Liquid Biopsy: Krebsspuren im Blut spiegeln Therapieerfolg

Die Liquid Biopsy (flüssige Biopsie) ist möglicherweise eine vielversprechende Methode zur frühen Therapiekontrolle bei Lungenkrebspatienten. Dies zeigen die Ergebnisse einer wissenschaftlichen Kooperation zwischen dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ), dem Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) und der Thoraxklinik Heidelberg. Die Forscher verknüpften die Befunde der Liquid Biopsy mit den klinischen Daten der Patienten und konnten so in Echtzeit verfolgen, wie die Tumoren auf Krebsmedikamente ansprachen. Ihre Ergebnisse haben sie jetzt in der neuesten Ausgabe von Scientific Reports veröffentlicht.

Um eine Krebserkrankung mit neuen, so genannten zielgerichteten Medikamenten zu behandeln, muss der Arzt zunächst eine Probe des Tumors analysieren. Dazu entnimmt er eine Gewebeprobe (Biopsie) und analysiert das Erbgut. Anhand der darin nachgewiesenen Mutationen wählt der Arzt die passende Therapie. 

Die konventionelle Biopsie gilt zwar derzeit als der Goldstandard, doch ihre Möglichkeiten sind nicht unbegrenzt. Molekulare Anomalitäten und Mutationen in Tumoren verändern sich im Verlauf der Zeit und unter der Behandlung. Diese Erkenntnis warf die Frage auf, ob die Gewebebiopsie als Methode empfindlich genug ist, um solche dynamischen Veränderungen zu erfassen. "Außerdem ist die konventionelle Biopsie ein viel invasiveres und mitunter auch riskantes Verfahren", erklärt Professor Holger Sültmann, Leiter der Arbeitsgruppe Krebsgenomforschung am DKFZ.

Seit einigen Jahren setzen Mediziner deshalb Hoffnung in die sogenannte Liquid Biopsy (flüssige Biopsie). Wenn Zellen absterben, gelangt ihre DNA ins Blut. Man spricht dann von "zellfreier DNA", kurz cfDNA. Die cfDNA von Tumorzellen, die nach der Therapie absterben, weist Mutationen auf, die sich aus einer Blutprobe mittels PCR und nachfolgender Sequenzierung nachweisen lassen. "Im Unterschied zur Gewebeprobe werden bei der Liquid Biopsy lediglich ein paar Milliliter Blut entnommen; daraus wird die DNA isoliert und molekular analysiert", erläutert Sültmann die Vorteile der neuen Methode.

Ob die Liquid Biopsy genauso sensitiv und zuverlässig wie eine Gewebeprobe ist und die gewonnenen klinischen Informationen ebenso aussagekräftig sind, wollte die Forschergruppe nun herausfinden. In Zusammenarbeit mit Kollegen von der Thoraxklinik Heidelberg untersuchten die Wissenschaftler vom DKFZ 16 Lungenkrebspatienten, deren Tumoren alle bestimmte Mutationen aufwiesen und die mit einem Tyrosinkinasehemmer (TKI) behandelt wurden. Bis zu zwei Jahre lang sammelten die Wissenschaftler von jedem Patienten regelmäßig Blutplasmaproben, aus denen sie anschließend die DNA isolierten. Mit digitalen PCR-Tests suchten sie nach mutierter cfDNA und verglichen die Zahl der nachgewiesenen Mutationen mit den klinischen Daten der Patienten zu den verschiedenen Zeitpunkten.

"Wir wollten testen, ob es überhaupt möglich ist, Mutationsveränderungen im (Blut-)Plasma im zeitlichen Verlauf zu identifizieren, und ob wir diese mit klinischen Parametern in Beziehung setzen können", so Holger Sültmann. Die Datenanalyse erbrachte drei interessante Beobachtungen.

Erstens veränderte sich die Zahl der Mutationen bei den Patienten übereinstimmend mit dem klinischen Verlauf der Erkrankung. So zeigte sich bei einem Patienten gleich zu Beginn der TKI-Therapie ein drastischer und unmittelbarer (innerhalb der ersten 26 Stunden) Anstieg der Menge mutierter cfDNA im Blutplasma, was auf eine Vielzahl abgestorbener Krebszellen hindeutet und damit auf ein gutes Therapieansprechen. Interessanterweise fiel dieser Spitzenwert kurz darauf wieder ab, was vermuten lässt, dass die TKI-Therapie in den ersten Behandlungstagen ihre größte Wirkung hat. "Das zeigt, dass wir zum Therapiebeginn besonders genau überwachen müssen", bemerkte Sültmann.  

Zweitens beobachteten die Wissenschaftler, dass wenig oder gar keine cfDNA im Blutplasma nachzuweisen war, wenn die Krankheit längere Zeit unter Kontrolle war und der Tumor nicht wuchs. Und schließlich zeigte sich bei Patienten, deren Tumor zurückgekehrt war und die kurz darauf verstarben, in kurzen Zeitabschnitten ein rascher Anstieg der cfDNA-Konzentration. Teilweise war dieser Anstieg sogar schon vor dem Auftreten klinischer Anzeichen zu beobachten. 

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Liquid Biopsy sensitiv genug ist, um Tumorveränderungen in Echtzeit nachzuweisen. Dabei hat sie gleichzeitig den Vorteil, dass sie weniger invasiv als eine Gewebeentnahme ist. Die so gewonnenen molekularen Daten könnten den Klinikern auch Informationen liefern, die es erlauben, frühzeitig über geeignete therapeutische Strategien zu entscheiden. Da die Studie jedoch erst an 16 Patienten erfolgt ist, weist Holger Sültmann darauf hin, dass es noch zu früh für eine generelle Beurteilung der Liquid Biopsy ist: "Dies ist zunächst ein ,Proof of Concept', mit der wir zeigen konnten, dass die neue Methode tatsächlich funktioniert. Wir werden jetzt systematisch cfDNA sammeln und messen, um zu erkunden, was die Liquid Biopsy unter diesen Umständen tatsächlich zu leisten vermag, und wie sie dabei helfen kann, das Fortschreiten von Lungenkrebs unter Therapie noch besser zu verstehen."

Mutation analysis of circulating plasma DNA to determine response to EGFR tyrosine kinase inhibitor therapy of lung adenocarcinoma patients.

Riediger AL, Dietz S, Schirmer U, Meister M, Heinzmann-Groth I, Schneider M, Muley T, Thomas M, Sültmann H.

Sci Rep. 2016 Sep 19;6:33505. doi: 10.1038/srep33505.

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

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Alzheimer: Zellulärer Mechanismus liefert Erklärungsmodell für den Abbau der Gedächtnisleistung

Verlust von Zellkontakten beeinträchtigt Nervenzellen, die die Aktivität des Hippocampus kontrollieren

Bonn, 20. September 2016. Bei Alzheimer kommt es zu Gedächtnisstörungen und Lernschwierigkeiten. Die Ursachen dafür sind bislang nur grob verstanden. Nun präsentieren Forscher des DZNE im Fachjournal „Neuron“ einen möglichen Mechanismus: Demnach werden durch den Verlust von Zellkontakten, die den Botenstoff Acetylcholin ausschütten, Nervenzellen in ihrer regulierenden Funktion beeinträchtigt. Die betroffenen Interneurone wirken auf die Aktivität des Hippocampus – ein Hirnareal, das als Schaltzentrale des Gedächtnisses gilt. Die Studienergebnisse könnten den Weg bereiten für Medikamente, die alzheimertypische Gedächtnisstörungen besser als bisher behandeln.

Diese mikroskopische Aufnahme zeigt das neuronale Netzwerk des Hippocampus einschließlich sogenannter O-LM Interneurone (rot und gelb) und anderer Zelltypen. Die Lernschwierigkeiten, die bei einer Alzheimer-Erkrankung typischerweise auftreten, können möglicherweise durch eine gestörte Funktion der Interneurone hervorgerufen werden. So das Fazit der aktuellen Studie. Quelle: DZNE / Julia Steffen

Die Zellen des Gehirns sind zu einem Netzwerk verknüpft, über das unablässig Nervenimpulse zirkulieren. Unterschiedliche Hirnzellen müssen dafür in harmonischer Weise zusammenspielen. Denn während manche Hirnzellen Signale so weiterleiten, dass nachgeschaltete Zellen ebenfalls feuern, bremsen andere Zellen die Signalübertragung aus. „Für gewöhnlich besteht eine fein austarierte Balance zwischen Erregung und Hemmung. Man vermutet, dass dieses Gleichgewicht bei Alzheimer aus dem Lot gerät“, sagt DZNE-Forscher Dr. Martin Fuhrmann. „Infolgedessen können Nervenzellen hyperaktiv werden. Dabei kommt es zu Entladungen, die epileptischen Zuständen ähneln. Der Hippocampus zählt zu den ersten Hirnregionen, die bei Alzheimer davon betroffen sind. Dort finden Lern- und Gedächtnisvorgänge statt.“

Inhibierende Zellen unter der Lupe

Für die aktuelle Studie untersuchten der Bonner Neurobiologe und seine Teamkollegen daher eine bestimmte Klasse von Nervenzellen – sogenannte O-LM Interneurone. Sie wirken regulierend auf andere Zellen des Hippocampus und sorgen dafür, die zelluläre Aktivität im Zaum zu halten. Diese hemmende Wirkung wird auch „Inhibition“ genannt. Über die Rolle dieser Interneurone bei Alzheimer war bisher wenig bekannt. Die Forscher trainierten daher Mäuse – gesunde und solche, die alzheimertypische Symptome aufwiesen – darauf, eine bestimmte Umgebung wiederzuerkennen. Überdies untersuchten Fuhrmann und seine Kollegen, wie sich die Interneurone infolge der Lernaufgabe auf mikroskopischer Ebene veränderten.

Dr. Martin Fuhrmann. Quelle: DZNE / www.schmelz-fotodesign.de

Für gewöhnlich werden beim Lernen bestehende Verbindungen zwischen Nervenzellen angepasst und neue geknüpft. Solche Veränderungen beobachteten die Wissenschaftler auch an den Interneuronen der gesunden Mäuse. Bei den Tieren mit Merkmalen von Alzheimer war die zelluläre Verschaltung jedoch gestört, teils waren Nervenverbindungen verkümmert. Außerdem hatten sie Schwierigkeiten, ihre Trainingsumgebung zu erkennen.

Was war die Ursache der gestörten Verschaltung? Die Forscher fanden heraus, dass dieser Effekt durch den Verlust besonderer Zellkontakte ausgelöst wurde, die normalerweise bis an die Interneurone heranreichen. „Schon im Frühstadium von Alzheimer gehen sogenannte cholinerge Verbindungen zugrunde. Ihr Name rührt daher, dass sie für gewöhnlich den Botenstoff Acetylcholin freisetzen“, so Fuhrmann. „Manche dieser Verbindungen sind mit den Interneuronen verknüpft, die wir untersucht haben. Der Verlust dieser Kontakte wirkt sich unmittelbar auf die Interneurone aus. Ihre zelluläre Verdrahtung nimmt Schaden, was ihre Fähigkeit beeinträchtigt, andere Zellen zu inhibieren.“

Ergebnisse stützen die „cholinerge Hypothese“

Schon lange besteht die Vermutung, dass Gedächtnisstörungen bei Alzheimer auf den Verlust cholinerger Verbindungen zurückzuführen sind. Der Abbau dieser Zellkontakte führt zu einem Mangel an Acetylcholin. In der Therapie wird daher versucht, den Schwund des Botenstoffes mit Medikamenten aufzuhalten. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dieser Ansatz auf lange Sicht nicht erfolgreich ist. Nun könnte die aktuelle Studie dazu beitragen, den Zusammenhang von Acetylcholin und Gedächtnisleistung auf zellulärer Ebene genauer aufzuklären. „Unsere Studie weist auf einen Mechanismus hin, der beim Menschen relevant sein könnte. Demnach beeinträchtigt der Verlust cholinerger Verbindungen die regulierende Wirkung von Interneuronen des Hippocampus. Und das geht zu Lasten der Gedächtnisleistung“, sagt Fuhrmann. „Wenn man in die Zukunft denkt, dann könnten diese Erkenntnisse vielleicht dazu beitragen, Medikamente zu entwickeln, mit denen sich durch Alzheimer hervorgerufene Gedächtnisstörungen effektiver behandeln lassen, als es heute möglich ist.“

Originalveröffentlichung
Dysfunction of somatostatin positive interneurons associated with memory deficits in an Alzheimer’s disease model.
Lena C. Schmid, Manuel Mittag, Stefanie Poll, Julia Steffen, Jens Wagner, Hans-Rüdiger Geis, Inna Schwarz, Boris Schmidt, Martin K. Schwarz, Stefan Remy und Martin Fuhrmann.
Neuron, DOI: 10.1016/j.neuron.2016.08.034

Kontakt 
Dr. Marcus Neitzert
DZNE, Wissenschaftsredakteur
+49 (0) 228 / 43302-271
marcus.neitzert(at)dzne.de 

Expertengremium für die Exzellenzstrategie zur Förderung universitärer Spitzenforschung konstituiert sich

Heute konstituiert sich das Expertengremium für die neue Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder. Ihm gehören 39 in der Forschung auf verschiedenen Wissensgebieten ausgewiesene Expertinnen und Experten an, die auch über langjährige Erfahrung im Ausland, im Hochschulmanagement, in der Lehre oder in der Wirtschaft verfügen. Sie wurden gemeinsam von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Wissenschaftsrat vorgeschlagen und von der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz berufen:

Pierre Braunstein, Directeur Laboratoire de Chimie de Coordination, Université de Strasbourg

Gerald Byrne, Director of Advanced Manufacturing Science Center, Dean of Engineering, University College Dublin

William Colmers, Professor and Alberta Heritage Foundation for Medical Research Medical Scientist, University of Alberta

Sarah Colvin, Faculty of Modern and Medieval Languages, University of Cambridge

François Diederich, Professur für Organische Chemie, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Alexander Eggermont, Director General of the Cancer Institute Gustave Roussy, Paris

Maurizio Ferrera, Professor für Politikwissenschaft am Department of Social and Political Sciences, Università degli Studi di Milano (Benennungsverfahren noch nicht abgeschlossen)

Mary Fulbrook, Professor of German History, University College London

Andrea Grimm, Stuttgart

Wilhelm Gruissem, Head of Plant Biotechnology, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Daniel Halberstam, Professor of Law, University of Michigan

Jürgen Heinze, Lehrstuhl für Zoologie / Evolutionsbiologie, Universität Regensburg

Matthias von Herrath, Director of the La Jolla Institute for Allergy and Immunology

Rolf-Dieter Heuer, Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft e.V., Bad Honnef

Mark Hoffmann, Dean of Engineering, University of New South Wales

Gerhard Huisken, Direktor, Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach gGmbH

Jennifer Hunt, Professor Economics, Rutgers University

Karin Jacobs, Leiterin der Arbeitsgruppe "Physik Weicher Kondensierter Materie", Universität des Saarlandes

Lutz Jäncke, Lehrstuhl für Neuropsychologie, Universität Zürich

Hedwig J. Kaiser, Klinische Professorin für Strabologie und Neuroophthalmologie, Universität Basel

Katrin Kohl, Professor of German Literature, University of Oxford

Andreas Kugi, Leiter des Instituts für Automatisierung- und Regelungstechnik, Technische Universität Wien

Ruth Lehmann, Director of the Helen L. and Martin S. Kimmel Center for Stem Cell Biology, New York University Medical Center

Jan Löwe, Head of The Bacterial Cytoskeleton Group, University of Cambridge

Detlef Lohse, Chair of Physics of Fluids, Universiteit Twente

Friederike Moltmann, Department of Philosophy, New York University

Catherine Morgan, Professor of Classics and Archaeology, University of Oxford

Klara Nahrstedt, Professor at Computer Science Department, University of Illinois at Urbana-Champaign

Peter Nyhuis, Leiter des Instituts für Fabrikanlagen und Logistik, Gottfried Wilhelm Leibniz-Universität Hannover

Jan Palmowski, Professor of Modern and Contemporary History, University of Warwick

Martin Paul, Professor of Clinical Pharmacology, Maastricht University

Peter Schlosser, Professor of Geophysics, Columbia University

Ulrich Schubert, Professur für Anorganische Chemie, Technische Universität Wien

Martin E. Schwab, Professur für Neurowissenschaften, Universität Zürich

Clivia Marfa Sotomayor Torres, Head of Phononic and Photonic Nanostructures Group, Catalan Institut of Nanoscience and Nanotechnology

Hubert Staudigel, University of California, San Diego, Scripps Institution of Oceanography

Camron Tropea, Fachgebietsleiter Strömungslehre und Aerodynamik, Technische Universität Darmstadt

Ralph Weissleder, Professor at Harvard Medical School

Harold W. Yorke, California Institute of Technology

Der Vorsitzende des Wissenschaftsrats, Professor Dr. Manfred Prenzel, und der Präsident der DFG, Professor Dr. Peter Strohschneider, gehören dem Expertengremium ohne Stimmrecht an und führen den Vorsitz. Die Aufgaben des Expertengremiums sind in der Verwaltungsvereinbarung zwischen Bund und Ländern zur Exzellenzstrategie beschrieben (http://www.gwk-bonn.de/fileadmin/Papers/Verwaltungsvereinbarung-Exzellenzstrategie-2016.pdf). Eine der ersten Aufgaben wird es sein, die Förderbedingungen für die Ausschreibung der Exzellenzstrategie festzulegen.

Friedrich-Ebert-Allee 38 * 53113 Bonn *

Telefon: (0228) 5402-122 * Telefax: (0228) 5402-160 *

E-Mail: presse@gwk-bonn.de; URL: http://www.gwk-bonn.de

Verlängerung für die künstliche Erde: Über 500 000 Besucher in der Ausstellung "Wunder der Natur" im Gasometer Oberhausen

Quelle: Gasometer Oberhausen

Die Erde mit ihren zwanzig Metern Durchmesser scheint über den Besuchern im Gasometer Oberhausen zu schweben, während Wolkenbänder, Tag und Nacht oder auch Regenschauern über ihre Oberfläche ziehen. Über eine halbe Million Menschen haben die Ausstellung "Wunder der Erde" bereits besucht und die Schau in dem alten Industriedenkmal zu einer der bestbesuchten Einzelausstellungen dieses Jahres gemacht. "Die Erdbeobachtung fasziniert die Menschen", sagt Nils Sparwasser vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Mit seinem Team hat er aus Satellitenbildern die Animation erstellt, die auf die 20-Meter-Erdkugel im Gasometer projiziert wird. "Wenn die Besucher im Gasometer Oberhausen auf die künstliche Erde blicken, sehen sie vor allem eines: Wissenschaftliche Daten, mit denen die Erdbeobachtung zum Verständnis und zum Erhalt der Wunder der Natur beiträgt." Nun wird die Ausstellung, die am 30. September 2016 enden sollte, um über ein Jahr bis zum 30. November 2017 verlängert.

Im Inneren des Gasometers zeigen 150 großformatige Bilder international renommierter Naturfotografen sowie mehrere überwältigende Filmausschnitte die schöpferischen Kräfte des Lebens. Sie erzählen von ungewöhnlichen sinnlichen Fähigkeiten und genialen Strategien im Kampf ums Dasein, von sexuellen Ritualen, den sozialen Beziehungen und dem Vermögen, mit anderen Arten zusammen zu leben. "Der Erfolg zeigt uns, welche Faszination das Leben selbst in seiner Intelligenz und Vielfalt auf die Menschen ausübt - und wie erhaltenswert diese unglaublich genialen biologischen Systeme im Großen wie im Kleinen sind", sagt Kurator Prof. Peter Pachnicke.

Astronautenblick auf die Erdkugel

Höhepunkt der Ausstellung ist eine von zwölf Projektoren bespielte Erdkugel im 100 Meter hohen Luftraum des Gasometers. Fährt man mit dem Aufzug im Inneren des Industriedenkmals in die Höhe, kann man zudem wie ein Astronaut aus der Ferne die gesamte Erdkugel betrachten. Aus Datensätzen verschiedener Satelliten berechneten die DLR-Wissenschaftler des Earth Observation Center eine Animation mit einer Auflösung von 58 Millionen Pixel - für dieses 3D-Abbild der Erde mussten die Computer insgesamt 115 Tage rund um die Uhr rechnen. Die Daten aus dem All sind so Informationen geworden, die auch dem Nicht-Wissenschaftler Spannendes über die Erde lehren. "Satelliten sehen einfach mehr als das menschliche Auge: Sie arbeiten in Wellenlängenbereichen, die für das Auge unsichtbar sind", sagt DLR-Wissenschaftler Nils Sparwasser.

Kontakte:

Manuela Braun  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Kommunikation, Redaktion Raumfahrt

Tel.: +49 2203 601-3882

Fax: +49 2203 601-3249

mailto:manuela.braun@dlr.de

Nils Sparwasser  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum, Wissenschaftskommunikation und Visualisierung

Tel.: +49 8153 28-1316

Fax: +49 8153 28-1313

mailto:nils.sparwasser@dlr.de

Universitäten wollen gefährdete Forscher besser unterstützen

Deutsche Sektion des Scholars at Risk Network gegründet – Alexander von Humboldt-Stiftung übernimmt Sekretariat

In ihrer Heimat herrscht Krieg, ihre Forschungsfreiheit wird eingeschränkt oder sie werden verfolgt: In vielen Teilen der Welt sind Wissenschaftler gefährdet. Doch wie kann man diese Forscher am besten unterstützen? Wie können sie einen sicheren Ort für ihre Arbeit finden und zum Beispiel an deutschen Hochschulen Fuß fassen?

Heute haben 20 Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Bonn die deutsche Sektion des Scholars at Risk Network (SAR) gegründet, um sich über solche Fragen auszutauschen und auf Eingriffe in die Wissenschaftsfreiheit aufmerksam zu machen. Die deutsche Sektion ist Teil des internationalen Scholars at Risk Network (SAR), in dem Bildungseinrichtungen weltweit zusammenarbeiten. Die Alexander von Humboldt-Stiftung übernimmt bis März 2019 das Sekretariat der deutschen Sektion.

Thomas Hesse, Stellvertretender Generalsekretär der Humboldt- Stiftung und Sinead O'Gorman, Europadirektorin des internationalen Scholars at Risk Network, bei der Übergabe der Gründungsurkunde (Foto: Humboldt-Stiftung/Anne Servos)

Die deutsche Sektion des Scholars at Risk Network wird auch die Philipp Schwartz-Initiative unterstützen, die von der Alexander von Humboldt-Stiftung und dem Auswärtigen Amt entwickelt wurde und durch Stipendien den Aufenthalt gefährdeter Forscher an deutschen Universitäten fördert. Partnerorganisationen der Alexander von Humboldt-Stiftung bei der Hilfe für gefährdete Forscher sind auch derScholar Rescue Fund und derCouncil for At-Risk Academics.

„Die Zusammenarbeit mit Hochschulen weltweit ist entscheidend, um gefährdeten Forschern zu helfen“, so Thomas Hesse, stellvertretender Generalsekretär der Alexander von Humboldt-Stiftung. Sinead O’Gorman, Europadirektorin des internationalen Scholars at Risk Network, betonte: „Wir freuen uns sehr über die Gründung der deutschen Sektion. So helfen die deutschen Universitäten, den freien Austausch in der Forschung zu stärken“.

Die Gründungsmitglieder des deutschen Scholars at Risk Network:

• Universität Bayreuth
• Alice Salomon Hochschule Berlin
• Bard College Berlin
• Freie Universität Berlin
• Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin
• International Psychoanalytic University Berlin
• Universität Bielefeld
• Ruhr-Universität Bochum
• Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Technische Universität Darmstadt
• Technische Universität Dresden
• Universität Duisburg-Essen
• Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg
• Georg-August-Universität Göttingen
• Universität Hamburg
• Karlsruher Institut für Technologie
• Universität zu Köln
• Hochschule Mannheim
• Universität Siegen
• Eberhard Karls Universität Tübingen

Am 27. und 28. April 2017 werden sich Vertreter aller beteiligten Hochschulen in Berlin erneut treffen, um dort weiter über die Unterstützung gefährdeter Forscher zu beraten.

Ein Steuerungsgremium mit Vertretern des Deutschen Akademischen Austauschdienstes, der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Hochschulrektorenkonferenz sowie Vertretern der Hochschulen wird die Arbeit der deutschen Sektion des Scholars at Risk Network (SAR) begleiten.

Die Alexander von Humboldt-Stiftung

Jährlich ermöglicht die Humboldt-Stiftung über 2.000 Forschern aus aller Welt einen wissenschaftlichen Aufenthalt in Deutschland. Die Stiftung pflegt ein Netzwerk von weltweit mehr als 27.000 Humboldtianern aller Fachgebiete in über 140 Ländern – unter ihnen 52 Nobelpreisträger.

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Wissenschaftsjahr 2016*17 – Meere und Ozeane und LizzyNet starten Schreibwettbewerb für Jugendliche und junge Erwachsene / Einsendeschluss ist am 1. Februar 2017

© iStock.com/ jamesteohart.

Berlin, 20.09.2016. Unter dem Titel BlueFiction starten das Wissenschaftsjahr 2016*17 – Meere und Ozeane und das Onlinemagazin www.LizzyNet.de einen Schreibwettbewerb für Jugendliche und junge Erwachsene. Nachwuchsautorinnen und -autoren zwischen 12 und 26 Jahren sind aufgefordert, in die Welt der Meere und Ozeane abzutauchen und ihre Idee für eine Kurzgeschichte in einem Exposé zu skizzieren. Ob Öko-Thriller oder Fantasy-Story, Science-Fiction-Abenteuer oder romantische Liebesgeschichte – das Genre ist frei. Einsendeschluss für die Exposés ist der 1. Februar 2017.

Eine Jury kürt die zehn besten Beiträge, die mit tollen Sachpreisen belohnt werden. Die besten vier Autorinnen und Autoren werden bei der Ausarbeitung ihrer Idee in einem dreimonatigen Mentoring durch die erfahrenen Schriftstellerinnen und Schriftsteller Katja Brandis, Ilona Einwohlt, Jana Frey und Christoph Marzi bis zur druckfertigen Kurzgeschichte begleitet. Die Geschichten erscheinen als E-Book im Arena Verlag und werden auf der Buchmesse 2017 in Frankfurt präsentiert.

Mit dem Wettbewerb sollen Jugendliche zu einer vertiefenden Auseinandersetzung und literarischen Erkundung der Meere und Ozeane und ihrer Bedeutung für die Menschheit angeregt werden und mit ihren Geschichten zu Botschafterinnen und Botschaftern für den Meeresschutz werden.

Alle Informationen zum Wettbewerb gibt es unter www.lizzynet.de/bluefiction.
Das Online-Magazin LizzyNet richtet sich insbesondere an Mädchen und junge Frauen, die sich über Politik, Umwelt und Themen aus Forschung und Wissenschaft informieren und austauschen möchten, gerne schreiben und mitgestalten wollen. Für den Wettbewerb BlueFiction kooperiert LizzyNet mit dem Arena Verlag.

Wissenschaftsjahr 2016*17 – Meere und Ozeane
Die Meeresforschung ist Thema des Wissenschaftsjahres 2016*17. Zu 71 Prozent bedecken Ozeane und Meere unseren Planeten. Sie sind Klimamaschine, Nahrungsquelle, Wirtschaftsraum – und sie bieten für viele Pflanzen und Tiere Platz zum Leben. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen die Ozeane seit Jahrhunderten; und doch sind sie noch immer geheimnisvoll und in weiten Teilen unerforscht. Im Wissenschaftsjahr 2016*17 – Meere und Ozeane geht es um die Ergründung der Gewässer, ihren Schutz und eine nachhaltige Nutzung. Die Wissenschaftsjahre sind eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gemeinsam mit Wissenschaft im Dialog (WiD). Sie tragen als zentrales Instrument der Wissenschaftskommunikation Forschung in die Öffentlichkeit. Das Wissenschaftsjahr 2016*17 wird vom Konsortium Deutsche Meeresforschung (KDM) als fachlichem Partner begleitet.


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Redaktionsbüro Wissenschaftsjahr 2016*17 – Meere und Ozeane
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Deutscher Buchpreis 2016: Die sechs Finalisten

Copyright: Claus Setzer
V.l.n.r.: Sabine Vogel, Christoph Schröder, Lena Bopp, Susanne Jäggi, Thomas Andre, Berthold Franke, Najem Wali

Die Jury hat sechs Romane für die Shortlist des Deutschen Buchpreises 2016 ausgewählt.

„Von Stille bis Gewalt: Die Romane der diesjährigen Shortlist decken ein breites inhaltliches Spektrum ab, doch sie eint eine starke Bodenhaftung, der unmittelbare Bezug zur beobachteten Realität. In harten, kontroversen Gesprächen haben wir um die sechs Autorinnen und Autoren der Shortlist gerungen. Nun aber sind wir zuversichtlich, mit der Shortlist eine Auswahl von Titeln zusammengefügt zu haben, die sowohl die unbestrittene Qualität dieses Bücherjahres als auch die unterschiedlichen Ansätze, sich der Welt und deren Beschreibungsmöglichkeiten zu nähern, widerspiegelt“, sagt der freie Kritiker Christoph Schröder, Sprecher der Jury für den Deutschen Buchpreis 2016.
Die sieben Jurymitglieder haben seit Ausschreibungsbeginn 178 Titel gesichtet, die zwischen Oktober 2015 und dem 20. September 2016 erschienen sind.
Die nominierten Romane:

• Reinhard Kaiser-Mühlecker: Fremde Seele, dunkler Wald (S. Fischer, August 2016)
• Bodo Kirchhoff: Widerfahrnis (Frankfurter Verlagsanstalt, September 2016)
• André Kubiczek: Skizze eines Sommers (Rowohlt Berlin, Mai 2016)
• Thomas Melle: Die Welt im Rücken (Rowohlt Berlin, August 2016)
• Eva Schmidt: Ein langes Jahr (Jung und Jung, Februar 2016)
• Philipp Winkler: Hool (Aufbau, September 2016)

Der Jury für den Deutschen Buchpreis 2016 gehören neben Christoph Schröder an: Thomas Andre (Hamburger Abendblatt), Lena Bopp (Frankfurter Allgemeine Zeitung), Berthold Franke (Goethe-Institut Prag), Susanne Jäggi (Librium Bücher, Baden), Sabine Vogel (Berliner Zeitung) und Najem Wali (Autor und Kritiker, Berlin).

Mit dem Deutschen Buchpreis 2016 zeichnet die Börsenverein des Deutschen Buchhandels Stiftung den deutschsprachigen Roman des Jahres aus. Der Preisträger oder die Preisträgerin erhält ein Preisgeld von 25.000 Euro; die fünf Finalistinnen und Finalisten erhalten jeweils 2.500 Euro. Die Preisverleihung findet am 17. Oktober 2016 zum Auftakt der Frankfurter Buchmesse im Kaisersaal des Frankfurter Römers statt.

Der Deutsche Buchpreis wird von der Börsenverein des Deutschen Buchhandels Stiftung vergeben. Förderer des Deutschen Buchpreises ist die Deutsche Bank Stiftung, weitere Partner sind zudem die Frankfurter Buchmesse und die Stadt Frankfurt am Main. Die Deutsche Welle unterstützt den Deutschen Buchpreis bei der Medienarbeit im In- und Ausland. Deutschlandfunk und Deutschlandradio Kultur übertragen die Preisverleihung im Rahmen von „Dokumente und Debatten“ im Digitalradio und als Livestream im Internet unter www.deutschlandradio.de. Interessierte können die Preisverleihung per Live-Stream unter www.deutscher-buchpreis.de mitverfolgen.

Ab Ende September 2016 werden Auszüge aus den Shortlist-Titeln in englischer Übersetzung und ein englischsprachiges Dossier zur Shortlist auf dem Internetportal www.new-books-in-german.com präsentiert. Auch in diesem Jahr stellen sechs Literaturblogs als „Die Buchpreisblogger“ die Titel der Longlist vor, bieten Hintergrundinformationen und kritische Debattenbeiträge. Zusammengeführt werden die Blogs auf der Facebook-Seite des Deutschen Buchpreises www.facebook.com/DeutscherBuchpreis und unter dem Hashtag #dbp16.

Weitere Informationen zum Deutschen Buchpreis 2016 können abgerufen werden unter www.deutscher-buchpreis.de. Infos, Neuigkeiten und Geschichten rund um den Deutschen Buchpreis 2016 gibt es auch bei Facebook unter www.facebook.com/DeutscherBuchpreis

Frankfurt am Main, 20. September 2016
Kontakt für die Medien:

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Thomas Koch, Presse-Referent
Telefon +49 (0) 69 1306-292, E-Mail: t.koch@boev.de
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Geben Planeten der Sonne den Takt vor?

Bild der Sonne aus dem Jahr 2012. Quelle: NASA/SDO

HZDR-Forscher stellen eine Verbindung zwischen dem Sonnenzyklus und der Gezeitenwirkung von Venus, Erde und Jupiter her.

Die Sonnenaktivität wird vom Magnetfeld der Sonne bestimmt. Für dieses sind zwei gekoppelte Effekte verantwortlich: Der Omega-Effekt beruht auf der unterschiedlich schnellen Rotation des heißen und leitfähigen Plasmas, aus dem die Sonne besteht. So bildet sich ein Magnetfeld in Form zweier Ringe nördlich und südlich des Äquators. Aus diesen wiederum erzeugt der Alpha-Effekt ein Magnetfeld, das entlang der Längenkreise der Sonne verläuft. Wo und wie genau der Alpha-Effekt entsteht, gilt als ungeklärt. Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) stellen hierzu nun eine neue Theorie in der Fachzeitschrift „Solar Physics“ vor. Ihre Berechnungen legen nahe, dass die Gezeitenkräfte von Venus, Erde und Jupiter die Sonnenaktivität direkt beeinflussen können.

Viele Fragen zum Magnetfeld der Sonne sind noch offen. „Wie bei der Erde auch, haben wir es mit einem Dynamo zu tun. Durch Selbsterregung entsteht das Magnetfeld quasi aus dem Nichts, wobei die komplexe Bewegung des leitfähigen Plasmas als Energiequelle dient“, so der Physiker Dr. Frank Stefani vom HZDR. Der sogenannte Alpha-Omega-Dynamo der Sonne unterliegt einem regelmäßigen Zyklus. Etwa alle elf Jahre polt das Magnetfeld der Sonne um; mit derselben Periode durchläuft die Sonnenaktivität ein Maximum. Dieses zeigt sich an der Zunahme der Sonnenflecken – dunklen Stellen auf der Sonnenoberfläche, die von stark konzentrierten Magnetfeldern herrühren.

„Interessanterweise stehen alle 11,07 Jahre die Sonne und die Planeten Venus, Erde und Jupiter etwa auf einer Linie. Wir haben uns gefragt: Ist es Zufall, dass der Sonnenzyklus mit dem Zyklus von Konjunktion beziehungsweise Opposition der drei Planeten zusammenfällt?“, führt Stefani aus. Dabei ist die Fragestellung selbst keineswegs neu. Bisher konnten Wissenschaftler jedoch keinen physikalisch plausiblen Mechanismus dafür identifizieren, wie die sehr schwachen Gezeitenwirkungen von Venus, Erde und Jupiter den Sonnendynamo beeinflussen könnten.

Verstärkung durch Resonanz

„Auch wenn man einer Schaukel immer nur einen kleinen Schubs gibt, kommt sie mit der Zeit immer mehr in Schwung“, erläutert Frank Stefani das Prinzip der Resonanz. Er und sein Team fanden in aktuellen Berechnungen heraus, dass der Alpha-Effekt unter bestimmten Bedingungen zu Schwingungen neigt. „Die Anregung dieser Alpha-Oszillationen benötigt fast keine Energie. Dafür könnten die Gezeiten der Planeten als Taktgeber ausreichen.“ Für dieses Mitschwingen des Sonnendynamos spielt die sogenannte Tayler-Instabiltität eine entscheidende Rolle. Sie entsteht immer dann, wenn ein genügend starker Strom durch eine leitfähige Flüssigkeit oder ein Plasma fließt. Ab einer bestimmten Stärke erzeugt die Wechselwirkung des Stroms mit seinem eigenen Magnetfeld eine Strömung – im Falle der riesigen Sonne mit turbulentem Charakter.

Nach allgemeiner Auffassung beruht der Sonnendynamo auf einem Zusammenspiel zweier Induktionsmechanismen. Weitgehend unstrittig ist der Omega-Effekt, der in der Tachokline entsteht. So heißt ein schmales Band zwischen der inneren Strahlungszone der Sonne und den äußeren Bereichen, in denen Konvektion stattfindet, also Wärme über die Bewegung des heißen Plasmas transportiert wird. In der Tachokline treffen unterschiedlich schnell rotierende Bereiche aufeinander. Diese differentielle Rotation generiert das sogenannte toroidale Magnetfeld in Form zweier nördlich und südlich des Sonnenäquators gelegener „Rettungsringe“.

Neues Rezept für den Sonnendynamo

Große Unklarheiten bestehen hinsichtlich der Lage und Ursache des Alpha-Effektes, der aus dem Toroidalfeld ein Poloidalfeld erzeugt – letzteres verläuft entlang der Längengrade der Sonne. Einer weit verbreiteten Theorie zufolge hat der Alpha-Effekt seinen Ursprungsort in der Nähe der Sonnenflecken, also an der Sonnenoberfläche. Die Dresdner Forscher haben einen alternativen Ansatz gewählt, der den Alpha-Effekt mit der Rechts- oder Linkshändigkeit der Tayler-Instabilität in Zusammenhang bringt. Die Tayler-Instabilität wiederum entsteht aufgrund der stark aufgewickelten Toroidalfelder im turbulenten Gebiet der Tachokline. „Damit können wir im Prinzip auch den Alpha-Effekt in der Tachokline verorten“, sagt Frank Stefani.

Nun haben die HZDR-Forscher erstmals Belege dafür gefunden, dass die Tayler-Instabilität auch zwischen Rechts- und Linkshändigkeit hin- und herpendeln kann. Das Besondere: Der Umschlag erfolgt faktisch ohne Änderung der Strömungsenergie. Dadurch reichen schon sehr kleine Kräfte aus, um eine Schwingung des Alpha-Effekts anzuregen. „Unsere Berechnungen zeigen, dass planetare Gezeitenkräfte hier wie winzige Taktgeber von außen wirken. Die etwa alle elf Jahre angestoßene Oszillation des Alpha-Effekts könnte die Umpolung des Magnetfeldes der Sonne bewirken und letztlich den 22-Jahres-Zyklus des Sonnendynamos bestimmen“, so der Physiker.

Die Wissenschaftler rund um Frank Stefani beschäftigen sich seit vielen Jahren intensiv mit Magnetfeldern im Kosmos und auf der Erde. So ist es ihnen als erster Gruppe weltweit gelungen, sowohl die Tayler- als auch die Magneto-Rotations-Instabilität im Laborexperiment nachzuweisen. Im Jahr 1999 waren die Spezialisten für Magnetohydrodynamik zudem am erstmaligen Nachweis des homogenen Dynamoeffekts in Riga beteiligt.

Tayler-Instabilität begrenzt neuartige Flüssigmetall-Batterien

„Interessanterweise sind wir auf die Tayler-Instabilität im Rahmen unserer Forschung zu neuartigen Flüssigmetall-Batterien gestoßen, die zurzeit als mögliche preiswerte Speicher für die stark fluktuierende Sonnenergie untersucht werden“, erklärt Frank Stefani. Das Grundprinzip einer Flüssigmetall-Batterie ist äußerst einfach. Sie besteht aus zwei unterschiedlich schweren, flüssigen Metallen – den Elektroden –, die nur durch eine dünne Salzschicht getrennt sind. Die Vorteile: ein extrem schneller Ladungsvorgang, eine zumindest theoretisch unendliche Anzahl von Ladungszyklen sowie geringe Kosten, wenn es denn gelingt, eine Batterie in Quadratmetergröße herzustellen. „Für diese Batterien stellt die Tayler-Instabilität eine ernstzunehmende Gefahr dar, weil sie unweigerlich dann auftritt, wenn die Zellen größer und größer werden. Ohne gewisse technologische Tricks, die wir bereits patentiert haben, würde die Tayler-Instabilität die stabile Schichtung der Batterie zerstören“, fügt Stefani hinzu.

__Publikation:
F. Stefani, A. Giesecke, N. Weber, T. Weier: „Synchronized Helicity Oscillations: A Link Between Planetary Tides and the Solar Cycle?”, in Solar Physics, Online-Veröffentlichung am 01. September 2016 (DOI:10.1007/s11207-016-0968-0); Link: http://link.springer.com/article/10.1007/s11207-016-0968-0

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Dr. Frank Stefani

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__Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und  Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

• Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?

• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?

• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?

Zur Beantwortung dieser wissenschaftlichen Fragen werden Großgeräte mit teils einmaligen Experimentiermöglichkeiten eingesetzt, die auch externen Nutzern zur Verfügung stehen.

Das HZDR ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Es hat fünf Standorte (Dresden, Grenoble, Freiberg, Leipzig, Schenefeld) und beschäftigt rund 1.100 Mitarbeiter – davon etwa 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.

Albert Einstein: „Wenn die Biene einmal von der Erde verschwindet …“

 Lassen Sie sich inspirieren!

"Nachhaltiges Handeln und Leben wird in unserer heutigen Zeit immer bedeutsamer und wichtiger, denn nur so können wir langfristigen Naturschutz gewährleisten. Als Naturwissenschaftler ist es uns besonders wichtig diesen Grundgedanken in unser Umfeld zu tragen.", so die beiden Naturwissenschaftler und Mediengestalter Dr. Tammo Huppertz (Geologe) und Sebastian Bönte (Dipl. Biologe).

Damit den Worten auch Taten folgen hat Herr Bönte in diesem Sommer eine Fortbildung zum Imker besucht. Die Problematik um die heimische Honigbiene ist den beiden Naturwissenschaftlern ein besonderes Anliegen. Daher haben sie sich entschlossen ein Medium zu entwickeln mit dessen Hilfe in einem einzigartigen Lehrkonzept eine umfangreiche Aufklärung zum Thema Bienen erfolgen soll. Das Pilotprojekt wird derzeit in einer Crowdfunding Kampagne auf StartNext beworben: https://www.startnext.com/interbienen

In dem Projekt geht es neben dem Schutz und der Information zu Bienen vor allem auch um die Präsentation einer neuartigen Methode der Wissensvermittlung, in der nach didaktischen Maßstäben Lernen zu einem Abenteuer mit vielen Interaktionen wird. Frei nach den Worten von Konfuzius: „Erzähle mir und ich vergesse. Zeige mir und ich erinnere mich. Lass es mich tun und ich verstehe.“, wollen Herr Bönte und Herr Huppertz nachhaltiges Lernen in jedem Einzelnen wecken. Mehr zum interaktiven Lehrsystem auf www.it-diversity.com

Gesellen wir Konfuzius Einstein hinzu, so wollen wir mit seinen Worten schließen:

„Wenn die Biene einmal von der Erde verschwindet, hat der Mensch nur noch vier Jahre zu leben. Keine Bienen mehr, keine Bestäubung mehr, keine Pflanzen mehr, keine Tiere mehr, kein Mensch mehr.“

NASA Television to Air Launch of Next International Space Station Crew

Expedition 49 crewmembers Shane Kimbrough of NASA and Sergey Ryzhikov and Andrey Borisenko of the Russian space agency Roscosmos join hands in front of their Soyuz MS-02 spacecraft during a pre-launch training fit check at the Integration Facility at the Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan. Credits: NASA/Victor Zelentsov

Three crew members headed to the International Space Station are scheduled to launch on Friday, Sept. 23. Live launch coverage will begin at 1:15 p.m. EDT on NASA Television and the agency’s website.

NASA astronaut Shane Kimbrough, along with cosmonauts Sergey Ryzhikov and Andrey Borisenko of the Russian space agency Roscosmos, will launch at 2:16 p.m. from the Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan (12:16 a.m. Sept. 24, Baikonur time). The Expedition 49/50 crew will spend approximately five months together aboard the orbital complex before returning to Earth in late February.

Between launch and docking to the space station, the trio will spend two days in the Soyuz MS-02 testing upgrades to the spacecraft’s various systems. The team will dock to the space station’s Poisk module at 3:32 p.m. Sunday, Sept. 25. NASA TV coverage of the docking will begin at 2:45 p.m.

Hatches between the Soyuz and station will open at approximately 6:10 p.m. Sunday, and NASA TV coverage of hatch opening and welcoming ceremonies will begin at 5:45 p.m. The arriving crew will be welcomed by Expedition 49 Commander Anatoly Ivanishin of Roscosmos and Flight Engineers Kate Rubins of NASA and Takuya Onishi of the Japan Aerospace Exploration Agency, who have been on the station since July.

The soon-to-be six crew members of Expedition 49 will continue work on hundreds of experiments in biology, biotechnology, physical science and Earth science aboard humanity’s only microgravity laboratory.

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