8. Mai 2024   086/24    Forschung

Meeresbakterien produzieren gemeinsam ein lebenswichtiges Vitamin

Forschende aus Oldenburg und San Diego beleuchten komplexes Zusammenspiel bei Vitamin-B₁₂-Produktion

Oldenburg. Die komplexe Interaktion von Kleinstlebewesen im Meer besser verstehen: Diesem Ziel ist ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam um den Oldenburger Mikrobiologen Dr. Gerrit Wienhausen ein Stück nähergekommen. Die Forschenden analysierten anhand verschiedener Experimente das Zusammenspiel zweier Bakterienarten aus der Nordsee bei der Produktion von Vitamin B₁₂ und veröffentlichten ihre Ergebnisse nun im Wissenschaftsmagazin „Nature“.

Vitamin B₁₂ ist (unter anderem) im Meer ein knappes Gut und nicht nur für den Stoffwechsel der beiden beteiligten Bakterienarten der Gattungen Roseovarius und Colwellia essenziell: „Die Hälfte aller Algenarten würde gar nicht überleben ohne dieses Vitamin“, erläutert Wienhausen. Allerdings können Algen – ebenso wie Menschen – es nicht selbst herstellen. Umso wichtiger war den Forschenden von der Universität Oldenburg und der Scripps Institution of Oceanography in San Diego (USA) daher der sehr genaue Blick auf die Meeresbakterien. Während einzelne Bakterienstämme als Vitamin B₁₂-Produzenten bekannt sind, lag der besondere Fokus in ihrem Forschungsvorhaben auf zwei Bakterien, die jeweils einen der beiden Bausteine von Vitamin B₁₂ produzieren. Sie können den Stoff somit in Kooperation herstellen. „Es ist faszinierend, wie komplex das Zusammenspiel zwischen Bakterien sein kann“, betont Wienhausen im Hinblick auf die Publikation, die im Kontext des Sonderforschungsbereichs „Roseobacter“ unter Leitung von Prof. Dr. Meinhard Simon entstand. Der Oldenburger Mikrobiologe ist Ko-Autor der aktuellen Publikation.

Mit komplexen Labor-Experimenten und modernsten Analysemethoden gingen die Forschenden diesem Zusammenspiel auf den Grund. Demnach stellen Bakterien des Colwellia-Stammes M166 den kleineren Baustein des Vitamins her und geben diesen ins umgebende Wasser ab. Bakterien des Roseovarius-Stammes M141 hingegen produzieren nicht nur den großen Baustein – den Hauptbestandteil – sondern können aus beiden Komponenten auch das von beiden Bakterien benötigte Vitamin B₁₂ synthetisieren. Allerdings gibt Roseovarius das Vitamin von sich aus nicht ab. Freigesetzt wird es nur, wenn Colwellia bei seinem Kooperationspartner ein im bakteriellen Genom verankertes Virus aktiviert und dieses sich stark vermehrt. Diese Virusinfektion bringt einen Teil der betroffenen Roseovarius-Bakterien zum Platzen, so dass neben dem Virus auch das Vitamin B₁₂ freigesetzt und auch für Colwellia (und möglicherweise für andere Meereslebewesen) verfügbar wird. „Diese fein abgestimmte wechselseitige Zufuhr von Stoffwechselbausteinen und -produkten könnte neben mikrobiellen Gemeinschaften im Meer auch in anderen Ökosystemen relevant sein“, resümieren die Forschenden des Oldenburger Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) und der Scripps Institution of Oceanography in „Nature“.

„Wir konnten hier zum ersten Mal zeigen, dass zwei Bakterien nur in Kooperation B₁₂ produzieren“, ergänzt Wienhausen. „Eine derart komplexe Form des Zusammenwirkens von Bakterien war bisher gänzlich unbekannt.“

Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Transregio-Sonderforschungsbereichs (SFB) „Roseobacter“ haben mehr als 60 Forschende aus Oldenburg, Braunschweig, Göttingen und Bonn von 2010 bis 2023 die Bakterien der Roseobacter-Gruppe unter die Lupe genommen. Diese kommen in allen Lebensräumen der Meere vor – von den Tropen bis in die Polarmeere, von der Wasseroberfläche bis in die Tiefsee. Die Forschenden entdeckten unter anderem viele neue Stämme und beschrieben deren Verbreitung und funktionelle Biogeografie in den Weltmeeren erstmals. Insgesamt basieren mehr als 280 veröffentlichte wissenschaftliche Artikel auf der Forschung im Kontext des SFB.

Originalpublikation: Gerrit Wienhausen, Cristina Moraru, Stefan Bruns, Den Quoc Tran, Heinz Wilkes, Leon Dlugosch, Farooq Azam, Meinhard Simon: „Ligand crossfeeding resolves bacterial vitamin B₁₂ auxotrophies“. Nature (2024), DOI: 10.1038/s41586-024-07396-y

Weblinks

• uol.de/icbm/bgp
• www.nature.com/articles/s41586-024-07396-y

Bilder

Gerrit Wienhausen (rechts) und Meinhard Simon wiesen erstmals nach, dass Bakterien zu komplexen Interaktionen in der Lage sind, um gemeinsam ein lebenswichtiges Vitamin herzustellen. Foto: Universität Oldenburg / Marcus Windus [Bild herunterladen]

Mikroskopische Aufnahme einer gemeinsamen Kultur der beiden Bakterienarten. Die blaue Färbung zeigt alle Bakterien, bei den roten Punkten handelt es sich um Viren. Sie bringen einige Bakterienzellen zum Platzen, wodurch das Vitamin ins Wasser gelangt. Bild: Wienhausen et al, Nature [Bild herunterladen]

3. Mai 2024   083/24    Studium und Lehre / Hochschulpolitik

CHE-Ranking: Universität Oldenburg unterstützt sehr gut beim Studienstart

Medizinstudium punktet mit Praxisnähe

Oldenburg. Hervorragend betreut und unterstützt beim Start – Studierende der Chemie, Informatik, Mathematik, Medizin, Physik und Sportwissenschaften fühlen sich gerade zu Beginn ihres Studiums an der Universität Oldenburg besonders gut aufgehoben. So lautet eines der zentralen Ergebnisse des aktuellen Hochschulrankings des Centrums für Hochschulentwicklung (CHE). Im Bereich „Unterstützung zu Beginn des Studiums“ – etwa durch Vorkurse, Peer-Learning, individuelle Beratung und virtuelle Lernplattformen – schneiden alle befragten Studiengänge gut bis sehr gut ab. Sämtliche Ergebnisse sind im ZEIT-Studienführer 2024/25 veröffentlicht.

Zum dritten Mal seit 2018 ist der 2012 gegründete Studiengang Humanmedizin der Universität Teil des Rankings – und wird erneut in vielen Bereichen sehr gut bewertet. In den Kategorien Betreuung durch Lehrende, Angebote zur Berufsorientierung und Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten schneidet der Studiengang gut ab. Sehr zufrieden sind die Studierenden mit dem Konzept des Modellstudiengangs, Studierende schon sehr früh an die klinische Praxis heranzuführen. Konkret zeigt sich das in der vorklinischen Ausbildung, bei der Betreuung im Patientenunterricht sowie durch die Verzahnung zwischen Vorklinik und Klinik. Die Studierenden bewerten diesen Ansatz mit einem Spitzenwert von 4,6 von fünf möglichen Sternen.

Auch in den Fächern Biologie, Chemie und Informatik sind die Studierenden überwiegend zufrieden. Biologiestudierende vergaben beispielsweise überdurchschnittliche Werte für die Betreuung durch Lehrende, die Unterstützung im Studium und die IT - Ausstattung. Sie schätzen das gute soziale Klima zwischen Lehrenden und Studierenden, die Möglichkeit, im Studium individuelle Schwerpunkte zu setzen sowie die Verfügbarkeit fachspezifischer Software und Datenbanken. Studierende der Chemie und der Informatik fühlen sich ebenfalls gut unterstützt und sind zufrieden mit der Studienorganisation sowie der Bibliotheks- und Arbeitsplatzausstattung. Die Informatik-Studierenden schätzen darüber hinaus die IT-Ausstattung sowie die Unterstützung für Auslandsaufenthalte. Gute Noten erhalten zudem die Angebote zur Berufsorientierung.

Das CHE-Hochschulranking ist der umfassendste Hochschulvergleich im deutschsprachigen Raum. Es basiert auf Befragungen von rund 120.000 Studierenden und mehr als 300 untersuchten Universitäten und Hochschulen für angewandte Wissenschaften/Fachhochschulen (HAW) sowie Dualen Hochschulen und Berufsakademien. Neben Fakten zu Studium, Lehre und Forschung umfasst das Ranking Urteile von Studierenden über die Studienbedingungen, wie zum Beispiel die Betreuung, Prüfungen Bibliotheksausstattung oder Auslandsstudium. In diesem Jahr wurden die Fächer Biochemie, Biologie/Biowissenschaften, Chemie, Geografie, Geowissenschaften, Informatik, Mathematik, Medizin, Pflegewissenschaft, Pharmazie, Physik, Politikwissenschaft, Sport/Sportwissenschaft und Zahnmedizin untersucht.

Weblinks

• uol.de

2. Mai 2024   080/24    Studium und Lehre / Veranstaltungsankündigung

Online-Gruppenberatung zum Lehramtsstudium

Oldenburg. Wer sich für ein Lehramtstudium interessiert, hat oft viele Fragen: Wie ist das Studium aufgebaut? Welche Fächer lassen sich kombinieren? Welche Voraussetzungen muss ich erfüllen? Wie bewerbe ich mich an der Uni Oldenburg? In einer Online-Gruppenberatung am Mittwoch, 8. Mai, beantwortet Uwe Bunjes von der Zentralen Studien- und Karriereberatung (ZSKB) diese und weitere Fragen zum Lehramtsstudium an der Universität Oldenburg. Die Veranstaltung beginnt um 16.00 Uhr und geht bis circa 17.30 Uhr. Interessierte profitieren dabei auch von den Fragen der anderen Teilnehmenden. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Weitere Informationen und der Link zur Teilnahme finden sich unter

Weblinks

• uol.de/studium/gruppenberatung

26. April 2024   078/24    Forschung

Woher stammen museale Sammlungsobjekte wirklich? KI-gestütztes Forschungsprojekt startet  

Universität Oldenburg leitet Vorhaben zur Provenienz- und Sammlungsforschung / Zusätzlich an fünf von insgesamt 16 vom Land Niedersachsen geförderten Projekten beteiligt

Oldenburg. In deutschen Museen befinden sich hunderttausende Objekte, die etwa in der Kolonialzeit durch Kriege, Raub oder Handel nach Europa gelangt sind. Welche Geschichte diese Objekte haben – woher sie kommen, welchem Zweck sie dienten und wer sie einmal besessen hat – ist oft nur lückenhaft dokumentiert. Hier setzt ein interdisziplinäres Forschungsteam um die Historikerin Prof. Dr. Dagmar Freist von der Universität Oldenburg, die Provenienzforscherin Prof. Dr. Lynn Rother (Leuphana Universität Lüneburg) und den Informatiker Prof. Dr. Sascha Koch (Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth) an. Im Vorhaben „Provenienz- und Sammlungsforschung Digital“ (ProSaDi) trägt das Team dieses Wissen gemeinsam mit Forschenden aus den sogenannten Herkunftsländern exemplarisch für zwei unterschiedliche Arten von Sammlungsgütern zusammen. Außerdem entwickelt es digitale Techniken, um die Informationen über die Sammlungsobjekte so aufzubereiten, dass sie einfach und allgemein zugänglich sind. Das Niedersächsische Wissenschaftsministerium (MWK) und die VolkswagenStiftung fördern das Projekt für vier Jahre mit knapp 3 Millionen Euro im Programm „Wissenschaftsräume“.

„Durch das Akademienprojekt ‚Prize Papers‘ gibt es an der Universität Oldenburg eine große Kompetenz im Umgang mit Objekten aus der Kolonialzeit und mit der Digitalisierung historischer Zeugnisse. Das nun bewilligte Projekt im Programm ‚Wissenschaftsräume‘ wird dazu beitragen, gemeinsam mit zahlreichen Partnerinstitutionen dieses Wissen noch besser nutzbar für die Gesellschaft zu machen“, sagte Prof. Dr. Ralph Bruder, Präsident der Universität Oldenburg. Dass die Universität an fünf weiteren geförderten Vorhaben beteiligt sei, unterstreiche die erfolgreiche interdisziplinäre und interinstitutionelle Zusammenarbeit, die seit jeher ein besonderes Merkmal der Universität Oldenburg sei.  

Hintergrund des Vorhabens ProSaDi ist die aktuelle Diskussion um den Umgang mit Objekten aus ehemaligen Kolonialgebieten. „Der Wissensstand und die Museumsdokumentation zu Sammlungsgut aus kolonialen Kontexten ist – bis auf wenige Ausnahmen – sowohl in inhaltlicher wie auch technologischer Hinsicht überholt“, berichtet Freist. Die von Museen über Jahrzehnte dokumentierten Informationen seien oft nicht digitalisiert und von rassistischen und eurozentrischen Sichtweisen geprägt. „Die Provenienz- und Sammlungsforschung steht vor der Herausforderung, Informationen zu Besitz und Eigentum der Objekte zu rekonstruieren, aber auch eine Strategie zu entwickeln, wie eine Erinnerungskultur in Museen auf regionaler, nationaler und globaler Ebene aussehen kann“, ergänzt Rother. Dazu bedürfe es effizienter Forschungsansätze und Kooperationen mit den sogenannten Herkunftsgesellschaften.

Das Projektteam will daher IT- und KI-gestützte Methoden entwickeln, die Museen und andere Einrichtungen nutzen können, um Informationen über ihre Sammlungen digital zu verarbeiten und zu visualisieren. Ziel ist es, die Daten so zu erfassen, dass sie verknüpft und aufgefunden werden können. Gemeinsam mit internationalen Partnern arbeiten die Forschenden zudem die unterschiedliche Wissensproduktion in deutschen Museen und den Herkunftsgesellschaften historisch auf.

Das Team entwirft die neuen Methoden anhand von zwei Fallstudien. Die erste basiert auf bereits vorliegenden Daten des von der VolkswagenStiftung geförderten Verbundprojekts „Provenienzforschung in außereuropäischen Sammlungen und der Ethnologie in Niedersachsen“ (PAESE). Von 2018 bis 2022 hatten Forschende aus sechs niedersächsischen Museen und Universitäten sowie aus Kamerun, Namibia, Tansania und Papua-Neuguinea Sammlungsgut untersucht und in der ersten museumsübergreifenden öffentlich zugänglichen Datenbank erfasst.

Die zweite Fallstudie befasst sich mit ausgewählten Sammlungen von Kaurischnecken in Niedersachsen. Die Gehäuse dieser Weichtiere wurden in Afrika, Asien und der Südsee teils schon seit der Antike als Zahlungsmittel, Schmuck oder Brautpreis verwendet. Die Europäer*innen setzten sie seit der Frühen Neuzeit für den Handel mit versklavten Menschen ein, bis sie zu begehrten Sammlungsobjekten wurden. Heute sind sie meist unerschlossen in Museen verbreitet.

Anhand der beiden Objektgruppen entwickelt das Projektteam KI-gestützte Verfahren, die etwa Objektbiographien, Herkunft und weitere Daten erfassen und analysieren. Dies soll dazu beitragen, Eigentumswechsel zu rekonstruieren und historische Zusammenhänge zu erschließen. Außerdem ist geplant, eine KI-basierte Bildauswertung zur Erforschung der Kauri-Schneckengehäuse zu entwickeln, so dass Unterarten von Kauri-Schnecken automatisiert zugeordnet werden können. „In ProSaDi werden wir zudem Forschung und Lehre an der Schnittstelle von KI und Kulturerbe eng verzahnen und neue Konzepte dafür entwickeln“, so Koch. Das Projektteam bindet dafür Landesmuseen, Archive und das Netzwerk Provenienzforschung in Niedersachsen ein, um praxisorientierte Fragestellungen zu verfolgen. Ziel ist es, die Ergebnisse des Wissenschaftsraums langfristig in musealen und archivischen Sammlungen zu nutzen und im Bildungsbereich zur Anwendung zu bringen.

Zum Leitungsteam des Projekts gehört neben Freist, Rother und Koch auch Prof. Dr. Julia Wurr, Juniorprofessorin für Postkoloniale Studien an der Universität Oldenburg, als Vertreterin von Freist. Unter den weiteren Projektpartnern sind die Leibniz Universität Hannover, das Netzwerk Provenienzforschung in Niedersachsen am Landesmuseum Hannover, das Landesmuseum Natur und Mensch in Oldenburg und das Deutsche Schifffahrtsmuseum / Leibniz-Institut für Maritime Geschichte in Bremerhaven, sowie weitere Kooperationspartner in Deutschland und ein internationales wissenschaftliches Netzwerk in Afrika, Australien und den USA. Am Vorhaben sind Forschende aus den Geschichts-, Kultur-, Medien- sowie Ingenieur- und Geoinformationswissenschaften beteiligt.

Die Universität Oldenburg ist an fünf weiteren Projekten im Programm „Wissenschaftsräume“ als Partner beteiligt: Am Vorhaben „Elektronen-Licht-Kontrolle“, das von der Universität Göttingen koordiniert wird, arbeiten Prof. Dr. Caterina Cocchi, Prof. Dr. Christoph Lienau und Prof. Dr. Christian Schneider vom Institut für Physik mit. Am Vorhaben „CoastAdapt - Wissens- und Innovationsökosystem Küsteningenieurwesen & Küstenforschung“ unter Leitung der Technischen Universität Braunschweig beteiligen sich Prof. Dr. Gudrun Massmann und Prof. Dr. Thorsten Balke vom Institut für Biologie und Umweltwissenschaften. Drei Projekte mit Oldenburger Beteiligung werden an der Universität Lüneburg koordiniert: Die Erziehungswissenschaftler Prof. Dr. Karsten Speck und Prof. Till-Sebastian Idel vom Institut Pädagogik wirken im Projekt „Future Trends in Education“ mit, der  Oldenburger Wirtschaftswissenschaftler Prof. Dr. Christian Busse am Vorhaben „Nachhaltigkeitsgovernance globaler Wertschöpfungsketten“, und der Sozialwissenschaftler Prof. Dr. Jan Sauermann ist Partner im Projekt „Verhaltensökonomik und gesellschaftliche Transformation“. Das Programm „Wissenschaftsräume“ des MWK und der VolkswagenStiftung soll niedersächsische Hochschulen zu engeren Formen der Zusammenarbeit und des Austauschs animieren, auch mit außeruniversitären Einrichtungen.

Weblinks

• uol.de/geschichte
• uol.de/en/english-american
• uol.de/kunst

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Kopfschmuck mit Kauri-Schnecken, aus Tansania; Landesmuseum Natur und Mensch Oldenburg, Inv. Nr. 1906, Fotograf: Martin Henze [Bild herunterladen]

Gürtel mit Kauri-Schnecken, aus der Region Iramba/Tansania; Landesmuseum Natur und Mensch Oldenburg, Inv. Nr. 2379, Fotograf: Martin Henze [Bild herunterladen]

Schmuck aus auf eine Schnur geflochtenen Kauri-Schnecken, aus Ozeanien; Landesmuseum Natur und Mensch, Inv. Nr. 2738, Fotograf: Martin Henze [Bild herunterladen]

26. April 2024   077/24    Forschung

Kohlendioxid in nützliche Chemikalien verwandeln

Nachwuchsgruppe an der Universität Oldenburg untersucht, wie sich Kohlendioxid mit Hilfe von Sonnenlicht weiterverarbeiten lässt

Oldenburg. Die Kraft der Sonne zu nutzen, um das Treibhausgas Kohlendioxid in nützliche Chemikalien zu verwandeln – das ist das Ziel einer neuen Nachwuchsgruppe an der Universität Oldenburg. Das internationale Team um den Chemiker Dr. Lars Mohrhusen verfolgt dabei einen besonders nachhaltigen Ansatz: Die Forschenden planen, edelmetallfreie Katalysatoren zu entwickeln, die das eher reaktionsträge Treibhausgas mit Hilfe von Sonnenlicht chemisch aktivieren. Das Bundesforschungsministerium (BMBF) fördert das Vorhaben Su₂nCat-CO₂ in den nächsten sechs Jahren mit rund 2,6 Millionen Euro in der Förderrichtlinie SINATRA (Nachwuchsgruppen für „Künstliche Photosynthese“ und „Nutzung alternativer Rohstoffe zur Wasserstofferzeugung“).

„Die Arbeit der neuen Nachwuchsgruppe zielt darauf ab, günstige und langfristig stabile Materialien zu finden, um derzeit verwendete Edelmetall-Katalysatoren zu ersetzen. Die Förderzusage des BMBF würdigt die große interdisziplinäre Kompetenz der Universität Oldenburg in den Bereichen Katalyse und Nanomaterialien und unterstreicht die große Bedeutung dieser Forschung für die Gesellschaft“, sagt Prof. Dr. Ralph Bruder, Präsident der Universität Oldenburg.

In seinem Projekt will Mohrhusen mit seiner Gruppe Katalysatormaterialien auf Basis gut verfügbarer und günstiger Inhaltsstoffe wie beispielsweise Titandioxid entwickeln. Ziel ist es, das Treibhausgas Kohlendioxid mit möglichst wenig Energieaufwand in Stoffe wie Methan, Methanol oder Formaldehyd zu verwandeln, die von der chemischen Industrie etwa zu Kunststoffen oder synthetischen Treibstoffen weiterverarbeitet werden können. „Bisher werden für die Umwandlung von Stoffen wie Kohlendioxid meist edelmetallhaltige Katalysatoren verwendet, die oft bei hohem Druck und hohen Temperaturen eingesetzt werden“, erläutert Mohrhusen. Neben dem großen Energieaufwand für die richtigen Reaktionsbedingungen hätten diese Materialien den Nachteil, oft teuer und zudem nicht besonders langlebig zu sein. So können beispielsweise Verunreinigungen das Katalysatormaterial leicht „vergiften“, so dass es mit der Zeit weniger aktiv wird.

Im Projekt will das Team um Mohrhusen zwei unterschiedliche Modellsysteme von hybriden Katalysatormaterialien untersuchen. Zum einen sollen Kombinationen aus Titandioxid mit Halbmetall-Nanopartikeln hergestellt werden, zum anderen organische Strukturen an Oxidoberflächen. Anschließend wollen die Forschenden diese Systeme mit unterschiedlichen Verfahren mikroskopisch genau charakterisieren, was meist Ultrahochvakuumbedingungen erfordert. In beiden Fällen handelt es sich um sogenannte Photokatalysatoren, also Katalysatoren, die durch Licht katalytisch aktiv werden: Die Sonnenstrahlung erzeugt in dem Material Ladungsträger – negativ geladene Elektronen und positiv geladene, bewegliche Fehlstellen, sogenannte Löcher. Diese können anschließend chemisch mit Kohlendioxid reagieren. „Anhand dieser Modellkatalysatoren wollen wir auf atomarer Ebene im Detail verstehen, welche Materialeigenschaften zur Reaktivität, aber auch zur Stabilität der Systeme beitragen“, sagt Mohrhusen. Dies sei unter technischen Bedingungen in großen Reaktoren oft nicht ohne weiteres möglich.

In einem dritten Teilprojekt will das Team Mikro-Testreaktoren entwickeln, um die Modellkatalysatoren unter realistischeren Bedingungen zu testen. Dabei werden die Materialien in einer speziellen Kammer mit einer Gasmischung – etwa aus Kohlendioxid, Wasserstoff und Wasser – in Kontakt gebracht und gleichzeitig mit Licht bestrahlt. Währenddessen analysieren die Forschenden die Entstehung der Reaktionsprodukte. Etwaige strukturelle Veränderungen der Katalysatormaterialien durch die Reaktion können sie auch nach Ende der Tests untersuchen.

Mohrhusen studierte Chemie an der Universität Oldenburg, wo er 2014 seinen Bachelor- und 2016 seinen Masterabschluss erwarb. 2021 promovierte er in Oldenburg bei Prof. Dr. Katharina Al-Shamery in der Arbeitsgruppe Nanophotonik und Grenzflächenchemie. Während seiner PostDoc-Phase forschte er insgesamt etwa drei Jahre an der Harvard University (USA) und der Universität Aarhus (Dänemark).

Als assoziierte Partner begleiten die Universität Erlangen-Nürnberg, die Universität Leiden (Niederlande), die Universität Aarhus (Dänemark), die University of Florida (USA) und die Unternehmen Evonik und Leiden Probe Microscopy Mohrhusens Vorhaben. Mit Nachwuchsgruppen fördert das BMBF fortgeschrittene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf dem Weg zur Professur oder einer anderen wissenschaftlichen Leitungsfunktion.

Weblinks

• uol.de/chemie/

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Lars Mohrhusen will in seiner BMBF-Nachwuchsgruppe neue Katalysatoren zur Umwandlung von Kohlendioxid entwickeln. Eine Anlage mit Vakuumkammern, um die nötigen Tests durchzuführen, hat der Chemiker während seiner Promotion aufgebaut. Foto: Universität Oldenburg / Marcus Windus [Bild herunterladen]

Im Projekt sollen Katalysatorproben (hier das quadratische, graue Plättchen in der Mitte der Halterung) unter Vakuumbedingungen mit verschiedenen Analysemethoden untersucht werden. Foto: Universität Oldenburg / Marcus Windus [Bild herunterladen]

18. April 2024   072/24    Forschung

Versteckter Hörverlust: Forschende finden überraschende Hinweise auf bislang unbekannte Ursache

Untersuchungen an Wüstenrennmäusen rücken Prozesse im Zentralnervensystem in den Fokus

Oldenburg. In ruhiger Umgebung scheint das Gehör noch gut zu funktionieren, nur in Situationen mit vielen Hintergrundgeräuschen fällt es schwer, zum Beispiel Gespräche richtig zu verstehen: Dieser sogenannte versteckte Hörverlust könnte eine andere Ursache haben als bisher angenommen. Das haben Forschende der Universität Oldenburg und der Medizinischen Hochschule Hannover herausgefunden, die gemeinsam im Exzellenzcluster Hearing4all an klinischen und praktischen Problemen rund ums Hören arbeiten. Bei Untersuchungen von Wüstenrennmäusen, die Schall ganz ähnlich wahrnehmen wie Menschen, hat das Team Hinweise darauf gefunden, dass bestimmte Rezeptoren im Gehirn eine entscheidende Rolle dafür spielen könnten, wie das Gehirn verschiedene Schallquellen voneinander trennt und so das Richtungshören ermöglicht. Dass diese Rezeptoren dementsprechend auch für die Verschlechterung verantwortlich sein könnten, widerspricht der langjährigen Annahme, dass etwa durch laute Musik verursachte Schäden im Innenohr den versteckten Hörverlust verursachen.

Das Team um Neurowissenschaftlerin Dr. Sandra Tolnai und Prof. Dr. Georg Klump, Professor für Zoophysiologie und Verhalten an der Universität Oldenburg, hat die Forschungsergebnisse jetzt in der Fachzeitschrift „The Journal of Neuroscience“ veröffentlicht. Die Forschenden hatten in verschiedenen Versuchen das Richtungshören von jungen, mittelalten und alten Mongolischen Wüstenrennmäusen untersucht. Das Richtungshören ist eine wichtige Fähigkeit, die es erleichtert, Schallquellen getrennt wahrzunehmen. Die Forschenden konnten nachweisen, dass diese Fähigkeit bereits bei mittelalten Tieren eingeschränkt war, obwohl sie ansonsten normal hören konnten. Mithilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) erstellten die Forschenden Hirnscans, anhand derer sie die Verarbeitungsprozesse in den Hörarealen des Gehirns untersuchten. Ihr Augenmerk lag dabei auf Rezeptoren von Nervenzellen, also Proteinen auf deren Oberfläche, die es ermöglichen, Informationen zwischen Nervenzellen zu übertragen. In den Untersuchungen der Forschenden zeigte sich, dass sich die mittelalten und alten Mäuse in einem Aspekt von den jüngeren Tieren unterschieden: Bestimmte hemmende Rezeptoren waren verändert.

Bei den untersuchten Rezeptoren handelt es sich um solche für den Neurotransmitter Gamma-Aminobuttersäure. Dieser hemmende Botenstoff verstärkt Unterschiede im Antwortverhalten von Nervenzellen und hilft so, interessierende Signale von Störgeräuschen zu trennen. Die Forschenden vermuten, dass die Informationsverarbeitung aufgrund der Veränderungen der Rezeptoren nicht mehr wie in jungen Jahren ablaufen kann:  „Die zentralnervösen Prozesse im Organismus haben bei den untersuchten Wüstenrennmäusen damit vermutlich einen größeren Einfluss auf die beobachteten Einschränkungen im Richtungshören als bisher angenommen“, betont Klump.

Die Forschenden konnten in derselben Studie zeigen, dass die Zahl der funktionsfähigen Synapsen im Innenohr bei mittelalten Tieren in der Studie nicht nennenswert zurückgegangen war. Für die bisherige Annahme, ihre Schädigung könnte die Ursache für den versteckten Hörverlust und damit verbundene Schwierigkeiten im Richtungshören sein, gab es also keine Anhaltspunkte.

Aus dieser Erkenntnis ergeben sich völlig neue Forschungsansätze im Zusammenhang mit dem versteckten Hörverlust: Neben dem mit fortschreitendem Alter schlechter werdenden Richtungshören könnten laut Klump zum Beispiel auch Defizite in der Sprachwahrnehmung auf Veränderungen zentralnervöser Mechanismen im Gehirn zurückzuführen sein.

Originalpublikation: Sandra Tolnai, Georg Klump et al: “Age-Related Deficits in Binaural Hearing: Contribution of Peripheral and Central Effects”, The Journal of Neuroscience (2024), doi.org/10.1523/jneurosci.0963-22.2024