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EU-finanzierte Forscher entdecken neue Immunzelle

Thu, 19 Nov 2009 00:00:01 GMT

Von der EU finanzierte Forscher haben einen neuen Immunzellentyp entdeckt, der an einer Reihe chronischer entzündlicher Krankheiten, wie beispielsweise Schuppenflechte und Asthma, beteiligt ist. Das Team hofft, dass seine Entdeckung zur Entwicklung neuer Medikamente gegen diese Krankheiten führt. Die online im Fachmagazin Journal of Clinical Investigation (JCI) veröffentlichte Studie wurde zum Teil von der EU im Rahmen des SENS-IT-IV-Projekts (Novel testing strategies for in vitro assessment of allergens) unterstützt, das uter dem Themenbereich "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Bereich der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) mit 11 Mio. EUR finanziert wurde. Die Wissenschaftler aus Deutschland, Italien und dem Vereinigten Königreich spürten die neuen Zellen auf, als sie Hautproben von Patienten mit Schuppenflechte, Neurodermitis und allergischem Kontaktekzem untersuchten. Die neu entdeckte Zelle Th22 ist ein Immunzellentyp, der zu den sogenannten T-Helferzellen gehört. T-Helferzellen sind weiße Blutkörperchen, die andere Immunzellen aktivieren, wenn der Körper beispielsweise von Viren oder Bakterien befallen wird. Außerdem kontrollieren T-Helferzellen Entzündungen im Körper und helfen so bei der Bekämpfung der Infektion. Th22-Zellen sind scheinbar an der Überwachung und Koordinierung der Immunzellen beteiligt, die die Entzündung verursachen. Die Untersuchungen der Wissenschaftler zeigten, dass die Th22-Zellen ein Signalmolekül mit der Bezeichnung Interleukin-22 (IL-22) erzeugen. Dieses Molekül warnt Gewebe vorzeitig, dass Entzündungen oder Infektionen drohen, sodass die Gewebe Zeit haben, sich auf den Angriff der eindringenden Pathogene vorzubereiten oder sich vor der Entzündung zu schützen. Bei gesunden Menschen haben die Th22-Zellen daher eine Schutzwirkung. Bei Menschen mit chronischen entzündlichen Hautkrankheiten arbeiten die Th22-Zellen jedoch nicht ordnungsgemäß, wodurch Hautzellen zu schnell wachsen, was letztendlich zu schmerzhafter, schuppiger Haut führt. "Aufgrund der Änderungen in der Lebensweise der Menschen erleben wir einen Anstieg chronischer Krankheiten wie Haut- und Luftwegserkrankungen", erläutert Dr. Carsten Schmidt-Weber vom National Heart and Lung Institute am Imperial College London im Vereinigten Königreich. "Diese Krankheiten können das Leben der Menschen stark beeinträchtigen und die Patienten müssen sich ständig darum bemühen, ihre Symptome einzudämmen. Wir sind von der Entdeckung dieser neuen Untergruppe der T-Helferzellen begeistert, da wir glauben, dass sie ein neues Ziel für die Behandlung von chronischen entzündlichen Krankheiten in der Zukunft darstellen könnten." Die Forscher untersuchen die Th22 jetzt genauer, um abzuklären, welche Rolle sie bei entzündlichen Krankheiten spielen. Das Team möchte ebenfalls herausfinden, wo im Körper die Zellen erzeugt werden und ob es eine Möglichkeit gibt, sie zu kontrollieren, bevor sie beginnen, Probleme zu verursachen. Ziel des SENS-IT-IV-Projekts ist die Verringerung von Tierexperimenten durch die Entwicklung alternativer In-vitro-Tests zum Nachweis von Allergenen. An dem Projekt sind 15 Universitäten und Forschungsinstitute sowie 9 Unternehmen und einige industrielle und sonstige Organisationen beteiligt. Den Projektpartnern zufolge wird "der erfolgreiche Abschluss des Projektes zur Verringerung der Anzahl der Tierversuche für Sicherheitstests beitragen und die Herstellung präziserer Instrumente für die Produktentwicklung ermöglichen. Auf diese Weise wird das Projekt für alle Bürger Europas erheblichen Nutzen bringen und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie stärken."
Quality validation date: 2009-11-19

EU-finanziertes Team empfiehlt Beginn der Technikbildung in frühen Altersstufen

Thu, 19 Nov 2009 00:00:01 GMT

Einer kürzlich veröffentlichten EU-finanzierten Forschungsstudie zufolge könnte die Aufnahme des Fachs Technik in den Lehrplan früher Altersstufen dazu beitragen, das Interesse sowohl der Mädchen als auch der Jungs an Wissenschaft und Technik zu fördern. Die im Fachmagazin Journal of Technology and Design Education veröffentlichte Studie wurde von der EU im Rahmen des Projekts UPDATE (Understanding and providing a developmental approach to technology education) unterstützt, das unter dem Themenbereich "Wissenschaft und Gesellschaft" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) mit etwa 900 000 EUR finanziert wird. Zum UPDATE-Team gehören 16 Partner aus 11 Ländern. Die Forscher legen nahe, dass Lehrer durch den besseren Einsatz kreativer Spiele bei kleinen Kindern das Interesse für Technik sowohl bei Jungen als auch bei Mädchen steigern können. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass sich durch eine Verbesserung und einen frühzeitigen Beginn der Technikbildung die Gleichstellulng im Bildungssystem und in der gesamten Gesellschaft verbessern lässt. Ein zweiter, in derselben Zeitschrift veröffentlichter Artikel untersucht die Geschlechterrollen, die durch die Schulsysteme in Finnland und in Deutschland hervorgerufen werden. Unter anderem wurde festgestellt, dass das Problem auch dadurch verstärkt wird, dass viele Lehrer glauben, dass sie nicht in der Lage sind, qualitativ hochwertigen wissenschaftlichen und technischen Unterricht geben zu können. Die Autoren des Artikels sind der Meinung, dass eine Lösung darin besteht, Wissenschaft und Technik stärker in den Ausbildungsplan der Grundschullehrer zu integrieren. Die jüngsten Untersuchungen der schulischen Leistungen bei Schülern in den ersten Schuljahren zeigen, dass Mädchen verstärkt gute Leistungen in Fächern zeigen, die üblicherweise als Männerterrain betrachtet wird, wie beispielsweise Wissenschaft, Technik und Mathematik. Leider spiegelt sich das nicht in der Anzahl der Frauen wieder, die später in Wissenschaft und Technik arbeiten. Männer scheint eine Laufbahn in diesen Bereichen immer noch reizvoller für Männer als für Frauen zu sein. Dem Koordinator des UPDATE-Projekts, Professor Päivi Fadjukoff von der Universität Jyväskylä in Finnland, zufolge, will das Projekt die bestehenden geschlechterspezifischen Barrieren in Wissenschaft und Technik beseitigen, indem es wirksamere Methoden der Technikbildung entwickelt.
Quality validation date: 2009-11-19

Europäer nehmen Windturbinenentwicklung in Angriff

Thu, 19 Nov 2009 00:00:01 GMT

Forscher am Risø DTU (dem National Laboratory for Sustainable Energy an der Technical University of Denmark) und ihre europäischen Kollegen haben herausgefunden, wie sich das Design von Windturbinen im Hinblick auf mehr Zuverlässigkeit abändern lässt. Umfassende Messungen der Lastverteilung eines 10 m langen Rotorblatts einer Windturbine unter normalen Windbedingungen haben es dem Team ermöglicht, präzise Informationen über die Windströmung auf der Oberfläche des Windturbinenblatts zusammenzutragen. Die Forschungsarbeiten sind Teil von zwei EU-finanzierten Projekten: UPWIND und TOPFARM, die mit 14,6 Mio. EUR bzw. 1,7 Mio. EUR finanziert werden. Das Team unter Leitung von Helge Aagaard Madsen und Christian Bak vom Fachbereich Windenergie der Risø DTU gehörten auch Forscher der Unternehmen Vestas, LM Glasfiber und DONG Energy aus Dänemark und Siemens aus Deutschland. LM Glasfiber entwickelte das Rotorblatt mit 350 Messpunkten u.a. in Form von Drucksensoren und Mikrofonen. Diese wurden mit dem Messlabor am Fuß des Rotorblatts verbunden. Das norwegische Unternehmen Det Norske Veritas (DNV) überprüfte die Sicherheitsberechnungen für die Windturbine. DNV zufolge beträgt die maximale Windgeschwindigkeit, mit der die Turbine laufen sollte, 15 Meter pro Sekunde (m/s). Bemerkenswert ist auch, dass das Experiment nur bei völlig trockenem Wetter durchgeführt werden konnte. Das Team konnte 12 Messzeiträume von Ende Frühjahr bis Ende Sommer nutzen und so umfangreiches Datenmaterial sammeln. "Unsere Messungen sind gegenwärtig mit Abstand die umfassendsten und da sie im Freien und an einer Windturbine im Industriemaßstab durchführt wurden, berücksichtigen sie die Auswirkungen von Turbulenzen und Blattrotationen sowie Elastizität", erklärt Dr. Helge Aagaard Madsen. "Sie sind zweifellos für die gesamte internationale Windenergieforschung wertvoll. Außerdem haben wir sozusagen die Luftströmungen auf dem Rotorblatt mit 60 Mikrofonen 'abgehört' und 50.000 Messungen pro Sekunde durchgeführt. Dadurch erhielten wir ein äußerst genaues Bild davon, wie der Wind auf den Blättern in Last umgewandelt wird, d.h. wir haben einen Einblick darin gewonnen, was der Nutzung von Windkraft zugrunde liegt." Den Forschern zufolge besteht eines der Ziele des Experiments darin, eine Grundlage für den Entwurf des optimalen Rotorblattprofils zu schaffen. Hierbei muss ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Empfindlichkeit der Konstruktion gefunden werden. Außerdem muss sichergestellt werden, dass konsistent die maximale Menge an Energie erzeugt wird. Das Team setzt seine Messungen in diesem Monat fort. Es hofft, herauszufinden, worin der Unterschied zwischen den Eigenschaften eines Rotorblattprofils an einer Windturbine im Industriemaßstab im Freien und den Eigenschaften eines ähnlichen Profils unter kontrollierten Windbedingungen in einem Windkanal besteht. Risø DTU testete auch einen laserbasierten Windscanner, der Teil des Projekts UPWIND (Integrated Wind Turbine Design) war, das unter dem Themenbereich "Nachhaltige Entwicklung, globale Veränderungen und Ökosysteme" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) mit bis zu 14,6 Mio. EUR finanziert wurde. Die Forscher erklärten, dass sie mit dem Scanner dreidimensionale Messungen der Windgeschwindigkeiten, Windrichtung und Turbulenzen um eine Windturbine messen konnten. Das Ziel von UPWIND ist die Entwicklung großer Windturbinen für den Onshore- und Offshore-Einsatz. Mit Hilfe eines anderen Lasers konnte das Team, die Geschwindigkeitsverteilung im Rotorluftstrom messen. Die erzielten Ergebnisse waren Teil des TOPFARM-Projekts (Next generation design tool for optimisation of wind farm topology and operation), das unter demselben Themenbereich mit 1,7 Mio. EUR finanziert wurde.
Quality validation date: 2009-11-19

Unternehmen in der EU investieren in FuE trotz Wirtschaftskrise

Wed, 18 Nov 2009 00:00:01 GMT

2008 stiegen in der EU die Unternehmensinvestitionen in Forschung und Entwicklung (FuE) trotz Wirtschaftskrise um 8,1%. Das geht aus den in dieser Woche im Anzeiger für FuE-Investitionen 2009 veröffentlichten Zahlen hervor. Sie zeigen, dass europäische Unternehmen vor Unternehmen aus den USA und Japan liegen, wo die FuE-Ausgaben 5,7% bzw. 4,4% in betrugen. Die Unternehmensinvestitionen in FuE stiegen weltweit um 6,9%. Zwei EU-Unternehmen rangieren in den Statistiken des Investitionsanzeigers unter den ersten 10. Der deutsche Automobilhersteller Volkswagen belegt mit FuE-Investitionen in Höhe von 5,93 Mrd. EUR Platz 3 und das finnische Kommunikationsunternehmen Nokia den 8. Platz. Weltweiter Spitzenreiter ist das japanische Unternehmen Toyota Motor, das 7,61 Mrd. EUR in FuE investierte. Unter den ersten 10 Investoren weltweit befinden sich die US-amerikanische Unternehmen Microsoft, General Motors, Pfizer, Ford und Johnson & Johnson. Die Zahlen im Anzeiger für FuE-Investitionen zeigen auch vielversprechende FuE-Investitionen von Unternehmen im Sektor erneuerbarer Energien. "Es ist eine gute Nachricht, dass EU-Unternehmen auch in Zeiten der Wirtschaftskrise ihre Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen 2008 aufrecht erhalten haben", sagte der für Wissenschaft und Forschung zuständige Kommissar Janez Potocnik. "Dies ist die beste Strategie, um gestärkt aus der Krise hervorzugehen. "Wir müssen die EU-Unternehmen dabei unterstützen und Anreize für den Ausbau forschungsintensiver Bereiche in der EU schaffen. Der Aufbau eines echten europäischen Forschungsraums ist ein Teil der Antwort, genauso wie die EU-Maßnahmen zur Förderung intelligenter Investitionen in Forschung und Entwicklung. Darüber hinaus begrüße ich den Zuwachs der FuE-Investitionen in jenen EU-Unternehmen, die im Bereich der kohlenstoffarmen Energietechnologien aktiv sind. Sie sind eine neue Quelle für Wachstum und Beschäftigung in der EU." Die Zahlen im Anzeiger zeigen, dass EU-Unternehmen bei FuE-Investitionen in Sektoren wie Automobilbranche und deren Zulieferindustrie, im Elektrik- und Elektronikgerätebau und der chemischen Industrie führend sind. Außerdem lassen die Zahlen erkennen, dass weltweit die FuE-Investitionen vor allem in die pharmazeutische und biotechnologische Industrie fließen. Ein weiteres beliebtes FuE-Investitionsziel ist die Automobilbranche und deren Zulieferindustrie: In Japan werden 27% und in der EU 25% der FuE-Investitionen in diesem Industriezweig getätigt. Den höchsten Zuwachs bei FuE-Investitionen verzeichneten Unternehmen aus jungen Industrieländern, allen voran China mit einer Zunahme von 40%, gefolgt von Indien (27%), Taiwan (25,1%) und Brasilien (18,6%). Die Auswirkungen des aktuellen Konjunkturabschwungs haben sich zwar in den jüngsten Zahlen noch nicht vollständig niedergeschlagen, jedoch lassen sich Anzeichen dafür in Bereichen wie Umsätze, Marktkapitalisierung und Betriebsgewinne der Unternehmen erkennen, die in der EU um 30,5% und in den USA um 19,1% zurückgegangen sind. Der EU-Anzeiger für FuE-Investitionen der Industrie ist ein Benchmarking-Instrument und wird jährlich von der Europäischen Kommission veröffentlicht. Er konzentriert sich auf die EU und liefert aktuelle Informationen zu Unternehmensinvestitionen und andere wirtschaftliche Unternehmens- und Finanzdaten. Die Daten stammen aus den 1.000 Unternehmen in der EU und den 1.000 Unternehmen in Nicht-EU-Ländern, die am meisten in Forschung und Entwicklung investiert haben.
Quality validation date: 2009-11-18

CO2-Emissionen steigen, Kohlenstoffsenken werden schwächer - steht das Kohlenstoffbudget der Erde in den roten Zahlen?

Wed, 18 Nov 2009 00:00:01 GMT

Die Kohlendioxid-Emissionen (CO2) aus fossilen Brennstoffen sind seit 2000 um 29% gestiegen und immer mehr Fakten weisen darauf hin, dass die natürlichen Kohlenstoffsenken diese immer weniger aufnehmen können. Das sind nur zwei der wichtigsten Erkenntnisse einer umfangreichen internationalen Studie zur Berechnung des Kohlenstoffhaushalts der Erde. Die online in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlichte Studie wurde zum Teil von der EU im Rahmen des CARBOOCEAN-Projekts (Marine carbon sources and sinks assessment) unterstützt, das unter dem Themenbereich "Nachhaltige Entwicklung, globale Veränderungen und Ökosysteme" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) mit 14,5 Mio. EUR finanziert wurde. Den Forschern zufolge stieg im Jahr 2008 die CO2-Konzentration in der Atmosphäre um 1,8 ppm (parts per million) auf insgesamt 385 ppm. Das sind 38% mehr als der vorindustrielle CO2-Wert von etwa 280 ppm. Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre ist damit höher als zu irgendeinem anderen Zeitpunkt im Laufe der letzten 2 Millionen Jahre. Der größte Teil dieses Emissionsanstiegs ist auf die Verwendung fossiler Brennstoffe, wie beispielsweise Kohle, Öl und Gas, zurückzuführen. Emissionen aus fossilen Brennstoffen sind seit 2000 um 29% und seit 1990, dem Referenzjahr für das Kyoto-Protokoll, um 41% gestiegen. Darüber hinaus kann festgestellt werden, dass die CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen zwar in den 1990er Jahren nur um 1% jährlich stiegen, zwischen 2000 und 2007 jedoch pro Jahr durchschnittlich um 3,6% angewachsen sind. Die Wirtschaftskrise trug zu einer Verlangsamung des Emissionsanstiegs bei, sodass er 2008 "nur" bei 2% lag. Trotzdem warnen die Forscher, dass die "Emissionen weiterhin durchschnittlich die kohlenstoffintensivsten Szenarien verfolgen, die vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen angenommen wurden". Angesichts der erwarteten Veränderungen beim Bruttoinlandsprodukt (BIP) rechnet das Team damit, dass die Emissionen 2009 auf die Werte von 2007 zurückfallen, und dann 2011 wieder ansteigen. Worauf ist also der Emissionsanstieg zurückzuführen? Eine der Hauptursachen ist die Kohle, die jetzt das Erdöl als führende Emissionsquelle bei den fossilen Brennstoffen abgelöst hat. Kohle ist im Jahr 2008 für 40% aller CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen verantwortlich gewesen; im Zeitraum von 1990 bis 2000 waren es vergleichsweise nur 37%. Im Gegensatz dazu fiel der Anteil von Erdöl an den Emissionen aus fossilen Brennstoffen von einem Höchstwert von 41% in den 1990er Jahren auf 36% im Jahr 2008. Während die Emissionen aus Industrienationen im Laufe der letzten 10 Jahre relativ stabil blieben, sind die Emissionen aus Entwicklungsländern drastisch in die Höhe geschnellt. Ein Viertel des Emissionsanstiegs in den Entwicklungsländern ist jedoch auf die Produktion von Waren und Dienstleistungen zurückzuführen, die für den Verbrauch in Industrieländern bestimmt sind. Und obwohl in den Entwicklungsländern etwa 80% der Weltbevölkerung leben, sind sie nur für 20% des gesamten seit 1751 in die Atmosphäre abgegebenen CO2 verantwortlich. Die Emissionen, die durch die Veränderung der Landnutzung verursacht werden, wie beispielsweise Abholzungen und Waldbrände, haben sich in den letzten zehn Jahren nur geringfügig verändert. Da die Emissionen aus fossilen Brennstoffen angestiegen sind, ist der Anteil der CO2-Emissionen durch Landnutzungsänderungen in den vergangenen Jahren gesunken. 2008 machte die Landnutzung 12% der CO2-Emissionen aus. Von 1959 bis 2008 nahmen natürliche Kohlenstoffsenken durchschnittlich 57% der durch die Menschen verursachten CO2-Emissionen pro Jahr auf. Es gibt jedoch Anhaltspunkte dafür, dass die Wirksamkeit dieser Senken nachlässt. Vor 50 Jahren absorbierten die Senken 60% unserer Emissionen, in den letzten Jahren ist dieser Wert jedoch auf etwa 55% gefallen. Computermodelle lassen vermuten, dass diese Schwächung der Kohlenstoffsenken auf den Klimawandel zurückzuführen sein könnte. Es sind jedoch dringend weitere Forschungsanstrengungen notwendig, um quantitativ zu bestimmen, wohin der Kohlenstoff geht und was die Änderungen bei der Absorptionsfähigkeit der Kohlenstoffsenken verursacht hat. "Die einzige Möglichkeit, den Klimawandel in den Griff zu bekommen, ist eine drastische Reduzierung der globalen CO2-Emissionen", erklärt die Hauptautorin Professor Corinne Le Quéré von der University of East Anglia im Vereinigten Königreich und dem British Antarctic Survey. "Die Kohlenstoffsenken der Erde sind komplex und unsere Kenntnisse auf diesem Gebiet sind noch lückenhaft, insbesondere wenn es darum geht, wie die vom Menschen verursachten CO2-Emissionen mit den CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre im Vergleich mit den Vorjahren zusammenhängen. Wenn wir aber die Ungewissheiten in Bezug auf Kohlenstoffsenken weiter reduzieren, könnte anhand unserer Daten die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels überprüft werden." In der Zwischenzeit warnen die Forscher abschließend, dass "der Schlüssel für nachhaltige Emissionsreduzierungen nach der Erholung der Weltwirtschaft darin liegt, die Primärenergieverwendung umzustrukturieren, um die Emissionen vom BIP abzukoppeln". Die Wissenschaftler des CARBOOCEAN-Projekts forderten erst kürzlich ehrgeizigere Ziele bei der CO2-Reduzierung.
Quality validation date: 2009-11-18

"Glückshormon" Serotonin wichtig bei der Diabetesvorbeugung

Wed, 18 Nov 2009 00:00:01 GMT

Diabetes entwickelt sich zu einem der weltweit größten Gesundheitsprobleme und fordert inzwischen jedes Jahr fast 4 Millionen Menschenleben. Eine Forschergruppe untersuchte nun die Rolle des Hormons Serotonin, das zusammen mit Insulin in der Bauchspeicheldrüse gespeichert wird. Sie wollten feststellen, ob ein Serotoninmangel sich auf die Insulinproduktion auswirkt. Ihre Ergebnisse zeigten, dass Mäuse, die kein Serotonin in der Bauchspeicheldrüse hatten, sehr schnell Diabetes entwickelten. Diese im Fachjournal Public Library of Science (PLoS) Biology veröffentlichte Erkenntnis verspricht eine neue Richtung in der Diabetesforschung. In der industrialisierten Welt ist Diabetes die bedeutendsteStoffwechselerkrankung und im Kampf gegen diese weltweite gesundheitliche Notlage ist Pionierforschung unbedingt notwendig. Die sogenannte Zuckerkrankheit führt zu ernsthaften Gesundheitsproblemen wie Schlaganfall, Erblindung und Nierenversagen und ist für eine sehr große Zahl von Todesfällen verantwortlich. Außerdem entstehen dadurch enorme wirtschaftliche Lasten für die Gesundheitssysteme auf der ganzen Welt. Doch jetzt ist endlich ein Durchbruch gelungen. Ein internationales Konsortium von Wissenschaftlern hat die Rolle aufgedeckt, die Serotonin in den Insulin produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse und so bei der Entstehung von Diabetes spielt. An dem vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin, Deutschland, angeführten Konsortium beteiligten sich Forscher der Universität Maribor, Slowenien, und vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin, Deutschland. Das Team fand anhand von Versuchen an Mäusen heraus, dass ein Serotoninmangel ein Vorbote einer Diabeteserkrankung ist. Serotonin hat die Wissenschaftler schon lange beschäftigt. Ein hoher Spiegel des sogenannten "Glückshormons" Serotonin führt zu einem Glücksgefühl und beeinflusst viele Aspekte des menschlichen Verhaltens wie die Laune, Entspannung und die Fähigkeit zu schlafen. Serotonin spielt viele Rollen im Körper. Es arbeitet als Neurotransmitter im Gehirn und ist auch in den Blutplättchen und den Darmwänden zu finden. Darüber hinaus kommt es in den beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse vor, die zu Regulierung des Blutzuckerspiegels Insulin ausscheiden. Serotonin wurde in den beta-Zellen vor mehr als 30 Jahren entdeckt, aber die genaue Verbindung zwischen dem Hormon und der Entstehung von Diabetes konnte bis heute nicht aufgedeckt werden. Sowohl Insulin als auch Serotonin werden in den beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse gespeichert. Wenn Insulin von der Bauchspeicheldrüse ausgestoßen wird, spielt es eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Blutzuckerspiegels, indem es Zucker in der Blutzufuhr zu anderen Zellen verteilt. So kann es Zellen im ganzen Körper effektiv mit Blutzucker füttern und damit den Blutzuckerspiegel im Blutstrom senken, sollte dieser zu hoch sein. Wenn dieser Regulierungsmechanismus nicht mehr ordentlich funktioniert, kommt es zu Diabetes. Die Forschergruppe führte Experimente an Mäusen durch, denen Tryptophan-Hydroxylase fehlte, ein für die Serotoninproduktion im Körper wesentliches Enzym. Ohne dieses Enzym konnten die Mäuse kein Serotonin produzieren und entwickelten Anzeichen für Diabetes. Sie waren auch resistent gegen Pargyline, eine Substanz, die normalerweise eine Insulinausschüttung auslöst. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Mäuse nach einer Mahlzeit nicht mehr ausreichend Insulin produzierten und der Blutzuckerspiegel in ungesunde Höhen stieg, wenn der Serotoninspiegels gestört war. "Unter Normalbedingungen kontrolliert Serotonin so die Ausschüttung des Insulins, dem wichtigsten Hormon in der Regelung des Blutzuckerspiegels von Mensch und Tier", erläutert Diego Walther vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik. Das Forscherteam hofft, ihre Entdeckung wird der Forschung neue Impulse verleihen und Diabetespatienten neue Hoffnung geben.
Quality validation date: 2009-11-18

Hochdotierte EU-Finanzhilfe geht an Nanotechnologie

Tue, 17 Nov 2009 00:00:01 GMT

Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat eine renommierte Finanzhilfe für etablierte Forscher - Advanced Grant - in Höhe von 2,5 Mio. EUR an das Institute of Nanoscience der Delft University of Technology (TU Delft) in den Niederlanden für seine Arbeit auf dem Gebiet der Bio-Nano-Forschung vergeben. Der ERC wird über das Thema "Ideen" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) finanziert und ist das erste EU-Einrichtung zur finanziellen Förderung neuer anspruchsvoller Forschungsarbeiten und Exzellenz im kreativen wissenschaftlichen Denken. Er strebt ebenso danach, Wissenschaftler dabei zu unterstützen, neue Gelegenheiten und Herausforderungen zu erkennen, sodass die Wissenschaft nicht von Regierungen und Politikern geleitet wird. Nanotechnologie ist einer dieser Bereiche der Pionierforschung und der Empfänger des ERC Advanced Grant, Professor Cees Dekker vom Institute of Nanoscience der TU Delft, sagte, "Wir wollen mithilfe der Nanofabrikation [...] mehr über die wichtigen biologischen Fragen, wie beispielsweise die genauen Prozessabläufe innerhalb von Zellen, herausfinden." Im ersten Teil des Forschungsprojekts werden Professor Dekker und sein Team die Entwicklung und Anpassung von Bakterien untersuchen. "Mithilfe von Nanofabrikationsverfahren können wir präzise definierte Landschaften auf einem Chip anfertigen, um die Anpassung und Entwicklung von Bakterien zu untersuchen", erklärte er. "Wir sind dabei eine Art von Miniatur-Galapagos-Inseln für Bakterien zu schaffen. Einige davon werden auf eine andere Insel übersiedeln, andere nicht. Durch die Veränderung der Umweltfaktoren und Eigenschaften der Bakterien können wir unsere Kenntnisse über die Anpassungsfähigkeit von Bakterien verbessern. Wir können die Entwicklung in Raum und Zeit direkt mitverfolgen." Die Bakterien in der Studie bewegen sich durch schmale Kanäle, in denen sie vollständig abgeflacht werden, bevor sie in unterschiedlichen Formen wieder heraustreten. Die von Professor Dekker und seinem Team durchgeführten Forschungsarbeiten lassen vermuten, dass in kleinsten Räumen weit mehr Bakterien vorhanden sind, als bisher angenommen. Das könnte entscheidende Konsequenzen für Produkte, wie z.B. medizinische Geräte, haben. Im zweiten Teil der Forschungsarbeiten wird das Team mithilfe von Elektronenbündeln nanometergroße Löcher erzeugen. DNA-Moleküle können sich dann durch diese Löcher bewegen und wir können sie dabei verfolgen und prüfen. Ziel ist es, ihren genetischen Code auszulesen und zu beobachten, welche Gene entweder aktiviert oder deaktiviert werden. Im letzten Teil der Forschungsarbeiten wird das Team versuchen, den Aufbau biologischer Poren zu imitieren, wobei der Schwerpunkt auf mikroskopisch kleinen Löchern in der Zellkernmembran liegt. "In diesen Löchern gibt es bestimmte Proteine, die für den Zellkern als eine Art Torwächter dienen", sagte Professor Dekker. "Sie bestimmen, welche Moleküle hinein dürfen und welche nicht. Wie das genau abläuft, wissen wir bis jetzt noch nicht. Indem wir diese Löcher durch Nanofabrikation imitieren und sie mit diesen Torwächter-Proteinen beschichten, hoffen wir, mehr über diesen wichtigen Mechanismus zu erfahren." Für Professor Dekker ist Glück ein wichtiges Element der Forschung. "Einige Bakterien suchen die Zusammenarbeit, während andere 'schummeln' und von der Arbeit ihrer Artgenossen profitieren", erklärte er. "Wir können auch diese Eigenschaften steuern und sie unter kontrollierten Bedingungen untersuchen."
Quality validation date: 2009-11-17

EU-finanzierte Forscher wollen Datenverarbeitung beschleunigen

Tue, 17 Nov 2009 00:00:01 GMT

Von der EU finanzierte Forscher sind dabei eine Service-Entwicklungsplattform aufzubauen, mit der sich, wenn sie einmal fertig gestellt ist, Kreditkartenbetrug, das Klonen von SIM-Karten für Mobiltelefone und sogar Betrug mit unbezahlten Telefonanrufen in Echtzeit bekämpfen lassen könnten. Dieser Durchbruch wird durch technische Fortschritte ermöglicht, dank derer Daten deutlich schneller als bisher verarbeitet werden können. Der Aufbau dieser Plattform ist Teil des STREAM-Projekts (Scalable autonomic streaming middleware for real-time processing of massive data flows), das mit 2,6 Mio. EUR zum Teil unter dem Thema "Informations- und Kommunikationstechnologien" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) finanziert wurde. Ziel des Projekts ist die Schaffung einer skalierbaren Technologie für die Echtzeitverarbeitung massiver Datenströme. Banken, Zahlungsdienste und andere Unternehmen, die mit Kreditkartenzahlungen zu tun haben, verfügen über eine Vielzahl von Systemen und Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz vor Kreditkartenbetrug. Diese reichen vom elektronischen Abgleich der Unterschriften bis hin zur Sperrung einer Kartennummer, nachdem diese als gestohlen gemeldet wurde. Oftmals kommt es hierbei jedoch zu Verzögerungen zwischen dem Zeitpunkt, an dem eine Karte als gestohlen gemeldet wurde, und dem Zeitpunkt, an dem die Sperrung wirksam wird. Grund für diese Verzögerung ist der Einsatz von Rechenanwendungen, die hohe Analyse- und Verarbeitungsanforderungen erfüllen müssen. Kreditkartenbetrüger wissen jedoch häufig von dieser zeitlichen Lücke und versuchen daher, sobald wie möglich nach dem Diebstahl mit der Karte zu bezahlen. Die von STREAM entwickelte Plattform würde diese Verzögerung beseitigen, indem sie ein Skalierungssystem einsetzt, das mithilfe von großen Knotenpunkt-Clustern oder Stand-Alone-Servern den umfangreichen Datendurchsatz in einer Größenordnung von Millionen von Daten pro Sekunde verarbeitet. Diese drastische Verbesserung der aktuellen Verarbeitungsgeschwindigkeit würde die Verarbeitung von Informationsflüssen in Echtzeit sowie den unüberwachten und autonomen Betrieb ermöglichen. Den Projektorganisatoren zufolge ließe sich mit dieser Änderung die Nutzung von Datenverarbeitungsprodukten und -Services auch auf neue Bereiche ausweiten, in denen große Informationsflüsse kostengünstig verarbeitet werden müssen. Wie die Anbieter von Kreditkarten müssen Telefonunternehmen Nummern sperren, wenn ein Mobiltelefon gestohlen wurde. Das Klonen von SIM-Karten bereitet Sicherheitsdiensten und Polizei große Sorgen, da hierdurch Ortungsdienste unzuverlässig werden, wenn mehr als ein Mobiltelefon die gleiche SIM verwendet. Gegenwärtig kann die Verwendung geklonter Karten und gestohlener Mobiltelefone erst nach der Tat festgestellt werden und unterliegt der gleichen Zeitverzögerung wie bei Kreditkarten. Die STREAM-Plattform ist mit Cloud Computing Initiativen verbunden. Bei Cloud Computing werden normalerweise skalierbare und häufig virtualisiert Ressourcen als Dienstleistung über das Internet bereitgestellt. STREAM wurde für den Einsatz in einer Cloud Computing Umgebung mit Merkmalen wie Elastizität und Skalierbarkeit entwickelt. Die Technologie kann entsprechend der jeweiligen Rechenanforderungen automatisch die Anzahl der Knotenpunkte erhöhen oder verringern. Diese Art der Organisation trägt zur Kostenreduzierung bei und senkt gleichzeitig die Ausfallrisiken. Andere Einsatzgebiete der STREAM-Plattform umfassen den IP-Verkehr (Internet Protocol, IP) eines Unternehmens, die Ausgabe eines umfangreichen Sensornetzwerks, die Verarbeitung von E-Mail durch einen Internet-Serviceanbieter und die Verteilung von Marktdaten einer Börse oder von Finanzmärkten. Ricardo Jiménez-Peris von der School of Computing der Technischen Universität Madrid in Spanien ist für die Entwicklung des skalierbaren Datenflussprozessor verantwortlich, der das Kernstück von STREAM bildet. Hierfür werden die Abfrageoperatoren parallel geschaltet und jeder Operator kann auf einem Cluster aus 100 Knoten eingesetzt werden. Dadurch wird der Durchsatz verarbeitbarer Daten verhundertfacht. Die Verarbeitungskapazität aktueller Single-Node-Technologien liegt jetzt zwei Größenordnungen unter dem, was STREAM leisten wird. Außer UPM gehören zu den Forschungspartnern unter anderem Telefónica, ein spanischer Telekommunikationsanbieter, und Exodus, eine Tochtergesellschaft der Piraeus Bank, mit Sitz in Griechenland. Telefónica wird STREAM in einem Betrugsbekämpfungssystem für Mobiltelefonie einsetzen, während Exodus die Projektergebnisse in seine Systeme zur Bekämpfung von Kreditkartenbetrug einfließen lassen wird.
Quality validation date: 2009-11-17

Forschungsarbeiten decken die genetische Grundlage von Pilzinfektionen auf

Tue, 17 Nov 2009 00:00:01 GMT

Zwei unabhängige Forschungsstudien, die gemeinsam im New England Journal of Medicine veröffentlicht wurden, identifizierten mithilfe von DNA-Sequenzierung und Genkartierung zwei Proteine, die, wenn sie fehlen oder mutiert sind, die Fähigkeit des Körpers beeinträchtigen, sich gegen Hefepilzinfektionen zu wehren. Die teilweise von der EU finanzierten Forschungsergebnisse könnten zu einem besseren Verständnis der genetischen Grundlage von Pilzinfektionen beitragen und zu neuen Behandlungsmethoden nicht nur bei Hefepilzen, sondern auch anderen Arten der Pilzinfektionen führen. Die finanzielle Unterstützung durch die EU erfolgte im Rahmen des mit 1,6 Mio. EUR geförderten MC-PIAID-Projekts (Marie-Curie grant on primary immuno-deficiencies and auto-immune diseases), das unter dem Haushaltsposten "Humanressourcen und Mobilität" des Sechsten Rahmenprogramms(RP6) finanziert wird. Pilzinfektionen wie z. B. Soor (Candida albicans) und Fußpilz (Tinea pedis) sind weit verbreitet und befallen jährlich Tausende von Menschen. Bei vielen von uns brechen Pilzinfektionen nur gelegentlich aus, andere Menschen scheinen hierfür jedoch besonders anfällig zu sein. Obwohl es viele Behandlungsansätze mit unterschiedlichem Erfolg gibt, sind Pilzinfektionen doch für ihre Hartnäckigkeit bekannt und einige Menschen sind immer wieder davon betroffen. Jetzt haben zwei unabhängige internationale Forscherteams eventuell den Grund dafür herausgefunden. Die beiden Teams - einmal unter der Leitung der Radboud Universität in den Niederlanden und das andere Mal unter der Leitung des University College London im Vereinigten Königreich - haben entdeckt, dass aufgrund der Mutationen in zwei bestimmten Proteinen mit der Bezeichnung Dectin-1 und CARD9 das Immunsystem Pilze im Körper nicht mehr kontrollieren kann. Wenn das Protein Dectin-1 die Präsenz von Hefepilzen im Körper festgestellt hat, senden immune Zellen Signale an CARD9, das als Adaptormolekül fungiert. CARD9 leitet dann Reaktionsmechanismen des Immunsystems ein, um den Körper vor den Mikroorganismen zu schützen. Wenn Dectin-1 oder CARD9 aber nur fehlen oder mutiert sind, kann das Immunsystem die Infektion nicht unter Kontrolle halten, was zu einem verstärkten Auftreten von Hefepilzinfektionen führt, insbesondere zu Vaginalpilzinfektionen durch Candida albicans. "Diese Ergebnisse sind ein erster Schritt zum Verständnis der genetischen Empfänglichkeit für häufige Pilzerkrankungen und ihre Bekämpfung, wie Onychomykose und immer wiederkehrenden vulvovaginalen Candidosen", sagte Dr. Bart Ferwerda von der Radboud Universität, der die Dectin-1-Mutationen in einer Familie identifizierte, die unter mukokutanen Pilzinfektionen litt. Dr. Erik-Oliver Glocker vom Forschungsteam am University College London, der den Zusammenhang zwischen CARD9 und Hefepilzen festgestellt hat, sagte, dass die Forschungsergebnisse großes Potenzial für Fortschritte bei der Entwicklung neuer Therapien hätten. "Diese Entdeckung ermöglicht tiefere Einblicke in die Wechselwirkung zwischen Pilzen und dem menschlichen Immunsystem. Außerdem könnten sie den Weg für zukünftige therapeutische Optionen bei Patienten ebnen, die unter Hefepilzinfektionen leiden", sagte er. Zuvor wurden mit ähnlichen Ergebnissen Experimente durchgeführt, um die Reaktionen auf Pilzinfektionen bei Mäusen zu untersuchen. Daher zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass die Fähigkeit des Körpers sich gegen Pilzinfektionen zu schützen beim Menschen die gleiche ist. Professor Mihai Netea, dessen Team an der Radboud Universität den Zusammenhang zwischen Pilzinfektionen und Dectin-1 entdeckte, sagte: "Obwohl der Prozess der Wirtsreaktion auf Pilzinfektionen bereits kürzlich bei Mäusen untersucht wurde, ist es interessant zu sehen, dass es beim Menschen das Gleiche ist. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass der Schutzmechanismus gegen Pilzinfektionen im Laufe der Evolution zwischen Mäusen und Menschen größtenteils beibehalten wurde, was bei anderen Mikroben nicht unbedingt der Fall ist." An den Forschungskonsortien beteiligt waren das National Center for Biotechnology Information (NCBI) in den USA und die Technische Universität München in Deutschland.
Quality validation date: 2009-11-17

Wie sich der HI-Virus auf die Zellen verbreitet

Mon, 16 Nov 2009 00:00:01 GMT

Einem deutschen Forscherteam ist es gelungen, ein Schlüsselprotein bei dem interzellularen HIV-Infektionsprozess (Human Immuno-Deficiency Virus, HIV) und der Virusmorphogenese in Echtzeit zu verfolgen. Ihre zum Teil von der EU finanzierten Forschungsarbeiten wurden jetzt im Open-Access-Journal Public Library of Science (PLoS) Pathogens veröffentlicht. Sie tragen zu einem besseren Verständnis des Infektionsweges bei, den das Gag-Protein (gruppenspezifisches Antigen) von Zelle zu Zelle einschlägt, und könnten somit eventuell auch zu neuen Therapieansätzen führen. Die Studie wurde teilweise im Rahmen des Projekts HIV ACE ("Targeting assembly of infectious HIV particles") finanziert. HIV ACE wird von der EU unter dem Thema "Gesundheit" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) unterstützt. Um das Protein zu verfolgen, kultivierten die Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Universität Heidelberg Zellen mit acht HIV-1-Genen. Eines dieser Gene wurde so abgeändert, dass es eine fluoreszente Form des Gag-Proteins erzeugt. Das Gag-Protein bildet strukturelle Elemente des HI-Virus. Wenn beispielsweise HIV-RNA (genetisches Material) von einer infizierten in die nächste anfällige Zelle übertragen wird, wird die Membran, von der die RNA umgeben ist, vom Gag-Protein erzeugt. Gag ist auch sehr vielfältig, da es sich sowohl als Virus-RNA als auch als zelluläre Proteine an die Innenseite einer Zellmembran binden kann. Es ist sogar in der Lage, bei Fehlen anderer viraler Proteine virusähnliche Partikel zu bilden. "Mithilfe einer 'photokonvertiblen' Version des grün fluoreszierenden Proteins - dessen Entdeckung und Verwendung in biologischen Systemen mit dem Chemienobelpreis 2008 ausgezeichnet wurde - das an ein Gag-Protein gebunden wurde, ist es uns gelungen, die Farbe des membrangebundenen Gag-Proteins von Grün in Rot zu ändern�, sagt Professor Don Lamb, Leiter der Forschungsgruppe an der der Ludwig-Maximilians-Universität München. Dank spezieller mikroskopischer Techniken konnten die Forscher feststellen, dass es - vom Beginn der Morphogenese des Virus bis zu seiner Freisetzung - etwa 25 Minuten dauert, bis ein HI-Virus entsteht. Außerdem fanden sie heraus, dass die Produktion von Viruspartikeln in der gesamten Kultur völlig asynchron verläuft und dass die Viren nach ihrer Bildung von einzelnen Morphogenesestellen freigesetzt werden und nicht von vorgeformten Plattformen zur Virusknospung. Derartige wieder verwendbare Plattformen für die Virusmorphogenese existieren für andere Viren. Die neuen Ergebnisse "ergänzen unser Bild von der Virusfreisetzung um wichtige dynamische Informationen und stellen eine experimentelle Grundlage für den Eingriff in die Virusvermehrung dar", heißt es im Artikel. Letztendlich könnten sie aber auch einen Beitrag bei der Suche nach Wegen leisten, um die Ausbreitung des Virus zu stoppen.
Quality validation date: 2009-11-16

EU-finanzierte Forscher entwickeln neue Kunststoff-Lichtwellenleitertechnologie

Mon, 16 Nov 2009 00:00:01 GMT

Im Technologiebereich sind Kunststofflichtwellenleiter (Plastic Optical Fibre - POF) weiter auf dem Vormarsch. Eine Schlüsselrolle für ihren Erfolg hat das von der EU finanzierte Projekt POLYCOM ("Plastic optical fibres with embedded active polymers for data communications"). POLYCOM wurde mit 1,55 Millionen EUR unter dem Themenbereich "Technologien für die Informationsgesellschaft" (Information Society Technologies, IST) des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) der EU finanziert und hat den Einsatz von POF in optischer Datenverarbeitung, Ultra-High-Speed-LANs (lokale Netzwerke mit sehr hoher Geschwindigkeit) und neuen Sensorvorrichtungen gefördert. POF für Datenübertragung ist als Verbraucherversion von Glaslichtwellenleitern bekannt und wird in den Fernverbindungsleitungen weltweiter Telekommunikationsnetze verwendet. Flexible Kunststofffasern aus Polymethylmethacrylat (PMMA) mit einem Millimeter Kerndurchmesser sind einzigartig, denn ihre Herstellungskosten sind gering, ihre Installation ist einfach und störungsfrei und ihre Lichtübertragung lässt sich sicherer und leichter als Infrarotversionen warten. Der Nachteil ist ihre Einsatzbeschränkung auf Datenübertragungen für Kurzstrecken und mit niedriger Geschwindigkeit. "Die Anwendungsbereiche für POF und die als Grundlage dafür dienende optische Technologie sind breit gefächert, und ihre Weiterentwicklung über den derzeitigen Stand der Technik hinaus könnte für viele verschiedene Branchen in den nächsten Jahren von Vorteil sein", erklärte POLYCOM-Koordinator Guglielmo Lanzani von der Technischen Universität Mailand in Italien. Das POLYCOM-Konsortium besteht aus sechs Partnern aus Deutschland, Italien, Portugal und dem Vereinigten Königreich und schaffte es, den ersten vollständig optischen Hochgeschwindigkeitsschalter für POF-Netze überhaupt zu entwickeln. Dieses bahnbrechende Resultat wird den Forschungs- und Industriebedarf für schnelle optische Datenübertragung ankurbeln. Die Projektpartner testeten die Technik, indem sie zwei Lichtstrahlen aus einer Einzelpuls-Laserquelle in einem speziellen Kunststofflichtleiter verwendeten. Die physikalischen Eigenschaften des Kunststoffwellenleiters wurden mit fotoaktiven Polymeren zur Abänderung der Photonenübertragung chemisch abgewandelt oder dotiert. Den Forschern zufolge konnte ein Lichtimpuls zum Aufheben des anderen Lichtimpulses genutzt werden, da sie die Lichtimpulse in Raum und Zeit überlagerten. Letztendlich konnten sie ihn so von ein auf aus schalten und ein Datensignal übertragen. Außerdem konnte die Lichtabschaltung durch die spezifischen Eigenschaften des dotierten POF innerhalb von nur einigen hundert Femtosekunden (eine Femtosekunde entspricht einem Milliardstel eines Millionstels einer Sekunde) umgekehrt werden. "Dadurch werden nicht nur Datenübertragungsraten in POF-Netzen erhöht. Es könnte auch für Zeitmultiplexverfahren (TDM) zur Vergrößerung der Bandbreite optischer Netze über die mit modernen Wellenlängenmultiplex-Techniken möglichen hinaus genutzt werden", so Professor Lanzani. Wie die Partner berichteten, war der von ihnen für den vollständig optischen Schalter verwendete dotierte POF das Polyfluoren F8BT. Zudem gelang ihnen die Entwicklung mehrerer neuer Typen von dotiertem POF. "Insgesamt haben wir fünf oder sechs neue Materialgenerationen entwickelt und geprüft, was unter Verwendung unterschiedlicher Chemikalien zum Dotieren erfolgte, um deren optische Eigenschaften zu verbessern und eine sehr gute Dispersion des Dotiermittels im Polymer in verschiedenen Fällen zu erreichen", berichtete der Projektkoordinator. "Jedes Material hat verschiedene Eigenschaften, die es für verschiedene Anwendungen geeignet macht." In Forschung und Industrie wird derzeit die Nutzung von POF für die Entwicklung neuer Sensorvorrichtungen geprüft.
Quality validation date: 2009-11-16

MASIS-Bericht gibt eine Übersicht über Aktivitäten im Rahmen von Wissenschaft in der Gesellschaft in Europa

Mon, 16 Nov 2009 00:00:01 GMT

Die EU hat schon seit langer Zeit erkannt, wie wichtig es ist, dass die Europäische Forschung fest in der Gesellschaft verankert ist und auf deren Bedürfnisse eingeht. Im Siebten Rahmenprogramm (RP7) werden Anstrengungen zur Stärkung der gesellschaftlichen Dimension der Forschung im Programm "Wissenschaft in der Gesellschaft" kanalisiert. Dieses Programm unterstützt Aktivitäten mit Schwerpunkt auf der Governance des Forschungssystems, Ethik in der Forschung, Forschungsverantwortung, Einbeziehung der Öffentlichkeit in die Wissenschaft, Frauen in der Wissenschaft sowie der Förderung der wissenschaftlichen Bildung und Wissenschaftskommunikation. Jetzt hat die MASIS-Expertengruppe (Monitoring Activities of Science in Society in Europe) in einem Bericht die neuesten Entwicklungen und bereichsübergreifenden Themen bei Wissenschaft in der Gesellschaft in Europa aufgezeigt. Der Bericht richtet sich an politische Entscheidungsträger und Wissenschafter und soll zur Verwirklichung des Europäischen Forschungsraums (EFR) beitragen. Eine der wichtigsten Entwicklungen, die von der Gruppe ermittelt wurde, ist die Notwendigkeit eines europäischen Modells für Wissenschaft in der Gesellschaft. "Obwohl Gleichförmigkeit nicht das Ziel sein sollte, ist es doch möglich, dass Entwicklungen, Experimente und gegenseitiges Lernen ein europäisches Modell für die Wissenschaft in der Gesellschaft bilden", heißt es im Bericht. "Europa ist vielleicht weiter gekommen als andere Länder und Regionen und in diesem Sinne bietet es ein alternatives Modell: sich nicht vom Rest der Welt unterscheiden, aber dennoch eine führende Rolle einnehmen." "Europäische Institutionen neigen dazu, ihrer Öffentlichkeit eine aktivere und kreativere Rolle zuzuweisen und dadurch auch soziale Kapazitäten zu fördern", heißt es im Bericht weiter. Den Experten zufolge "kann und sollte" das EU-Programm "Wissenschaft in der Gesellschaft" zur Erschließung dieser Ideen beitragen. An anderer Stelle stellt der Bericht fest, dass eine Vielzahl von Diskussionen über Wissenschaft in der Gesellschaft auf der Frage beruhen, welchen Platz die Wissenschaft in der Gesellschaft einnehmen sollte. Diese Debatte sollte fortgesetzt und mithilfe von Experimenten sollten Spannungen auf diesem Gebiet abgebaut werden, raten die Experten. Gleichzeitig wird in der Wissenschaft immer stärker über deren Rolle und Auswirkungen nachgedacht. Die Autoren heben hervor, dass politische Entscheidungsträger mit Recht darauf hinweisen, dass die Verbindungen zwischen Wissenschaft, Innovation und Lebensqualität, die "politische Dimension [...] und die kulturellen und intellektuellen Dimensionen ebenfalls von Bedeutung sind". Bezüglich der Governance der Wissenschaft in der Gesellschaft bemerken die Autoren, dass sich neue Formen der Governance herausbilden. Hierzu gehören Diskussionen über eine verantwortungsvolle Entwicklung, die wachsende Bedeutung von Ethiken und Verhaltenskodizes sowie Experimente unter Einbeziehung der Öffentlichkeit. "Obwohl es hier Spannungen gibt, zeigen sie doch, dass wir nicht auf traditionelle Formen der Governance zurückgreifen müssen", betont der Bericht. Ein Teil der Debatte über Wissenschaft in der Gesellschaft dreht sich um Humanressourcen. Frauen sind weiterhin in vielen Bereichen der Wissenschaft unterrepräsentiert, während sich viele intelligente junge Leute gegen eine Forscherlaufbahn entscheiden. "Die Wertschätzung der Vielfalt und die Schaffung von Raum für die Einbeziehung von sozialem Kontext können zur Stärkung der Potenziale beitragen", heißt es im Bericht. Eine positive Bilanz wird im Abschnitt über die Wissenschaftskommunikation gezogen. Obgleich die traditionellen Massenmedien weiterhin die wichtigste Option für die Sensibilisierung für Wissenschaft sind, bietet das Internet immer einfacher Zugang zu wissenschaftlichen Informationen. Im Vorwort des Berichts schreibt der für Wissenschaft und Forschung zuständige EU-Kommissar Janez Potocnik: "Ich bin zuversichtlich, dass die Denkanstöße in diesem Bericht die Grundlage für Überlegungen und innovative Ideen dazu darstellen, wie die europäischen Gesellschaften interagieren und die Wissenschaft im Kontext eines wahren Europäischen Forschungsraums gestalten."
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Parlament plant gemeinsame EU-Maßnahmen zu neurodegenerativen Krankheiten

Fri, 13 Nov 2009 00:00:01 GMT

Das Europäische Parlament (EP) nahm am 12. November eine Entschließung über eine gemeinsame europäische Forschungsplanung zu neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson an, um finanzielle Ressourcen, Fähigkeiten und Wissen zu bündeln und optimalen Nutzen aus EU-übergreifenden Forschungsbemühungen zu ziehen. Jüngsten Daten zufolge leiden in Europa derzeit mehr als 7 Millionen Menschen an der Alzheimer-Krankheit und anderen Formen von Demenz, eine Zahl, die sich voraussichtlich bis 2020 noch verdoppeln wird, schätzen Experten. Da es zurzeit keine Heilungsmöglichkeiten gibt und das Wissen um Vorbeugung und Behandlung begrenzt ist, haben weitere Forschungen in diesem Zusammenhang oberste Priorität. Zudem wird der Zuwachs an Patienten die finanziellen Mittel Europas zusätzlich schröpfen. Allein für einen einzigen Patienten belaufen sich die Behandlungskosten auf 21.000 EUR, was im Jahre 2005 in Europa Gesamtkosten von fast 1,3 Milliarden EUR verursachte. Mit der Entschließung ruft das Parlament alle 27 Mitgliedstaaten auf, eine gemeinsame Forschungsagenda im Bereich neurodegenerativer Erkrankungen zu entwickeln. Dabei sollen auch epidemiologische Daten über die Alzheimer-Krankheit und andere Formen von Demenz verbessert werden. Tests für Frühdiagnostik, die Erforschung von Risikofaktoren (wie Umwelteinflüsse) und Kriterien für eine Frühdiagnose sind im Kampf gegen die Krankheit von entscheidender Bedeutung. Die Abgeordneten schlagen vor, groß angelegte epidemiologische und klinische Studien in staatenübergreifender Zusammenarbeit durchzuführen und betonen, wie wichtig ein fachgebietsübergreifender Forschungsansatz, eine umfassende Diagnose, Behandlung, Prävention und sozialwissenschaftliche Forschungen sind. Die Forschung solle zudem auch die Verbindung zwischen Alterungsprozess und Demenz sowie zwischen Demenz und Depression bei älteren Menschen prüfen. Forschungsprogramme sollten vor allem auf Prävention, Frühdiagnostik, Standardisierung von Diagnoseverfahren und den Aufbau umfassender Datenbanken setzen. Die Abgeordneten rufen die Kommission auf, die mit Demenzerkrankungen einhergehenden Probleme in allen EU-Präventionsmaßnahmen zu berücksichtigen. Die Mitgliedstaaten werden aufgefordert, Lebensweisen zu unterstützen, die die geistige Beweglichkeit fördern. In diesem Zusammenhang schlagen die Abgeordneten ein "Europäisches Jahr des Gehirns" vor mit Schwerpunkt auf altersbedingten Gehirnerkrankungen und dementsprechenden Präventionsmaßnahmen. Auch sollten bürokratische Hürden für das Pilotprojekt abgebaut werden, heißt es in der Entschließung. Besonders wichtig sei die Zusammenarbeit zwischen den Partnern des Pilotprojekts und der Industrie, sodass alle Beteiligten von den diversen Ressourcen und Fähigkeiten profitieren können. Die Mitglieder des Parlaments betonten, dass alle zukünftigen Initiativen im Rahmen gemeinsamer Forschungsaktivitäten unter der rechtlichen Zuständigkeit der Union im Bereich Forschung verabschiedet werden müssen, um das Mitbestimmungsrecht des Parlaments nach der Umsetzung des Lissabon-Vertrags zu gewährleisten. Zudem wurde Alzheimer als häufigste Ursache für Pflegebedürftigkeit herausgestellt, der durch entsprechende politische Maßnahmen in den Bereichen Forschung, Prävention und soziale Absicherung entgegengewirkt werden müsse. In diesem Zusammenhang folgte die Entschließung des Parlaments der Kommission, die die Mitgliedstaaten im Juli 2009 zur Bündelung ihrer Ressourcen und besseren Koordinierung ihrer Forschungsplanung im Kampf gegen Alzheimer und ähnliche Erkrankungen aufgerufen hatte. Der Vorschlag der Kommission wiederum folgte einer Empfehlung des Rates der Europäischen Union aus dem Jahre 2008 zum Start der gemeinsamen Programminitiative. "Wir wollen die Forschung unterstützen, damit sie eine größere Rolle bei der Bekämpfung gesellschaftlicher Herausforderungen wie Alzheimer und ähnlicher Erkrankungen spielen kann", sagte EU-Wissenschafts- und Forschungskommissar Janez Potocnik im Sommer dieses Jahres. "Dieser Ansatz ist eine Chance für die europäische Wissenschaft und eine Antwort auf eine der großen Herausforderungen unserer modernen Gesellschaft." Dazu sagte EU-Gesundheitskommissarin Androulla Vassiliou zu Beginn des Jahres: "Der Verlust geistiger Fähigkeiten durch Demenz ist mehr als nur eine normale Begleiterscheinung des Alterns. Und da die europäische Bevölkerung insgesamt altert, müssen wir zusammenarbeiten, um diese Phänomene besser verstehen und bekämpfen zu können. Wir müssen den Demenzkranken unsere Solidarität zeigen, indem wir Informationen über bewährte Pflegepraktiken zur Verfügung stellen und die Rechte und Würde des Patienten respektieren."
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Erforschung des Stoffwechsels von Schaben

Fri, 13 Nov 2009 00:00:01 GMT

Ein teilweise EU-finanziertes Forscherteam aus Spanien brachte neue Einzelheiten zur Physiologie der Schabe ans Licht. Ihre Erkenntnisse sind im Online-Fachblatt "PLoS Genetics" (Public Library of Science) nachzulesen und sollen zur Entwicklung neuer Bekämpfungsstrategien gegen diese Schädlinge beitragen. Neben finanzieller Unterstützung durch die spanische Regierung wurde die Studie durch das Projekt CRAB (Combating resistance to antibiotics) unter der Thematik "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) und durch das Projekt TARPOL (Targeting environmental pollution with engineered microbial systems a la carte) des Siebten Rahmenprogramms (RP7) gefördert. Die Studie beschreibt die Genomsequenz des Bakterienstamms Blattabacterium Bge, der im Darm der Deutschen Schabe (Blatella germanica) lebt. Der sogenannte Endosymbiont lebt, wie der Name schon sagt, in Symbiose mit seinem Wirt, d.h. in spezialisierten Zellen seines Darmfettgewebes und ist dafür zuständig, Stickstoff in Form von Ammoniak aus dem Insektenkörper auszuscheiden. Der Metabolismus von Blattabacterium "verläuft nach einem scheinbar ineffizienten Prinzip: unter hohem Energieaufwand werden bakterielle Enzyme gebildet, die alle das gleiche Molekül abbauen - und zwar Urea", wie Dr. Amparo Latorre, einer der Forschungsleiter, von der Universität Valencia erläutert. In vielen Organismen ist Urea (Harnstoff) ein Endprodukt des Stoffwechsels von Stickstoffverbindungen und wird meist über den Urin ausgeschieden. Urea entsteht in den meisten Organismen durch Oxidierung von Aminosäuren oder aus Ammoniak. Bei der Deutschen Schabe übernimmt der Endosymbiont Blattabacterium diese Aufgabe. Doch auch bei anderen Insekten sind solche Prozesse hinlänglich bekannt. "Bakterielle Endosymbionten von Insekten verbessern wesentlich die Nährstoffaufnahme ihrer Wirte", heißt es in der Studie. "In einigen Fällen, beispielsweise bei Blattläusen und Tsetse-Fliegen, regulieren Endosymbionten den Stoffwechsel des Wirts, indem sie Nährstoffmängel ausgleichen. Bei den allesfressenden Riesenameisen sorgen die Bakterien für die Stickstoffausscheidung." Dies ist auch der Fall bei Blattabacterium in Schaben. Wie die Forscher herausfanden, weisen Riesenameisen und Schaben einen erstaunlich ähnlichen Stoffwechselmechanismus auf, dessen Evolution wahrscheinlich völlig unabhängig voneinander verlief, da es sich bei den Endosymbionten um zwei weit entfernte Bakterienstämme handelt. "Dies illustriert sehr gut die evolutionäre Konvergenz zweier Endosymbionten, die sehr verschiedenen Bakterienstämmen (phyla) angehören und ihre Funktionen auf sehr ähnliche Weise ihrem Wirt angepasst haben", so die Studie. Abschließend bemerkt Dr. Latorre, dass "das bessere Verständnis der evolutionären Mechanismen symbiotischer Insekten-Bakterien-Beziehungen nicht nur dazu beitragen kann, die grundlegende Physiologie und das Verhalten der Wirtstiere aufzuklären, sondern auch neue Bekämpfungsstrategien zu entwickeln."
Quality validation date: 2009-11-13

Forscher erstellen Stammbaum von Wiederkäuern

Fri, 13 Nov 2009 00:00:01 GMT

Ein internationales Forscherteam erstellte einen "Stammbaum" für lebende und ausgestorbene Wiederkäuerarten. Die im Fachblatt PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) veröffentlichten Ergebnisse ermöglichen eine Verknüpfung des Erbguts verschiedener Arten. Bereits seit Längerem war die Wissenschaft davon ausgegangen, dass die höheren Wiederkäuer mit der Bezeichnung "Pecora" (Stirnwaffenträger) sich im mittleren Eozän in fünf verschiedene Arten aufgespalten hatten: Gabelhornträger (Antilocapridae), Hornträger (Bovidae), Hirsche (Cervidae), Giraffenartige (Giraffidae) und Moschushirsche (Moschidae). Wie jedoch der genaue evolutionäre Entwicklungsverlauf von Pecora vor sich ging, war bislang schwer nachzuvollziehen. Trotz der offensichtlichen Unterschiede zwischen Giraffen und Bisons beispielsweise entdeckten die Forscher bei diesen Arten gemeinsames Erbgut. Das Forscherteam unter Leitung der Universität Missouri, Vereinigte Staaten, untersuchte eine Punktmutation (Einzelnukleotid-Polymorphismus, SNP), die mithilfe einer Genotypisierungsplattform für eine bestimmte Art entdeckt worden war. Anhand dieser Punktmutation kann DNA (Desoxyribonukleinsäure) einer ausgestorbenen Art typisiert werden und auch DNA von Arten, die vor 29 Millionen Jahren divergierten. Der in der Studie gewählte Ansatz könnte dazu beitragen, schnell und kostengünstig Daten über evolutionäre Zusammenhänge zwischen den Arten zu generieren und auf diese Weise die Erforschung der Evolution und Domestizierung von Arten zu beschleunigen. "Wir untersuchten 678 verschiedene Exemplare, die 61 Arten angehörten und setzten hierfür einen neuen SNP-Chip des Herstellers Illumina zur Typisierung von Rindern ein, um hochwertige Genotypen bei Arten zu generieren, für die der Chip ursprünglich nicht konzipiert war", erklärte Jerry Taylor, Professor für Genetik und Tierwissenschaft an der Universität Missouri und Leiter der Studie. Den Forschern zufolge sei es nun möglich, mit den SNP-Chips viele spezifische Positionen im Genom der Tiere gleichzeitig zu lokalisieren. Anhand dieser Analysen können die Forscher die DNA-Basensequenzen dieser Positionen identifizieren. "Wir waren überrascht, dass der Chip derart aussagefähige Daten für Arten generieren kann, die so stark von Kühen divergierten", erklärte Professor Taylor. "In weniger als einer Woche generierten wir fünfmal soviel Daten, wie zuvor für die Erstellung eines 'Stammbaums' benötigt wurde." Die Forscher aus Australien, Kanada, Finnland, Kenia, Südkorea, dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten demonstrierten außerdem den Einsatz von Hochdurchsatzverfahren zur Genotypisierung fossiler DNA-Proben. Sie genotypisierten Parallelproben aus einem fossilen Bisonknochen und wiesen nach, dass Bison priscus (Steppenwisent) mit dem heutigen Bison verwandt war. "Unseren Ergebnissen zufolge ist es tatsächlich möglich, die Genauigkeit von Genotypen aus fossilen Proben zu beurteilen, indem man die Position der Art in einem detaillierten Stammbaum untersucht. Auf diese Weise können Proben, die unzuverlässige Genotypen ergeben, identifiziert und von weiteren Analysen ausgeschlossen werden", sagte Professor Taylor. Wir analysierten mit dem Chip 48 identifizierte Rinderrassen und erstellten einen Stammbaum, der auf Ähnlichkeiten bzw. Unterschieden der DNA von Vertretern unterschiedlicher Rassen basierte. Daraus konnten wir dann die weltweite Geschichte der Rinderdomestizierung und Daten zur jeweiligen Rasse ableiten", wie er hinzufügte. Auswanderungswellen aus dem Fruchtbaren Halbmond (einer Region im Nahen Osten, von der aus die Besiedlung des Nahen Ostens und des Mediterranen Beckens begann) spielten wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Domestizierung europäischer Rinder, heißt es in der Studie. Nach und nach breiteten sich diese domestizierten Rinder über die Türkei, den Balkan und Italien und von dort über Mitteleuropa und Frankreich bis auf die Britischen Inseln aus. Professor Taylor hält es für möglich, dass sich diese Technologie auch zur Erforschung der Evolution von Menschen und Pflanzen eigne. Zudem eröffnen sich damit Möglichkeiten, die Evolution von Genomen und biologischen Funktionen aus phylogenetischer Sicht zu erforschen (Phylogenese: die Erforschung der stammesgeschichtlichen Entwicklung zwischen verschiedenen Organismen), fügte er hinzu. Professor Taylor zufolge könne die Studie auch dazu beitragen, geeignete Tiermodelle zur Erforschung menschlicher Krankheiten zu entwickeln. "Seit jeher war man an der Rekonstruktion unserer Abstammungsgeschichte interessiert", sagte er. "Unsere Studie läuft im Wesentlichen genau darauf hinaus, mit dem Unterschied, dass wir nun Millionen von Jahren zurückgehen und Verwandte einbeziehen können, die längst verstorben sind."
Quality validation date: 2009-11-13