NASA Orders Second SpaceX Crew Mission to International Space Station

This artist's concept shows a SpaceX Crew Dragon docking with the International Space Station, as it will during a mission for NASA's Commercial Crew Program. NASA is partnering with Boeing and SpaceX to build a new generation of human-rated spacecraft capable of taking astronauts to the station and back to Earth, thereby expanding research opportunities in orbit. Credits: SpaceX NASA took another important step Friday in returning U.S. astronaut launches from U.S. soil with the order of a second post-certification mission from commercial provider SpaceX in Hawthorne, California. Commercial crew flights from Florida’s Space Coast to the International Space Station will restore America’s human spaceflight launch capability and increase the time U.S. crews can dedicate to scientific research, which is helping prepare astronauts for deep space missions, including the Journey to Mars. "The order of a second crew rotation mission from SpaceX, paired with the two ordered from Boeing will help ensure reliable access to the station on American spacecraft and rockets," said Kathy Lueders, manager of NASA’s Commercial Crew Program. "These systems will ensure reliable U.S. crew rotation services to the station, and will serve as a lifeboat for the space station for up to seven months." This is the fourth and final guaranteed order NASA will make under the Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap) contracts. Boeing received its two orders in May and December of 2015, and SpaceX received its first order in November 2015. Both companies have started planning for, building and testing the necessary hardware and assets to carry out their first flight tests, and ultimately missions for the agency. At a later time, NASA will identify which company will fly the first post-certification mission to the space station. Each provider’s contract includes a minimum of two and a maximum potential of six missions. SpaceX met the criteria for this latest award after it successfully completed interim developmental milestones and internal design reviews for its Crew Dragon spacecraft, Falcon 9 rocket and associated ground systems. "We’re making great progress with Crew Dragon, with qualification of our docking adapter and initial acceptance testing of the pressure vessel qualification unit completed" said Gwynne Shotwell, SpaceX president and chief operating officer. “We appreciate the trust NASA has placed in SpaceX with the order of another crew mission and look forward to flying astronauts from American soil next year." SpaceX is building four Crew Dragon spacecraft at its Hawthorne facility -- two for qualification testing and two for flight tests next year. The company also is in the process of modifying Launch Pad 39A at NASA’s Kennedy Space Center in Florida, from which the company will launch future crewed missions to the space station. A standard commercial crew mission to the station will carry as many as four crew members and about 220 pounds of pressurized cargo, and remain at the station for as long as 210 days, available as an emergency lifeboat during that time. “With the commercial crew vehicles from Boeing and SpaceX, we will soon add a seventh crew member to space station missions, which will significantly increase the amount of crew time to conduct research,” said Julie Robinson, NASA’s International Space Station chief scientist. “Given the number of investigations waiting for the crew to be able to complete their research, having more crew members will enable NASA and our partners to significantly increase the important research being done every day for the benefit of all humanity.” Orders under the CCtCap contracts are made two to three years prior to actual mission dates in order to provide time for each company to manufacture and assemble the launch vehicle and spacecraft. Each company also must successfully complete a certification process before NASA will give the final approval for flight. NASA’s Commercial Crew Program manages the CCtCap contracts and is working with each company to ensure commercial transportation system designs and post-certification missions will meet the agency’s safety requirements. Activities that follow the award of missions include a series of mission-related reviews and approvals leading to launch. The program also will be involved in all operational phases of missions. For more information about NASA’s Commercial Crew Program, visit: http://www.nasa.gov/commercialcrew http://blogs.nasa.gov/commercialcrew

leibniz: Flucht

Wenn Menschen ihre Heimat verlassen, wirft das viele Fragen auf: Unter dem Titel „Die beste der möglichen Welten … verbindet“ nähert sich das Wissenschaftsmagazin leibniz dem Themenkomplex Flucht.

Unsere Welt ist in Bewegung. Einer von 113 Menschen ist heute laut den Vereinten Nationen auf der Flucht. 65 Millionen Menschen sind es insgesamt, mehr als je zuvor. Warum verlassen sie ihre Heimat? Und was wird aus ihnen? Flucht wirft menschliche wie materielle Fragen auf. Die Antworten darauf unterscheiden sich. leibniz hat einige zusammengetragen.

Im vergangenen Jahr hat Deutschland 750.000 geflüchtete Menschen aufgenommen – mit großer Selbstverständlichkeit und vielfachem, aber keineswegs immer herzlichem Willkommen. Auch im kleineren Jordanien finden Hunderttausende Menschen Zuflucht vor dem Syrien-Krieg. leibniz hat zwei Hamburger Wissenschaftler in die Grenzregion begleitet. Aber Flucht hat auch Folgen für die Herkunftsländer: Wie sie sich verändern, wenn ihre Einwohner ihnen den Rücken kehren, untersucht Toman Barsbai. Der Ökonom vom Kieler Institut für Weltwirtschaft betrachtet die Wechselwirkungen zwischen alter und neuer Heimat.

Außerdem lesen Sie in leibniz:

• Unsäglich: Flüchtling? Oder Geflüchteter? Die Sprache in der Krise. Heidrun Kämper vom Institut für Deutsche Sprache im Interview.
• Aufnahmeprüfung: Wie können wir unser Bildungssystem auf die Aufgabe Integration vorbereiten? Fünf Leibniz-Forscher antworten.
• Unter deutschen Dächern: Notunterkünfte sind häufig die erste Bleibe nach der Flucht. leibniz hat Berliner Einrichtungen besucht.
• Europas Jahrhundert der Flucht: Eine Infografik zeichnet Fluchtereignisse der vergangenen 100 Jahre nach – und wie sie den Flüchtlingsschutz beeinflusst haben.
• „Unsere Zukunft steht auf dem Spiel“: Nicole Deitelhoff von der Hessischen Stiftung Friedens- und Konfliktforschung und Astrid Irrgang vom Zentrum für Internationale Friedenseinsätze über Sanktionen und Solidarität in der EU-Flüchtlingspolitik.
• Verbunden: Früher hörten Geflüchtete oft Monate nicht voneinander. Heute stehen sie permanent in Kontakt und tragen auf Smartphones Erinnerungen bei sich. leibniz hat sie danach gefragt. Ein Fotoessay.
• Eine Frage der Ähre: Millionen Äthiopier leiden unter einer Dürre. Am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung stärken Wissenschaftler die Landwirtschaft, um die Fluchtursache Hunger zu bekämpfen.
• „Man spürt, wie sie ihre Energien bündeln“: Die Fotografin Herlinde Koelbl hat Fluchtwege dokumentiert. In leibniz erzählt sie von ihrer Europareise.
• Was bleibt? Nikolay V. Abrosimov entwickelt am Leibniz-Institut für Kristallzüchtung ein Material, das sich nicht verändern darf.
• „Die Wissenschaft der Zukunft wird offener arbeiten“: Klaus Tochtermann von der ZBW - Leibniz-Informationszentrum Wirtschaft über Open Access.

leibniz erscheint viermal im Jahr. Das PDF und die Blätterversion finden Sie hier: www.bestewelten.de/leibniz-jahr-2016/magazin/leibniz-22016. Die Druckversion können Sie kostenlos abonnieren: abo@leibniz-gemeinschaft.de.

Pressekontakt für die Leibniz-Gemeinschaft

Dr. Christine Burtscheidt

Tel.: 030 / 20 60 49 – 42

Mobil: 0160 / 800 99 46

burtscheidt@leibniz-gemeinschaft.de

David Schelp

Tel.: 030 / 20 60 49 – 47

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Die Leibniz-Gemeinschaft

Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 88 selbständige Forschungseinrichtungen. Ihre Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute widmen sich gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevanten Fragen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Forschung, auch in den übergreifenden Leibniz-Forschungsverbünden, sind oder unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer, vor allem mit den Leibniz-Forschungsmuseen. Sie berät und informiert Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Einrichtungen pflegen enge Kooperationen mit den Hochschulen - u.a. in Form der Leibniz-WissenschaftsCampi, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 18.500 Personen, darunter 9.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,7 Milliarden Euro.

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Pilze gegen verstrahlte Böden. Neues Projekt will radioaktiv kontaminierten Untergrund mit Hilfe von Pilzen sanieren

Eine Chemikerin des HZDR bereitet Pilze für die Untersuchungen vor. Nach den Laborversuchen wollen die Forscher das Potential auch im freien Feld testen. Bild: HZDR

Pilze könnten eine wichtige Rolle bei der Behandlung radioaktiv belasteter Böden spielen. In einem neuen Projekt wollen Wissenschaftler aus Sachsen, Thüringen und Niedersachsen untersuchen, ob und wie das Myzel – das fadenförmige Geflecht im Boden unterhalb des Fruchtkörpers von Pilzen – radioaktive Stoffe aufnehmen und zurückhalten kann. Dieses Potential soll nach Versuchen im Labor auch auf kontaminiertem Gelände rund um Tschernobyl getestet werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Vorhaben, das das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) koordiniert, für drei Jahre mit rund einer Million Euro.

„Es ist schon lange bekannt, dass verschiedene Pilzarten radioaktive Stoffe aus dem Boden aufnehmen können“, erzählt Dr. Johannes Raff vom Institut für Ressourcenökologie am HZDR. „Die meisten Untersuchungen beschränken sich jedoch auf den oberirdischen Fruchtkörper. Welche Prozesse sich im eigentlichen Pilzkörper, also dem Myzel, abspielen, ist bisher ungeklärt. Wir können deshalb noch nicht für alle Radionuklide sagen, weshalb die Pilze die Schadstoffe aufnehmen und vor allem warum sie sie vertragen.“ Diesen Fragen will der Mikrobiologe aus Dresden in dem Projekt BioVeStRa (Biologische Verfahren zur Strahlenschutzvorsorge bei Radionuklidbelastungen) gemeinsam mit Kollegen der Friedrich-Schiller-Universität Jena, des VKTA – Strahlenschutz, Analytik & Entsorgung und der Leibniz Universität Hannover auf den Grund gehen.

Denn Raff sieht bei den begehrten Sammelobjekten ein großes Potential. „Pilze können sich sehr schnell und sehr weiträumig ausbreiten. Gerade bei akuten Störfällen, beispielswiese bei Leckagen in Rohrleitungs- und Schleusensystemen, könnten sie eingesetzt werden, um zu verhindern, dass radioaktive Stoffe in das Grundwasser und damit in den Nahrungskreislauf gelangen.“ Dank ihres hohen Lebensalters – mehrere 100 Jahre sind bei manchen Pilzarten nichts Besonderes – könnten sie die radioaktiven Stoffe teilweise sogar so lange speichern, bis sie zerfallen sind. Deshalb könnten sie sich nicht nur zur schnellen Strahlenschutzvorsorge, sondern sogar zur Sanierung kontaminierter Böden eignen, erklärt Raff: „Dafür müssen wir die molekularen Prozesse – also die Aufnahme der Radionuklide in die Zellen – und den Transport innerhalb des Organismus genau verstehen.“

Vom Labor ins ukrainische Sperrgebiet

In Laborexperimenten mit kontaminierter Erde wollen die Forscher zunächst die Fähigkeiten von zwei Pilzsorten – Schizophyllum commune und Leucoagaricus naucinus – erkunden. Der Fokus liegt dabei auf den radioaktiven Isotopen Strontium-90 und -85, Cäsium-137 und Americium-241 sowie auf weiteren nicht-radioaktiven Isotopen der Elemente Strontium, Cäsium und Europium. „Gleichzeitig wollen wir den Einfluss auf Nutzpflanzen untersuchen“, beschreibt Raff den Umfang der Experimente. „Dabei geht es natürlich hauptsächlich um die Frage, ob die Pilze die schädlichen Stoffe von den Pflanzen fernhalten können, was zum Beispiel bei einigen nicht-radioaktiven Schwermetallen der Fall ist. Darauf aufbauend könnte eine Methode entwickelt werden, um kontaminierte Flächen wieder landwirtschaftlich nutzbar zu machen.“

Bei einem Freilandversuch mit radioaktiv belastetem Boden in der Sperrzone um den havarierten Reaktorblock 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl sollen die gewonnenen Erkenntnisse anschließend unter realistischen Bedingungen überprüft werden. „Sollten die Ergebnisse überzeugen, könnte sich daraus auf lange Sicht auch ein Reinigungsverfahren für belastetes Abwasser oder Schlämme ableiten“, schätzt Raff ein. „In den nächsten drei Jahren geht es aber zunächst einmal darum, unser grundlegendes Wissen zu erweitern.“

__Weitere Informationen:

Dr. Johannes Raff

Institut für Ressourcenökologie am HZDR

Tel. +49 351 458-2951

E-Mail: j.raff@hzdr.de

__Medienkontakt:

Simon Schmitt | Wissenschaftsredakteur

Tel. +49 351 260-3400 | E-Mail: s.schmitt@hzdr.de

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf | Bautzner Landstr. 400 | 01328 Dresden | www.hzdr.de

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?

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

Santander Universitäten fördert erneut Cologne Summer School

Oliver Burda, stellv. Vorstandsvorsitzender und Arbeitsdirektor der Santander Consumer Bank AG, begrüßt die Teilnehmer der Cologne Summer Schools 2016

·         Summer School macht Environment Studies zum Thema

·         51 Studierende aus 13 Ländern treffen sich zum Erfahrungsaustausch 

Mönchengladbach, 27. Juli 2016. Die Universität zu Köln veranstaltet zum vierten Mal ihr internationales Projekt Cologne Summer School. In einer Feierstunde eröffneten am 25. Juli Prof. Dr. Gudrun Gersmann, Prorektorin für Internationales der Universität zu Köln, und Oliver Burda, stellvertretender Vorstandsvorsitzender und Arbeitsdirektor der Santander Consumer Bank, die renommierte Veranstaltungsreihe. Zeitgleich starteten die ersten drei Kurzzeitprogramme, gefolgt von etwa zwei Dutzend weiteren Sommerschul-Angeboten aus unterschiedlichsten Wissenschaftsdisziplinen.

Interdisziplinarität und Internationalität werden schon durch die Themenstellung der drei Kurzzeitprogramme deutlich: „Cologne Summer School on Multidisciplinary Ageing Research“, KölnAlumni WELTWEIT Sommer Schule: „Soziale Ungleichheit und interkulturelle Bildung“, „Serendipias: migración como oportunidad“.

51 internationale Studierende und Alumni werden diesen Sommer von Expertenteams der renommiertesten Wissenschaftseinrichtungen der Universität zu Köln auf den Gebieten der Alterns-, Ungleichheits-, Migrations-, und Interkulturellen Bildungsforschung zu diesen Themen unterrichtet.

„Multidisciplinary Ageing Research“ sowie „Soziale Ungleichheit und interkulturelle Bildung“ – Themen von hoher Relevanz für heutige Gesellschaften, die weltweit durch demo-graphischen Wandel sowie wachsende soziale und kulturelle Diversität gekennzeichnet sind. „Altern bedeutet demografischen Wandel. Dies bringt einige Herausforderungen aber auch zahlreiche Möglichkeiten für viele Teile unserer Gesellschaft, inklusive des Bankensektors, mit sich“, so Oliver Burda in seiner Eröffnungsrede. Eine leider häufig daraus resultierende soziale Ungleichheit kann sich wiederum auf unsere Lebensdauer auswirken. Zwar werden unsere Gesellschaften immer älter, doch wissen wir recht wenig darüber, wie wir aktiver, erfolgreicher und gesünder altern können und wie altersassoziierte Erkrankungen erfolgreich behandelt werden können.

In verschiedenen Unterrichtssprachen wenden sich die Programme in erster Linie an Studierende von Partneruniversitäten der Universität zu Köln. „Cologne Summer Schools sind somit nicht nur für die Teilnehmenden ein Zugewinn, sondern tragen stark zur Intensivierung der Partnerschaften und dem Austausch zwischen den Universitäten bei“, erläuterte Viktoria Busch.

Santander unterstützt die Cologne Summer Schools der Universität zu Köln im Namen von „Santander Universitäten Deutschland“, Teil des globalen Unternehmensbereichs „Santander Universidades“. Im Rahmen des sozialen Engagements der Bank unterhält „Santander Universitäten“ in Deutschland seit 2011 Kooperationen mit inzwischen elf Partner-Universitäten sowie dem Deutschen Hochschulverband (DHV).

Pressekontakt

Ulrich Brüne

Communications

02161-690-5712

ulrich.bruene@santander.de

Mehr Informationen finden Sie unter : presse.santander.de

DFG zeichnet Ersatzmethode zu Tierversuchen aus

Ursula M. Händel-Tierschutzpreis geht an Forscherinnen des Paul-Ehrlich-Instituts / Neues Testverfahren kann belastende Tierversuche in großem Umfang ersetzen / Preisverleihung am 28. September 2016 in Bonn

Zum sechsten Mal verleiht die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) den Ursula M. Händel-Tierschutzpreis an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die den Tierschutz in der Forschung verbessern. Die mit 100 000 Euro dotierte Auszeichnung geht in diesem Jahr an Dr. Birgit Kegel und Dr. Beate Krämer gemeinsam mit vier weiteren Mitgliedern der von ihnen geleiteten Arbeitsgruppe. Das Team arbeitet in der Abteilung Veterinärmedizin am Paul-Ehrlich-Institut, dem Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel in Langen. Es hat ein Testverfahren entwickelt, das anstelle von bislang notwendigen und für die Tiere sehr belastenden Versuchen eingesetzt werden kann und wird daher für einen herausragenden Beitrag zur Umsetzung des 3-R-Prinzips (Reduction, Refinement, Replacement) ausgezeichnet.

DFG-Präsident Professor Dr. Peter Strohschneider wird den Ursula M. Händel-Tierschutzpreis am 28. September 2016 in Bonn verleihen. „Tierversuche sind in der biologischen und medizinischen Grundlagenforschung trotz allem unverzichtbar. Der DFG geht es darum, wie Forschung gleichzeitig auch die Zahl der Versuche verringern und die Versuchsbedingungen für die Tiere so wenig belastend wie möglich gestalten kann“, erklärte Strohschneider anlässlich der Bekanntgabe der Preisträgerinnen.

Unter 14 eingegangenen Bewerbungen für den Preis überzeugte das Team aus Langen die Jury, weil die Forscherinnen einen komplexen zellbiologischen Mechanismus in einem Zellkultursystem nachgebildet und damit eine große wissenschaftliche Herausforderung erfolgreich bewältigt haben. Die Entwicklung des neuen Testverfahrens trägt in besonderem Maße zum 3-R-Prinzip bei, da diese Methode äußerst belastende Tierversuche in großem Umfang – betroffen sind über 600 000 Tiere im Jahr – vermeiden kann.

Den Wissenschaftlerinnen unter der Leitung von Dr. Kegel und Dr. Krämer ist es gelungen, ein Zellsystem zu entwickeln, das relevante Mechanismen der schädigenden Wirkung von Botulinum-Neurotoxinen künstlich nachbildet und so für das Testen der Toxine eingesetzt werden kann. Die durch Bakterien produzierten Botulinum-Neurotoxine rufen bei Mensch und Tier Muskellähmungen hervor. Wegen dieser Eigenschaft sind die Neurotoxine neben ihrer Anwendung in der Kosmetik ein bedeutender Wirkstoff in Medikamenten zur Behandlung vielfältiger neurologischer Erkrankungen. Vor ihrem Einsatz in medizinischen und kosmetischen Produkten müssen die Wirkstoffe standardmäßig an Mäusen getestet werden. Es gibt zwei Typen der Botulinum-Neurotoxine. Für einen haben die Forscherinnen bereits ein Ersatzverfahren entwickelt und publiziert; nun soll das In-vitro-Verfahren für das andere Neurotoxin weiterentwickelt werden. Mit dem Preisgeld planen die Wissenschaftlerinnen eine internationale Ringstudie, die vor einer Einführung der neuen Testverfahren als Standardmethode nötig ist.

Der Ursula M. Händel-Tierschutzpreis geht auf die Initiative seiner gleichnamigen Stifterin zurück. Die Düsseldorferin Ursula M. Händel (1915–2011) setzte sich über Jahrzehnte in vielfältiger Weise für den Tierschutz ein. So gründete sie unter anderem den „Bonner Arbeitskreis für Tierschutzrecht“, dessen Arbeiten Eingang fanden in die Novellierung des Tierschutzgesetzes. Dem Tierschutz in Wissenschaft und Forschung besonders verbunden, stellte Händel der DFG die Mittel für den Tierschutzpreis zur Verfügung. Der alle zwei Jahre vergebene Preis soll insbesondere wissenschaftliche Forschungsprojekte auszeichnen, die dazu beitragen, die Belastung für die in Experimenten eingesetzten Tiere zu vermindern, ihre Zahl zu verringern oder sie ganz zu ersetzen.

Weiterführende Informationen

Medienkontakt:

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit der DFG, Tel. +49 228 885-2109, presse@dfg.de

Ausführliche Informationen zum Preis, seiner Stifterin Ursula M. Händel und den Preisträgerinnen finden sich unter:

www.dfg.de/haendel-preis

Fachliche Ansprechpartnerin in der DFG-Geschäftsstelle:

Dr. Sonja Ihle, Gruppe Lebenswissenschaften 1, Tel. +49 228 885-2362, Sonja.Ihle@dfg.de

Risikokapital für innovatives Projekt: Nachwuchswissenschaftler nutzt Spitzenpreis, um neue Forschungsgruppe am AEI aufzubauen

Dr. Michal Heller wird von der Alexander von Humboldt-Stiftung mit einem Sofja Kovalevskaja-Preis ausgezeichnet. Mit dem Preisgeld in Höhe von knapp 1,65 Millionen Euro wird Heller am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut, AEI) ab Dezember 2016 eine Forschungsgruppe aufbauen und an der Frage forschen, ob unsere dreidimensionale Welt in Wirklichkeit ein Hologramm ist.

Michal Heller wird dabei insbesondere mit der Abteilung „Quantengravitation und Vereinheitlichte Theorien“ von Prof. Dr. Hermann Nicolai zusammenarbeiten. Mit Michal Heller kommt – nach Daniele Oriti im Jahr 2008 und Yanbei Chen 2004 – bereits der dritte Kovalevskaja-Preisträger an das AEI.

„Das AEI bietet ein fantastisches Umfeld für meine Forschung und die Gravitationsphysik im Allgemeinen. Daher bin ich begeistert von der Aussicht, am AEI zu forschen“, kommentiert Heller seine Auszeichnung. 

Die Preisverleihung findet am 15. November 2016 in Berlin statt.

Quantenphysik und was Schwarze Löcher über unsere Welt verraten – darum geht es in der Forschung von Michal Heller:

Ist unsere dreidimensionale Welt in Wirklichkeit ein Hologramm? Manche Physiker vermuten dies nach Beobachtungen an Schwarzen Löchern. Nach dem holografischen Prinzip wäre wie in Platons Höhlengleichnis das, was wir sehen, nur eine Abbildung oder der Schattenwurf einer mehr oder weniger weit entfernten Wirklichkeit. So wie die dreidimensionale Wirkung des Hologramms auf Informationen beruht, die in einem flachen Medium gespeichert sind. Der Physiker Michal Heller wendet diese Theorie und mathematische Instrumente wie Tensor-Netzwerke auf die Erforschung exotischer Materieformen wie dem Quark-Gluon-Plasma und auf die Zustände im Innern sowie an der Oberfläche von Schwarzen Löchern an. Ziel seiner Forschung ist es, neues Licht auf die Entstehung der Raumzeit und auf Quantenfeldtheorien zu werfen. 

Dr. Michal P. Heller

1984 in Polen geboren, studierte Physik an der Jagiellonen-Universität in Krakau, Polen, wo er 2010 promoviert wurde. Zahlreiche Forschungsaufenthalte während seines Studiums führten ihn nach Großbritannien, Frankreich, Israel und an das MIT in Cambridge, USA. Als Postdoktorand ging Michal Heller zunächst an die University of Amsterdam, 2014 dann an das Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Canada. 

Der Sofja Kovalevskaja-Preis der Alexander von Humboldt-Stiftung
Mit dem Sofja Kovalevskaja-Preis bekommen die Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler in einer frühen Phase ihrer Karriere Risikokapital für innovative Projekte. Sie forschen bis zu fünf Jahre lang an deutschen Universitäten und Forschungseinrichtungen und bauen eigene Arbeitsgruppen an ihren Gastinstituten auf. Der Preis wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert. 

Weitere Informationen:

Dr. Elke Müller, Pressereferentin AEI , Tel.: 0331 – 567 7303, elke.mueller@aei.mpg.de

www.aei.mpg.de

www.humboldt-foundation.de/presse

https://www.humboldt-foundation.de/web/dossier-kovalevskaja-preis.html

Die bpbTimer App! Die täglichen Dosis politische Bildung fürs Smartphone

Den Schülerkalender "Timer" der Bundeszentrale für politische Bildung/bpb gibt es jetzt auch als App - für Android und iPhone. Neben der täglichen Dosis politische Bildung enthält der Infokalender Zitate, wichtige Termine und ein wöchentliches Wissensquiz. Die App kann kostenlos heruntergeladen werden.

Die neue bpbTimer App basiert auf dem Schülerkalender "Timer" der bpb für das Jahr 2016/2017. So gibt es auch in der App für jeden Wochentag einen kurzen Tagestext plus Foto über Politik, Zeitgeschichte, Kultur und Gesellschaft und wichtige Jubiläen, Feier- und Gedenktage. Wie die verschiedenen Wochentage! in unter schiedlichen Sprachen der Welt heißen, erfahren Schüler bei der "Sprache der Woche". Zusätzlich zu den Inhalten der Printausgabe wird über die App jeden Samstag ein illustriertes Zitat einer berühmten Persönlichkeit veröffentlicht und am Sonntag gibt es eine Quizfrage mit vier Antwortmöglichkeiten zu Politik, Gesellschaft und Wirtschaft.

Mit der neuen App können Inhalte über WhatsApp, Facebook, Twitter oder per Mail geteilt werden. Dabei ist das Angebot komplett kostenlos und werbefrei. Die Nutzung der App ist ohne Angabe personenbezogener und ortsbezogener Daten möglich. Es werden weder Daten innerhalb der Anwendungen gespeichert noch Daten an Dritte weitergegeben. 

Seit 2001 publiziert die bpb jährlich den Schülerkalender Timer. Das Angebot richtet sich an Schüler ab 15 Jahren mit dem Ziel, Jugendliche täglich über zeitgeschichtliche und poli! tische Th emen zu informieren. Die aktuelle Printauflage beträgt 190.000 Exemplare.

Download der bpbTimer App unter: www.bpb.de/230829

Alle Informationen zum Timer (App und Printausgabe) unter: www.bpb.de/shop/lernen/timer


Bundeszentrale für politische Bildung
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www.bpb.de/presse

Uni Düsseldorf: Wie und wo lebten die ersten Zellen?

Veröffentlichung in Nature Microbiology

25.07.2016 – Das Leben begann in einer eisenreichen heißen Tiefseequelle. Dies ist das Ergebnis von Biologen um Prof. Dr. William Martin vom Institut für Molekulare Evolution der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU). Durch genetische Vergleiche heute lebender Zellen fanden sie die Eigenschaften von „LUCA“, dem gemeinsamen Vorfahren alles Lebens. In der Fachzeitschrift Nature Microbiology beschreiben sie, wie sein Stoffwechsel und seine Lebensbedingungen beschaffen waren.

Wie und wo haben die ersten Zellen auf der frühen Erde gelebt? Und wovon haben sie sich ernährt? Nach einer neuen Düsseldorfer Studie lebte der gemeinsame Vorfahr allen Lebens (engl. last universal common ancestor, kurz LUCA) vor ca. 3,8 Milliarden Jahren an einer heißen Tiefseehydrothermalquelle. Er benötigte keinen Sauerstoff und ernährte sich von Wasserstoff und Kohlendioxid: Gase, die an Tiefseequellen stets reichlich vorhanden sind. Er konnte Stickstoff fixieren, sein Stoffwechsel benötigte als Katalysatoren Metalle. LUCA stellt das Bindeglied zwischen dem chemischen Ursprung des Lebens und den ersten freilebenden Zellen dar, die Entschlüsselung seiner Eigenschaften ist ein bedeutender Schritt im Studium der frühen Evolution.

Prof. Dr. William Martin und seine Kollegen vom Institut für Molekulare Evolution der HHU setzen bei den Genen moderner Organismen an und lasen aus diesen heraus, wie und wo LUCA lebte. Aus bisherigen Studien war bekannt, dass LUCA genetische Informationen speichern und ablesen konnte. Es existierte jedoch bisher keine Informationen darüber, wie und wo LUCA gelebt hat. Die Forscher analysierten die Sequenzinformation in 6,1 Millionen proteinkodierenden Genen von rund 2.000 Prokaryoten – die einfachsten Einzeller, zu denen Bakterien und Archaeen gehören. Sie wollten alle Gene finden, deren Spuren in der Stammesgeschichte bis hin zu LUCA zurückverfolgt werden können. Als wichtigstes Ergebnis ihrer Arbeit präsentieren die Forscher eine Liste von 355 Genen, die LUCA demnach besaß und die über die Lebensweise und das Habitat von LUCA Aufschluss geben.

Aus den 355 Genen schließt man, dass der gemeinsame Vorfahr allen Lebens ein Anaerobier war, d.h. er benötigte keinen Sauerstoff zum Leben. Er gedieh bei Temperaturen um die 100°C. Seinen Stoffwechsel betrieb er mithilfe von Kohlendioxid, Wasserstoff und Stickstoff, seinen Energiebedarf deckte er aus einfachen chemischen Reaktionen, ohne Hilfe von Licht. Darüber hinaus fand man im Stoffwechsel des gemeinsamen Vorfahrens Hinweise auf eine wichtige Rolle von Übergangsmetallen wie Eisen, Nickel und Molybdän, sowie anderer Elemente wie Schwefel und Selen. LUCA's Stoffwechsel hatte somit Ähnlichkeiten mit dem einiger heute noch lebender Organismengruppen, vor allem mit den acetatbildenden Clostridien (bei den Bakterien) und den methanbildenden Methanogenen (bei den Archeen).
Die neuen Daten unterstützen die Theorie, dass das Leben an Tiefseehydrothermalquellen entstand und dass die ersten dort lebenden Organismen Autotrophe waren – Organismen, die alle ihre essentiellen Nährstoffe wie Aminosäuren und Vitamine aus Kohlendioxid selbst synthetisieren. Prof. Martin weist auf die wichtigen Implikationen für weitergehende Untersuchungen hin: „Wir haben nicht nur eine Reihe ursprünglicher Gene entdeckt, wir haben auch die Organismen identifiziert, in denen diese Gene heute vorkommen.“ Diese Gruppen besiedeln heute noch die Habitate (Tiefseequellen und karge Erdkruste), die die Forscher für LUCA gefunden haben. „Alles spricht dafür“, so Prof. Martin weiter, „dass sie die ökologische Nische, in der das Leben vor rund vier Milliarden Jahren entstand, nie verlassen haben.“ Somit können die Mikrobengemeinschaften an heutigen Tiefseequellen direkte Einblicke in das Leben der ersten Mikroben gewähren – als hätte eine Zeitmaschine das Urhabitat der ersten Zellen bis in die Gegenwart befördert.“

Prof. Dr. James McInerney, Evolutionsbiologe von der University of Manchester, schreibt in einem begleitenden Kommentar zur Düsseldorfer Veröffentlichung: „Diese Einblicke in den Stoffwechsel vom letzten universellen gemeinsamen Vorfahren liefern Erkenntnisse über die Lebensweise der Organismen, die gelebt haben, bevor es zur Ur-Spaltung der Prokaryoten Bakterien und Archeen kam. Die neue Studie gibt uns einen faszinierenden Einblick in das Leben vor vier Milliarden Jahren.“

Suche nach extraterrestrischem Leben 
Die Studie hat auch Konsequenzen für die Spurensuche nach Leben anderswo in unserem Sonnensystem. Sind unsere zellulären Vorfahren an Hydrothermalquellen entstanden, so hat die Sonne beim Ursprung des Lebens keine essentielle Rolle gespielt. Das Leben wäre aus rein geochemischer Energie hervorgegangen. Auf Enceladus, einem der Saturnmonde, gibt es Hinweise für die Existenz von solcher geochemischer Energie in Form von hydrothermaler Aktivität. „Ob dort die Geochemie Schritte in Richtung Leben unternimmt, bleibt eine spannende Frage“, so Prof. Martin.

Originalveröffentlichung

M. Weiss, F. Sousa, N. Mrnjavac, S. Neukirchen, M. Roettger, S. Nelson-Sathi and W. Martin, The physiology and habitat of the last universal common ancestor, Nature Microbiology, 25. Juli 2016
DOI: 10.1038/nmicrobiol.2016.116

Kontakt

Prof. Dr. William Martin

Institut für Molekulare Evolution
Tel.: 0211 81-13011
Email: bill@hhu.de 

Redaktion: Dr.rer.nat. Arne Claussen

Stabsstelle Kommunikation
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Universitätsstraße 1
40225 Düsseldorf
Tel.:   49 211 81-10896
Fax:   49 211 81-15279
arne.claussen@hhu.de
www.hhu.de  

Die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ist seit 1965 die Universität der Landeshauptstadt und eine feste Größe in der deutschen Hochschullandschaft.
An ihrer Medizinischen, Mathematisch-Naturwissenschaftlichen, Philosophischen, Wirtschaftswissenschaftlichen und Juristischen Fakultät studieren rund 32.000 Studierende. Im Fokus der wissenschaftlichen Forschung stehen traditionell die Lebenswissenschaften. Zuletzt konnte im Rahmen der „Exzellenzinitiative“ von Bund und Ländern die Förderung eines Exzellenzclusters in der Pflanzenzüchtungsforschung gewonnen werden.

Mehr zur HHU im Internet unter www.hhu.de.

DOSB: Zwei Leichtathletinnen werden nachnominiert. Einladungen des Weltverbandes für zwei Quotenplätze

Zwei deutsche Leichtathletinnen können sich nachträglich über ihre Nominierung für die Olympischen Spiele in Rio de Janeiro (5. – 21. August) freuen. Nachdem der Leichtathletik-Weltverband in der vergangenen Woche noch mitteilte, dass die fünf möglichen deutschen Kandidat/innen für Einladungen aufgrund frei werdender Quotenplätze nicht mehr in Frage kommen, besetzt er nun doch zwei Plätze durch Diana Sujew (1500 Meter) und Charlene Woitha (Hammerwerfen). Beide Sportlerinnen können somit in Rio starten, weil sie vom Deutschen Olympischen Sportbund (DOSB) bereits am 12. Juli vorbehaltlich der IAAF-Einladungen nominiert wurden. Die IAAF füllt nach der Platzierung in der Rangliste des internationalen Qualifikationszeitraums (1. Mai 2015 bis 11. Juli 2016) freie Plätze pro Wettbewerbe auf, wenn zu wenige Athletinnen und Athleten die Olympianorm erfüllt haben und die Anzahl der pro Disziplin veranschlagten Teilnehmer nicht erreicht wird. Alle fünf deutschen Kandidat/innen für diese möglichen Plätze hatten die Olympianorm in diesem Jahr hauchdünn verpasst, so dass sie in Rio ohne Einladung des Weltverbandes nicht meldefähig waren. Für zwei von ihnen geht nun der Traum der Olympiateilnahme spät in Erfüllung. Das Leichtathletik-Team in Rio umfasst nun 90 Athletinnen und Athleten; die Deutsche Olympiamannschaft fährt mit 452 Sportlerinnen und Sportlern (darunter 26 Alternate Athletes) nach Rio; die Mannschaftsgröße ohne Ersatzleute beträgt 426. WEITERE MEDIENTERMINE: ·         28. Juli und 3. August ENR-Briefing, 10.00 Uhr bis 12.00 Uhr im MPC in Rio, Raum Frevo. ·         1. August Pressekonferenz 11.00h in Frankfurt/Main zur Willkommensfeier am 23. August im Frankfurter Römer ·         1. August, 20.00h bis 21.00h, Verabschiedung der Deutschen Olympiamannschaft am Flughafen Frankfurt Anmeldung notwendig bis 28.07., 12.00h unter oys@dosb.de oder 069/6700255. ·         2. und 4. August, 14.00 Uhr bis 18.00 Medientage in der Residential Zone des Olympischen Dorfes ·         3. August in Rio, Deutsches Haus – Eröffnungs-PK, 9.00 Uhr. Nähere Informationen folgen ·         4. August in Rio, Deutsches Haus – PK mit Bekanntgabe des/der Fahnenträgers/in, 9.00 Uhr ·         4. August in Rio, MPC, Fotografenbriefing, 10.00 Uhr bis 12.00 Uhr im MPC Raum Samba statt ·         4. August in Rio, Deutsches Haus, Pressegespräch ITTF, 12.00 bis 14.00 Uhr ·         4. August in Rio, MPC, 13.00 bis 14.00 Pressekonferenz des IOC-Präsidenten im MPC, Raum Samba ·         ab 5. August in Rio Deutsches Haus – tägliche PK der Deutschen Olympiamannschaft (9:00 Uhr) (tbc) ·         22. August Rückflug der Deutschen Olympiamannschaft nach Frankfurt/Main, (tbc) ·         23. August Willkommensfeier in Frankfurt/Main (tbc). KOMMUNIKATIONSKANÄLE ·         Alle nominierten Sportlerinnen und Sportler werden auf der Seite www.deutsche-olympiamannschaft.de mit eigenen Profilen dargestellt. Bis zum Beginn der Spiele wird die Webseite weiter ausgebaut und u.a. um einen detaillierten Zeitplan (siehe auch Anlage) und einen Statistikteil ergänzt und ersetzt damit die gedruckte Mannschaftsbroschüre. ·         Die Deutsche Olympiamannschaft ist auf den Plattformen Faceboook , Twitter , Instagram und Snapchat aktiv. Das verbindende Element der digitalen Kommunikation von Athleten, Verbänden und Fans bleibt wie zu London 2012 und Sotschi 2014 das Hashtag #WirfuerD. ·         Den Newsletter Olympische Spiele können interessierte Kolleginnen und Kollegen auch direkt abonnieren. Alle über den DOSB E-, EP- und ET-Akkreditierten wurden von uns automatisch eingetragen. Alle anderen Kolleginnen und Kollegen (ENR-Akkreditierte und Fernseh- und Radiokollegen von ARD und ZDF) müssen sich bitte selbst einschreiben.

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Superschneller Internetfunk dank Terahertz

Die Terahertz-Quelle TELBE im ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen des HZDR sendet starke Terahertz-Felder mit hoher Wiederholrate aus, deren Eigenschaften sich präzise an experimentelle Anforderungen anpassen lassen. (Foto: HZDR/F. Bierstedt)

Hauchdünne Schichten sollen für mehr Tempo in WLAN-Chips sorgen

Wissenschaftler aus Dresden und Dublin haben einen vielversprechenden technologischen Ansatz gefunden, der Notebooks und anderen mobilen Computern in Zukunft deutlich schnellere Internet-Funkzugänge ermöglichen könnte als bisher. Die Teams am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und am irischen Trinity College Dublin brachten hauchdünne Schichten aus einer speziellen Verbindung von Mangan und Gallium dazu, sehr effizient Strahlung im sogenannten Terahertz-Frequenzbereich auszusenden. Als Sender in WLAN-Funknetzen eingesetzt, könnten die höheren Frequenzen die Datenraten zukünftiger Kommunikations-Netzwerke spürbar erhöhen.

„Wir halten diesen Ansatz für technologisch sehr interessant“, betont Dr. Michael Gensch, Leiter einer Arbeitsgruppe am HZDR, die sich mit den wissenschaftlichen Anwendungen von hohen Terahertz-Feldern in den Material- und Lebenswissenschaften beschäftigt. Sein Team hat die neuen Schichten mit Lasern sowie mit kurzen, besonders starken Terahertz-Pulsen vermessen. Bisher sind erst wenige und meist recht aufwendige Varianten für die Erzeugung von „einfarbiger“ Terahertz-Strahlung bekannt. Die jetzt untersuchten Dünnschichten dagegen sind billige und für eine Großproduktion gut geeignete Quellen für Terahertz-Strahlen mit exakt einstellbarer Wellenlänge. „Ich halte es für sehr gut vorstellbar, dass es möglich ist, diese Schichten auf Chips zu integrieren“, schätzt Dr. Alina Deac ein, Leiterin der Helmholtz-Nachwuchsgruppe für Spinelektronik am HZDR.

Heutige WLAN-Sender in Computertelefonen und Notebooks arbeiten oft mit Frequenzen zwischen 2,4 und 5 Gigahertz. Über diese Funkverbindungen können sie in der Praxis Daten höchstens mit einem Tempo von 600 Megabit je Sekunde drahtlos übertragen. Dabei gilt die Faustregel: je höher die Frequenz, umso höher die maximal erzielbare Datenrate. Ein Terahertz-WLAN könnte auf Datenraten von bis zu 100 Gigabit je Sekunde kommen. Der Tera-Bereich schließt sich übrigens im System der Maßeinheiten direkt an den Giga-Bereich an (1 Gigahertz = 109 Hertz – das entspricht 1 Milliarde Zyklen pro Sekunde; 1 Terahertz = 1012 Hertz – 1 Billion Zyklen pro Sekunde).

1.000 Mal dünner als ein Blatt Papier

Für die Experimente der internationalen Gruppe hatten Dr. Karsten Rode und seine Arbeitsgruppe am Trinity College Dublin besondere Schichten aus verschiedenen Kompositionen einer Mangan-Gallium-Verbindung wachsen lassen, die nur 45 bis 65 Millionstel Millimeter (Nanometer) dünn sind. Zum Vergleich: 1.000 solcher Schichten übereinandergestapelt ergeben gerade mal die Dicke eines Papierblattes. Diese hauchdünnen Filme regten die Wissenschaftler in Dresden-Rossendorf dann mit intensiven Laser-Pulsen an. Durch diese Anregung entsteht eine synchrone Pendelbewegung der magnetischen Momente in den Nanoschichten, die zur Abstrahlung von Terahertz-Strahlung führt.

Technologisch hochinteressant ist nun, dass Dr. Rode und seine Kollegen die Frequenz der abgestrahlten Terahertz-Wellen präzise durch die Komposition der Mangan-Gallium-Verbindung einstellen können. „Die Emission ist zudem ein überraschend effizienter Prozess“, so Michael Gensch vom HZDR. „Damit handelt es sich bei den von uns untersuchten Schichten um eine einzigartige Technologie, um Terahertz-Strahlung zu erzeugen und die Frequenz dieser Strahlung nach Wunsch einzustellen.“ Dies ist eine wichtige Voraussetzung für Kommunikationsgeräte und Netzwerke der kommenden Generation.

Zur Aufklärung der zugrundeliegenden physikalischen Prozesse konnte die neue Terahertz-Anlage TELBE im ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen des HZDR entscheidend beitragen. „TELBE hat es uns ermöglicht, die kohärente Anregung der magnetischen Momente im elektronischen Grundzustand direkt zu vermessen“, erklärt Michael Gensch. Als nächstes wollen die Forscher die Sendeleistung der Terahertz-Schichten erhöhen.

Folgeprojekt soll zu Protoptypen führen

Angesichts der vielversprechenden Labor-Ergebnisse wollen die HZDR-Forscher nun den Weg hin in Richtung produktionsreifer superschneller WLAN-Sendemodule ein Stück weiter gehen. In einem Folgeprojekt wollen sie ihre Dünnschichten elektrisch statt mit aufwendigen Laser-Pulsen dazu anregen, Terahertz-Strahlen auszusenden. Wenn das funktioniert, könnte am Ende des Projektes der Weg geebnet sein für einen ersten Prototypen für Terahertz-WLAN-Module.

__Diese Medieninformation finden Sie auch im Internet unter: https://www.hzdr.de/presse/THz-WLAN

__Publikation:
N. Awari u. a.: “Narrow-band tunable terahertz emission from ferrimagnetic Mn3-xGa thin films”, in Applied Physics Letters 109 (2016), 032403.
Link: http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/109/3/10.1063/1.4958855

__Weitere Informationen:

Dr. Michael Gensch

Gruppenleiter Hoch-Feld THz-getriebene Phänomene am Institut für Strahlenphysik des HZDR

Tel. 0351 260-2464

m.gensch@hzdr.de

__Medienkontakt:

Christine Bohnet | Pressesprecherin & Leitung der HZDR-Kommunikationsabteilung

Tel. 0351 260-2450 oder 0160 969 288 56 | E-Mail: c.bohnet@hzdr.de

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf | Bautzner Landstr. 400 | 01328 Dresden | www.hzdr.de

__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 vier Standorte (Dresden, Leipzig, Freiberg, Grenoble) und beschäftigt rund 1.100 Mitarbeiter – davon etwa 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.

Selbstverstärkender Effekt bei Alzheimer-Plaque-Bildung

Veröffentlichung in Nature Physics

21.07.2016 – Die Alzheimersche Demenz, eine der verbreitetsten neurodegenerativen Erkrankungen, wird durch sich verklumpendes Eiweißmaterial im Gehirn verursacht. Ein selbstverstärkender Effekt, die so genannte Sekundär-Nukleation, spielt hierbei die entscheidende Rolle. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Jun.-Prof. Dr. Alexander Büll von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat untersucht, warum bestimmte Proteine diesen selbstverstärkenden Effekt zeigen, andere nicht und wie die Prozesse qualitativ ablaufen. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Nature Physics.

Lagern sich bestimmte Proteine, die Amyloid Beta Peptide im Gehirn zunächst zu Fasern (Fibrillen) zusammen, die anschließend zu Plaques verklumpen, kann die Alzheimerschen Demenz entstehen. Der genaue Zusammenhang zwischen der Bildung von Plaques und dem Absterben von Nervenzellen ist weiterhin unklar, aber es steht inzwischen fest, dass einige der Zwischenstufen auf dem Weg zur Plaque-Bildung, insbesondere die aus wenigen Proteinmolekülen bestehenden sogenannte „Oligomere“, hochgradig neurotoxisch sind.

Bereits frühere Untersuchungen zeigten, dass die Amyloidfibrillen teilweise autokatalytische, selbstverstärkende Eigenschaften besitzen. Das heißt: Sind solche Fibrillen vorhanden, können mit teilweise exponentieller Geschwindigkeit weitere Fibrillen und auch die besagten toxischen Oligomere entstehen, die sich schnell im Gehirngewebe ausbreiten. Vieles deutet darauf hin, dass sich bei dieser so genannten Sekundär-Nukleation neue Fibrillen auf der Oberfläche von vorhandenen Plaques bilden. Dieser Prozess ist wesentlich effizienter als die Neubildung von Fibrillen aus gelösten Proteinmolekülen und damit voraussichtlich der entscheidende Prozess bei der schnellen Ausbreitung der Plaques.

Die genauen Abläufe bei der Sekundär-Nukleation sind allerdings noch ungeklärt. Ein tieferes Verständnis dieser Abläufe kann dazu beitragen, gezielt gegen diesen Prozess zu steuern und damit die Alzheimer-Krankheit aufzuhalten.

Wissenschaftler aus Cambridge haben unter Mitwirkung von Jun.-Prof. Dr. Alexander Büll vom Institut für Physikalische Biologie der HHU nun durch Simulationen einen wesentlichen Schritt zum Verständnis der Sekundär-Nukleation getan. Insbesondere konnten sie klären, warum bestimmte Proteine eher zur autokatalytischen Vermehrung neigen, andere aber nicht. Einerseits muss sich durch die Wechselwirkung zwischen Protein und der Oberfläche der Fibrillen die Struktur der Proteine ändern. Andererseits muss die Affinität zwischen Protein und Oberfläche in einem bestimmten Bereich liegen: Bindet das Protein zu wenig an die Oberfläche, kann die Autokatalyse nicht starten; bindet es zu stark, können sich keine weiteren Proteine mehr anlagern.
Den Grad der Affinität hat Büll experimentell untersucht. Eine besondere Schwierigkeit bestand darin, mittels der eingesetzten Biosensoren zwischen einem Längenwachstum der Fibrillen und der eigentlichen Verklumpung zu unterscheiden. Büll fand schließlich heraus, dass die Reaktionsdynamik zur Unterscheidung genutzt werden kann: „Das Längenwachstum, also die Bindung von neuen Proteinmolekülen an die Enden der Fibrillen, geschieht linear mit der Zeit und ist unbegrenzt, während die Bindung an die Fibrillenoberfläche nach einer schnellen Anfangsphase stoppt, da auf der Oberfläche alle Bindungsstellen besetzt sind“, so Jun.-Prof. Büll.

Seine Messergebnisse bestätigen die Modellrechnungen der Cambridger Kollegen zum Ablauf der Sekundär-Nukleation und sind gleichzeitig auch mit detaillierten Auswertungen der Aggregationskinetik im Einklang. Sie belegen damit die Annahmen, die den Computermodellen zugrunde liegen. So ist ein einfaches Verfahren gefunden, am Computer die Prozesse bei der Bildung von Alzheimer-Plaques zu studieren und nach Gegenmaßnahmen gegen die Plaquebildung zu suchen.

Originalveröffentlichung

A. Šaric, A. Buell, G. Meisl, T. Michaels, C. Dobson, S. Linse, T. Knowles and D. Frenkel, Physical determinats of the self-replication of protein fibrils, Nature Physics, 18. Juli 2016
DOI: 10.1038/NPHYS3828
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3828.html

Kontakt

Jun.-Prof. Dr. Alexander Büll
Institut für Physikalische Biologie
Tel.: 0211 – 81 15575
E-Mail: alexander.buell@hhu.de  


Dr.rer.nat. Arne Claussen
Stabsstelle Kommunikation
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Universitätsstraße 1
40225 Düsseldorf
Tel.:   49 211 81-10896
Fax:   49 211 81-15279
arne.claussen@hhu.de  
www.hhu.de

Die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ist seit 1965 die Universität der Landeshauptstadt und eine feste Größe in der deutschen Hochschullandschaft.
An ihrer Medizinischen, Mathematisch-Naturwissenschaftlichen, Philosophischen, Wirtschaftswissenschaftlichen und Juristischen Fakultät studieren rund 32.000 Studierende. Im Fokus der wissenschaftlichen Forschung stehen traditionell die Lebenswissenschaften. Zuletzt konnte im Rahmen der „Exzellenzinitiative“ von Bund und Ländern die Förderung eines Exzellenzclusters in der Pflanzenzüchtungsforschung gewonnen werden.
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