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Superauflösende Mikroskopie zeigt Aufbau und Dynamik der Bausteine in lebenden Zellen

Fr, 04.09.2015 - 16:33 — Redaktion

Icon PhysikVor einer Woche ist im Fachjournal Science eine Studie erschienen*, die weltweites Aufsehen erregt. Mittels neuer fluoreszenzmikroskopischer Methoden gelang es Forschern um Eric Betzig (Howard Hughes Medical Institute, Janelia Farm) den inneren Aufbau lebender Zellen und darin ablaufende Prozesse in hoher räumlicher Auflösung – bis hin zur Sichtbarmachung einzelner Proteine - und zeitlicher Auflösung (Millisekundenbereich) zu filmen. An Hand von Beispielen - u.a. dem Aufbau/Umbau des Zytoskeletts oder der Entwicklung von Mitochondrien – lässt sich das ungeheure Potential dieser superauflösenden Mikroskopie erahnen, die in unterschiedlichsten Labors leicht implementierbar sein dürfte und damit eine Revolution der biologischen, biomedizinischen (Grundlagen)Forschung verspricht.

Der Kampf gegen Poliomyelitis

Fr, 28.08.2015 - 07:51 — Bill & Melinda Gates Foundation

Bill & Melinda Gates FoundationIcon MedizinNoch im Jahr 1947 erkrankten in Österreich über 3500 Personen –überwiegend Kinder - an Poliomyelitis (Kinderlähmung, „Polio“), ein Großteil trug schwere Lähmungen davon, rund 10 % starben. Seit 1988 Impfkampagnen zur Ausrottung von Polio (Global Polio Eradication Initiative - GPEI) begannen und weltweit ca. 2,5 Milliarden Kinder geimpft wurden, konnte die Anzahl neuer Polio-Fälle um mehr als 99 Prozent gesenkt werden. Kürzlich meldete die Weltgesundheitsorganisation (WHO), dass auf dem gesamten afrikanischen Kontinent bereits seit einem Jahr kein neuer Polio Fall mehr aufgetreten ist, das Polio-Virus nur mehr zwei Ländern- Pakistan und Afghanistan – endemisch ist [1]. Da aus diesen Ländern eingeschleppte Krankheitserreger sich rasch ausbreiten können, sind lückenlose Impfungen gegen Polio weiterhin erforderlich. Die Gates-Stiftung ist einer der Hauptunterstützer der GPEI, die von Landesregierungen, der WHO, Rotary International, der US-Gesundheitsbehörde (CDC) und UNICEF geleitet wird. Der folgende Artikel wurde mit freundlicher Zustimmung der Gates Foundation der Website der Stiftung[2] entnommen.

Paul Ehrlich – Vater der Chemotherapie

Fr, 21.08.2015 - 14:21 — Redaktion

Icon GebietAm 20. August jährt sich der Todestag von Paul Ehrlich (1854 – 1915) zum hundertsten Mal. Ehrlich war Mediziner ebenso wie Biologe und Chemiker, ein Ausnahmewissenschafter, der wesentliche Grundlagen der modernen Medizin geschaffen hat.

Abbildung 1. Paul Ehrlich um 1905 – 1910 (Quelle: KRUIF, Paul de. Mikrobenjäger. Orell Füssli, Zürich, 1927; Public domain)

So hat er neue Färbemethoden entwickelt und mikroskopische Verfahren verbessert und mit diesen Krankheiterreger, unterschiedliche Zellarten und Gewebe untersucht. Abgesehen von der Entdeckung einer neuen Form der Leukozyten, der Mastzellen, ist ihm damit eine differenzierte Darstellung der weißen und auch der roten Blutzellen gelungen – dies war die Basis der modernen Hämatologie.

Mit der Erkenntnis, dass bestimmte Zellen unterschiedlich mit Farbstoffen reagieren, spezifisch angefärbt werden können, wandte er sich einem elementaren therapeutischen Thema zu: er suchte nach (synthetisch) chemischen Substanzen – Zauberkugeln, wie er sie nannte -, die spezifisch auf einen Krankheitserreger wirkten, ohne die Körperzellen des Wirtes zu beeinträchtigen. Diese Strategie bezeichnete er als Chemotherapie. Mit dem Salvarsan entdeckte er eine derartige Zauberkugel – es war das erste wirksame, leicht zu verabreichende Medikament gegen Syphilis. Auf ihn gehen auch u.a. die Begriffe „Rezeptor“ (Andockstelle an/in einer Zelle), „Pharmakophoren“ (Teile von Substanzstrukturen, die die Wirkung vermitteln) und grundlegende Überlegungen zur Verteilung von Substanzen im Organismus zurück. Auch hinsichtlich der Wirksamkeitsprüfung von Substanzen an Tieren war Ehrlich ein Pionier – er führte die Testung an relevanten Krankheitsmodellen ein.

Evolution der Immunsysteme der Wirbeltiere

Fr, 14.08.2015 - 08:59 — Thomas Boehm & Jeremy Swann

Thomas BoehmJeremy SwannIcon BiologieAlle Wirbeltiere besitzen eine erworbene (adaptive) Immunantwort und der Thymus ist ein zentrales Organ dieser Immunabwehr. Hier entwickeln sich Immunzellen, die Eindringlinge und entartete Körperzellen vernichten können. Das Team um Thomas Boehm, Direktor am Max-Planck Institut für Immunbiologie und Epigenetik (Freiburg), konzentriert sich auf Fragen zur Entwicklung und Funktion des Thymus und der darin heranreifenden Zellen und hat hier bahnbrechende Entdeckungen gemacht. Molekularbiologische Untersuchungen dieser Vorgänge in einer Reihe von Tierarten, von einfachsten Wirbeltieren bis hin zum Menschen, zeigen gemeinsame Merkmale in der Evolution des adaptiven Immunsystems: auf dieser Basis kann die Entwicklung künstlicher immunstimulierender Gewebe in Angriff genommen werden.*

Ab wann ist man wirklich alt?

Fr, 07.08.2015 - 06:08 — IIASA

IIASA LogoPolitik & GesellschaftKonventionell gesehen gilt man mit 65 Jahren als alt. Die Bevölkerungsgruppe der über 65-Jährigen nimmt auf Grund einer kontinuierlich steigenden Lebenserwartung und einer gleichzeitig sinkenden Fertilität enorm zu, deren Unterhalt und Pflege bedeuten eine enorme ökonomische Belastung für die Gesellschaft. Tatsächlich bedeutet ein Alter + 65 aber nicht automatisch Abhängigkeit und Krankheit. Forscher am Internationalen Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) erarbeiten bahnbrechend neue Maßstäbe, die – weg von der Zahl der bereits gelebten Jahre – Alter durch die noch zu erwartende Lebensspanne definieren („prospective age“) und in einem weiteren Schritt die physischen und psychischen Fähigkeiten („characteristics approach“) miteinbeziehen [1].

Feuer und Rauch: mit Satellitenaugen beobachtet

Fr, 31.07.2015 - 10:15 — Johannes Kaiser & Angelika Heil

Johannes KaiserAngelika HeilIcon GeowissenschaftenDas Abbrennen von Biomasse verändert die Landoberfläche und führt zu massiven Emissionen von Rauchgasen und -partikeln. Johannes Kaiser und Angelika Heil - Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz – zeigen hier Verfahren auf, die sie zur weltweiten Abschätzung von Emissionen aus Wald-, Savannen- und anderen Vegetationsfeuern aus Satellitenbeobachtungen entwickeln. Mithilfe dieser Verfahren berechnet der EU-finanzierte, frei verfügbare Copernicus Atmosphärendienst täglich diese Emissionen und ihren Einfluss auf die globale Atmosphärenzusammensetzung und die europäische Luftqualität. Zudem werden die Berechnungen zur Überwachung des globalen Klimawandels eingesetzt.*

Die Evolution des menschlichen Gehirns

Fr, 24.07.2015 - 13:53 — Philipp Gunz

Philipp GunzIcon BiologieDie Evolution der menschlichen Linie ist untrennbar mit der Evolution des Gehirns verknüpft. In einem Projekt am Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie (Leipzig) vergleicht Philipp Gunz die Schädelknochen moderner Menschen mit denen ihrer engsten lebenden und fossilen Verwandten. Ziel ist, Erkenntnisse über die evolutionären Veränderungen der Gehirnentwicklung zu gewinnen.*

Unsere Haut – mehr als eine Hülle. Ein Überblick

Fr, 17.07.2015 - 20:15 — Inge Schuster

Inge SchusterIcon BiologieUnsere Haut ist nicht nur unser größtes Organ, sie ist auch ein ungemein komplexes Organ. Sie ist aus mehreren Schichten aufgebaut, die jeweils unterschiedlich strukturiert sind und eine Vielzahl verschiedenartiger Funktionen ausüben. Als Grenzschicht zur Umwelt ist die Haut eine Barriere, die vor schädigenden Einflüssen schützt, uns Sinneseindrücke von außen vermittelt und unser Erscheinungsbild prägt.

Die großen globalen Probleme der Menschheit: das weltberühmte Internationale Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) erarbeitet Lösungsansätze

Fr, 10.07.2015 - 11:28 — IIASA

IIASA LogoÖsterreich ist Sitz zahlreicher bedeutender, internationaler Organisationen, deren abgekürzte Bezeichnungen – u.a. UNO, IAEO, OPEC, OSZ E – und jeweilige Aufgaben jedermann in unserem Land (zumindest oberflächlich) bekannt sind. Für das seit bereits mehr als 40 Jahren bestehende, im Schloss Laxenburg angesiedelte, Internationale Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) ist dies nicht der Fall. Der folgende Artikel gibt einen Überblick über das IIASA und seine fundamentale Rolle in der Erarbeitung von Lösungsansätzen zu den großen globalen Problemen rund um Energie, Klimawandel, Ernährung, Wasser und Armut. Die Texte stammen von der Website der IIASA [1], die freundlicherweise einer Veröffentlichung in unserem Blog zugestimmt hat.

Die bedrohliche Alzheimerkrankheit — Abschied vom Ich

Fr, 03.07.2015 - 09:49 — Gottfried Schatz

Gottfried SchatzIcon MedizinUnser Gehirn droht im Alter zu versagen. Die häufigste Form von geistigem Verfall ist die Alzheimerkrankheit, die wegen der Überalterung der Bevölkerung immer häufiger wird. Ihre Ursache ist noch unbekannt. Der renommierte Biochemiker Gottfried Schatz beschreibt die aktuellen Ansätze, welche das Krankheitsbild auf molekularem Niveau zu erklären versuchen, um auf dieser Basis therapeutische Strategien zu entwickeln.

Die Erde ist ein großes chemisches Laboratorium – wie Gustav Tschermak vor 150 Jahren den Kohlenstoffkreislauf beschrieb

Fr, 26.06.2015 - 11:26 — Redaktion

Icon GeowissenschaftenGustav Tschermak (1836 – 1927) war im Wien der Donaumonarchie Professor für Mineralogie und Petrographie, einer der prominentesten Vertreter und Begründer einer Wiener Schule dieser Fachgebiete. Tschermaks fachlicher Hintergrund war die Chemie, er wandte deren Methoden zur Untersuchung von Mineralien, Gesteinen und Meteoriten an und hatte damit bahnbrechende Erfolge. In seinen frühen wissenschaftlichen Arbeiten befasste sich Tschermak mit Fragestellungen der Chemie/Geochemie, wie beispielsweise mit dem Kreislauf des Kohlenstoffs.

Erste Zwischenstufe in der Evolution von einfachsten zu höheren Lebewesen entdeckt: Lokiarchaea

Fr, 19.06.2015 - 12:08 — Christa Schleper

Christa SchleperIcon Biologie“Under the Sea, a Missing Link in the Evolution of Complex Cells” hat die New York Times am 6. Mai 2015 einen Artikel übertitelt, der über eine Entdeckung berichtete, die weltweites Aufsehen erregte: Ein internationales Team um die Wiener Mikrobiologin Christa Schleper (Leiterin der Archaea Biologie und Ökogenomik Division des Dept. für Ökogenomik und Systembiologie, Universität Wien) und aus Forschern in Uppsala und Bergen hat am Meeresboden des Nordatlantik eine neue Gruppe von Mikroben entdeckt. Mit diesen, als Lokiarchaea bezeichneten, Organismen wurde erstmals eine Zwischenstufe in der Evolution von Prokaryoten zu den komplexen Zellen (Eukaryoten) aufgefunden, aus denen alle höheren Lebewesen bestehen*.

Von der Natur abgeschaut – das Austrian Center of Industrial Biotechnology (acib)

Fr, 12.06.2015 - 07:00 — Thomas Stanzer

Thomas StanzerIcon MINTWie macht man industrielle Verfahren umweltfreundlicher und gleichzeitig wirtschaftlicher? Rund 200 Beschäftigte mit bis zu 30 Jahren Erfahrung in industrieller Biotechnologie forschen dazu am Austrian Center of Industrial Biotechnology (acib)*an mehr als 50 Projekten. Der Biochemiker Thomas Stanzer – zuständig für die Unternehmenskommunikation am acib - zeigt an Hand repräsentativer Beispiele, wie Methoden der Natur als Vorbild genutzt und daraus Technologien entwickelt werden, die unser aller Leben lebenswerter machen können.

Artenvielfalt und Artensterben

Fr, 05.06.2015 - 07:36 — Frank Stollmeier

Frank StollmeierIcon MINTDie heutige Artenvielfalt ist das Resultat eines langen Prozesses aus Entstehung und Aussterben von Arten. Der Verlauf dieses Prozesses lässt sich mithilfe von Fossiliendatenbanken nachvollziehen. Ein neues mathematisches Modell des Netzwerkes von Abhängigkeiten zwischen den Arten hilft, die Mechanismen dieses Prozesses besser zu verstehen. Der Physiker Frank Stollmeier (Max-Planck Institut für Dynamik und Selbstorgansisation) zeigt an Hand des Modells, unter welchen Bedingungen das Aussterben einzelner Arten ein Massenaussterben auslösen kann und weshalb die Artenvielfalt im Meer und auf dem Land einem qualitativ unterschiedlichen Wachstum folgt.*)

Der Wiener Kreis – eine wissenschaftliche Weltauffassung

Fr, 29.05.2015 - 07:22 — Karl Sigmund

Karl SigmundIcon WissenschaftsgeschichteIm Wien der Zwischenkriegszeit bildete sich ein interdisziplinärer Zirkel aus namhaften Mathematikern, Naturwissenschaftern und Philosophen, deren zentrales Thema eine rational-empirisch geprägte, antimetaphysische Weltsicht war. Dieser „Wiener Kreis“ hatte massiven Einfluss auf das Geistesleben und die Sozialgeschichte des 20.Jahrhunderts und legte ebenso den Grundstein für neue Forschungsbereiche, vor allem in der Mathematik und Informatik. Zum „Wiener Kreis“ findet im Rahmen des 650-Jahre Jubiläums der Universität Wien eine Ausstellung statt [1]. Kurator dieser Ausstellung ist der Mathematiker Karl Sigmund, der sich seit seiner Jugendzeit mit dem Wiener Kreis beschäftigt und darüber ein Buch „Sie nannten sich Der Wiener Kreis“ verfasst hat [2]. Aus diesem, eben erschienenen Buch hat er freundlicherweise den nachfolgenden Artikel dem ScienceBlog zur Verfügung gestellt.

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