Litfasssäule sind die Seile also nicht gleichmäßig aufgewickelt, sondern an manchen Stellen steiler. Stellt man nun zwei Litfasssäulen nebeneinander, die verschiedene DNA-Sequenzen darstellen, liegen nicht immer positive und negative Ladungen gegenüber. Da gleiche Ladungen sich abstoßen, ist diese Situation energetisch von Nachteil. Mit seinen neuen Rechnungen hat Kornyshev nun gezeigt, wie weit der Energievorteil spürbar ist, wenn zwei homologe DNA-Stränge aneinander vorbei gleiten.

“Es ist klar, dass sich Modell und Realität unterscheiden”, sagt Kornyshev, “die DNA ist durchaus komplexer als von uns dargestellt”. Dennoch hätten erste Versuche im Reagenzglas gezeigt, dass geschlossene homologe DNA-Sequenzen aus mehreren hundert Bausteinen ohne Hilfe von Proteinen zueinander finden. Es sei daher durchaus möglich, dass sich homologe Gene anhand ihrer Struktur erkennen, bevor der komplexe Prozess starte, in dem sich die Stränge auftrennen und austauschen, erläutert der Wissenschaftler. [NV/BA]

Originalveröffentlichung:
Alexei A. Kornyshev und Aaron Wynveen
The homology recognition as well as innate property of DNA structure
PNAS 2009, Online-Vorabpublikation 9. März 2009, doi:10.1073/pnas.0811208106

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