Aus der Forschung
11 | November 2017 Artikel versenden Artikel drucken

Ergründet und entdeckt

Vera Müller

Nobelpreise 2017

Den Nobelpreis für Physiology oder Medizin erhalten in diesem Jahr drei US-Wissenschaftler für die Erforschung von Funktion und Kontrolle der Inneren Uhr. Ausgezeichnet werden Jeffrey Hall, Michael Rosbash und Michael Young. Ihre Entdeckungen erklärten, wie Pflanzen, Tiere und Menschen ihren biologischen Rhythmus so anpassten, dass er mit dem Tag-Nacht-Rhythmus der Erde übereinstimme, teilte das Karolinska-Institut in Stockholm mit. In praktisch jeder Körperzelle liefen Prozesse ab, die einem 24-Stunden-Rhythmus folgten. Die drei geehrten Wissenschaftler isolierten 1984 bei Fruchtfliegen ein bestimmtes Gen, das den Tagesrhythmus steuert. Hall und Rosbash fanden dann heraus, dass das dazugehörige Protein in den Zellen nachts angereichert und am Tag abgebaut wird. Einige Jahre später entdeckte Young zwei weitere Proteine, die für die Stetigkeit der Inneren Uhr von großer Bedeutung sind.

Für den direkten Nachweis von Gravitationswellen erhalten der gebürtige Deutsche Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne den Nobelpreis für Physik. Sie waren maßgeblich am Aufbau des Detektors Ligo in den USA beteiligt, an dem 2015 erstmals Gravitationswellen registriert wurden. Gravitationswellen sind Erschütterungen der Raumzeit. Sie entstehen, wenn Massen stark beschleunigt werden – etwa beim Verschmelzen Schwarzer Löcher oder der Explosion von Sternen. Die US-Physiker Kip Thorne und Rainer Weiss entwickelten seit den 1970er Jahren die grundlegende Technik, mit der die Wellen gemessen wurden. Barry Barish perfektionierte die Technologie. Forscher wollen die Gravitationswellen nutzen, um mehr im All zu erspähen als je zuvor.

Für die Entwicklung einer neuen Mikroskopie-Technik, die winzige Biomoleküle im Detail sichtbar macht, bekommen drei Forscher den Nobelpreis für Chemie. Der Schweizer Jacques Dubochet, der Deutsch-Amerikaner Joachim Frank und der Brite Richard Henderson hätten die Biochemie mit der Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-­EM) in eine neue Ära geführt, hieß es bei der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Stockholm. Die Technik werde in den kommenden Jahren unter anderem die Entwicklung von Medikamenten revolutionieren, sind Experten überzeugt. Sie ist eine Weiterentwicklung der Elektronenmikroskopie, die bereits Anfang der 1930er Jahre erfunden wurde.
dpa

Herzrhythmusstörung

Vorhofflimmern tritt bei Männern im Mittel etwa zehn Jahre früher auf als bei Frauen. Eine große europäische Studie zeigt, dass die Herzrhythmusstörung sich bei Männern ab dem Alter von 50 Jahren zu häufen beginnt, bei Frauen dagegen erst ab 60. Im Alter von 90 Jahren ist die Häufigkeit bei beiden Geschlechtern wieder ausgeglichen. Mediziner des Universitätsklinikums Eppendorf hatten dazu Daten von vier europäischen Langzeitstudien ausgewertet. Die insgesamt gut 79 000 Männer und Frauen zwischen 24 und 97 Jahren hatten anfangs keine derartigen Probleme und wurden nach Studienbeginn im Mittel 12,4 Jahre lang beobachtet. Insgesamt schätzten die Forscher, dass etwa ein Drittel aller Männer und Frauen im Lauf ihres Lebens die Rhythmusstörung entwickelt. Die Daten zeigten, dass Vorhofflimmern das Sterberisiko im Vergleich zum Durchschnitt der übrigen Gleichaltrigen um mehr als den Faktor 3,5 steigerte, und zwar bei beiden Geschlechtern. Risikofaktoren für Vorhofflimmern waren vor allem Fettleibigkeit, Bluthochdruck, koronare Herzerkrankung und hohes Alter. Diabetes 2 zählte dagegen überraschend nicht dazu.
Christina Magnussen et al., DOI: 10.1161/circulationaha.117. 028981; dpa

Drastischer Schwund

Die Zahl der Insekten ist in Teilen Deutschlands erheblich zurückgegangen. In den letzten 27 Jahren nahm die Gesamtmasse um mehr als 75 Prozent ab, berichten Wissenschaftler der niederländischen Radboud University in Nijmegen. Für ihre Studie hatten sie Daten von ehrenamtlichen Insektenkundlern ausgewertet, die aus 63 Schutzgebieten in Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und in Brandenburg stammten. Demnach war der Verlust in der Mitte des Sommers, wenn am meisten Insekten herumfliegen, mit 82 Prozent am größten. Auf der Suche nach möglichen Gründen für den Insektenschwund untersuchten die Wissenschaftler etwa den Einfluss von Klimafaktoren, der landwirtschaftlichen Nutzung und bestimmter Lebensraumfaktoren. Die Analyse hätte jedoch keine eindeutige Erklärung gebracht. Alle Experten seien sich einig, dass die Folgen und das geografische Ausmaß dringend genauer erforscht werden müssten.

Unterdessen berichtete der Naturschutzbund (Nabu), dass auch die Zahl der Vögel stark zurückgegangen ist. Binnen zwölf Jahren seien 12,7 Millionen Brutpaare verloren gegangen. Das sei ein Minus von 15 Prozent. Laut Nabu sei anzunehmen, dass die intensive Landwirtschaft der maßgebliche Treiber für diesen massiven Rückgang sei. Besonders stark seien „Allerweltsvögel“ wie der Star, der Haussperling, das Wintergoldhähnchen oder der Buchfink betroffen (s. Grafik). Sie fänden in der Agrarlandschaft keine Überlebensmöglichkeiten mehr. Der Nabu wertete den Angaben zufolge Daten der Jahre 1998 bis 2009 aus, die die Bundesregierung 2013 an die EU meldete. Bislang hätten jedoch die Entwicklungen bei einzelnen Arten im Fokus gestanden – und nicht die Summe. Ein Zusammenhang mit dem Insektensterben sei laut Nabu „sehr wahrscheinlich, denn fast alle betroffenen Arten füttern zumindest ihre Jungen mit Insekten“.
Caspar Hallmann et al., DOI: 10.1371/journal.pone.0185809; dpa; Nabu

Nanopartikel

Nanopartikel können im menschlichen Körper große Wirkung entfalten – positive zum Beispiel als Medikamententransporter, aber auch negative, indem sie einige Lungen- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen mitverursachen oder verstärken können. Seit einigen Jahren mehren sich zudem Hinweise, dass bestimmte Nanopartikel Nervengewebe schädigen können. Wissenschaftler hätten nachgewiesen, dass allerkleinste Partikel aus Abgasen bei Mäusen mit Alzheimer verbundene Effekte auslösen könnten. Auch Demenzformen würden mit Nanopartikeln aus der Verbrennung in Verbindung gebracht. Verallgemeinern ließe sich das jedoch nicht. Befunde, die für verbrennungsgenerierte, luftgetragene Nanopartikel gelten würden, seien nicht unbedingt auf Nanopartikel übertragbar, die gezielt eingesetzt würden. Letztere seien in der Regel nicht in der Atemluft enthalten. Tatsächlich gebe es eine unglaubliche Vielzahl von Nanopartikeln, der Begriff beschreibe alle Objekte mit einer Größe zwischen 1 und 100 Nanometer. So machten z.B. winzige Keramikpartikel Lacke kratzfest. Zinkoxid-Nanoteilchen verleihen Sonnencreme eine höhere Schutzwirkung und Salz riesele dank Siliziumdioxid-Zwergen besser. Nanopartikel könnten komplett harmlos sein oder auch nicht. Und ständig würden neue geschaffen. Bereits in der Entwicklung von neuen Nanomaterialien solle nun gewährleistet werden, dass die Teilchen sicher sind. Eine Möglichkeit sei, die Partikel so in Materialien einzubinden, dass sie nicht in die Luft gelängen.
dpa; www.nanosafety2017.de; Leibniz-Forschungsverbund Nanosicherheit; Roel Schins et al.

Biertrinken macht glücklich

Ein Inhaltsstoff von Bier aktiviert nach Erkenntnissen von Forschern der Universität Erlangen-Nürnberg das Belohnungszentrum im Gehirn. Der Stoff Hordenin, der auch in Gerstenmalz vorkommt, wirke ähnlich wie der als „Glückshormon“ bekannte körpereigene Neurotransmitter Dopamin. Beide beeinflussten den sog. Dopamin-D2-Rezeptor im Gehirn. Ob die im Bier enthaltenen Hordenin-Mengen jedoch für eine spürbare Beeinflussung des Belohnungszentrums ausreichend sind, untersuchen die Forscher zurzeit noch. Insgesamt deuteten die Ergebnisse aber darauf hin, dass Hordenin zum stimmungssteigernden Effekt von Bier beitragen könnte. Möglicherweise sei es die Kombination aus Hordenin und Alkohol, warum Bier so zufrieden mache. Derzeit laufen Studien, in denen die Forscher herausfinden wollen, wie viel Hordenin in Bier enthalten ist und wie viel davon letztlich im Gehirn ankommt. Ein einzelner Stoff, der sozusagen glücklich mache, sei bislang in keinem Lebensmittel gefunden worden. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass es meist eine Kombination aus Stoffen ist, die zu einem Zufriedenheitsgefühl führt – bei Chips z.B. seien es Kohlenhydrate und Fett.
Monika Pischetsrieder et al., DOI: 10.1038/srep44201; dpa


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