KNS010 – Katzenbeschäftigungstherapie

Diesmal erklären Katrin & Mariëlle, weshalb die kambrische Artenexplosion Darwin den Schlaf raubte und mit welcher neuen Technik sich Winzer das Leben ein bisschen leichter machen könnten. Außerdem gibt es Neues zu berichten über Methoden zur Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung, und zur Bekämpfung eines gefährlichen Krankenhauskeims mittels eines Bakteriums und einer genialen Idee. Und wer immer schon wissen wollte, weshalb manche Mäuse keine Angst vor Katzen haben: Unbedingt Reinhören!

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Diesmal erklären Katrin & Mariëlle, weshalb die kambrische Artenexplosion Darwin den Schlaf raubte und mit welcher neuen Technik sich Winzer das Leben ein bisschen leichter machen könnten. Außerdem gibt es Neues zu berichten über Methoden zur Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung, und zur Bekämpfung eines gefährlichen Krankenhauskeims mittels eines Bakteriums und einer genialen Idee. Und wer immer schon wissen wollte, weshalb manche Mäuse keine Angst vor Katzen haben: Unbedingt Reinhören!

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Sendungsnotizen

Wissenschaftsnachrichten
Parasiten, Mäuse, Katzen

Ingram WM, Goodrich LM, Robey EA, Eisen MB (2013) Mice Infected with Low-Virulence Strains of Toxoplasma gondii Lose Their Innate Aversion to Cat Urine, Even after Extensive Parasite Clearance. PLoS ONE 8(9): e75246.
Toxoplasma gondii (Parasit & Protozoon): Endwirt sind Katzen, Zwischenwirte alle möglichen Wirbeltiere. ~1/3 der Menschheit ist infiziert.
Der Parasit reduziert nachweislich die angeborene Angst von Nagetieren vor Katzen
Die Studie in PloS ONE zeigt nun, dass dieser Effekt auch dann noch anhält, wenn der Parasit nicht mehr nachweisbar ist
Im Menschen ist die Infektion korreliert mit Verhaltensänderungen und Schizophrenie
Verdacht: Schizophrenie hängt zusammen mit der übermäßigen Produktion des Neurotransmitters Dopamin im Gehirn
Experiment: Infektion von Mäusen mit Toxoplasma

Verlust von Angst vor Katzen
Parasiten waren modifiziert, so dass sie eine Immunreaktion hervorrufen -> die Mäuse überstanden die Infektion, und nach 4 Monaten war im Gehirn nichts mehr nachweisbar
Die Furchtlosigkeit aber blieb: dauerhafte Änderung der Hirnstruktur?
Zweifel: Sind tatsächlich die Zysten verantwortlich für die gesteigerte Dopamin-Produktion?

Was heißt das für die Bekämpfung von Schizophrenie? Die Entwicklung von Zysten-zerstörenden Medikamenten könnte keinen Effekt haben.
Wie also hängt die Infektion mit Toxoplasma überhaupt mit Schizophrenie zusammen?

Von Bioabfall in 10 Minuten (!) zu Braunkohle

bekannt: hydrothermale Karbonisierung & Pyrolyse (Nachteile: Überdruck notwendig, langsam)
neu: BSP = Biomass steam processing (Vorteile: Atmosphärendruck reicht; geringere Kohlenstoffverluste; Wassergehalt egal; trotzdem schneller)
Verkohlung der Biomasse durch Bedampfen mit 250-400°C heißem, “trockenen” Wasserdampf
<30% Verlust von Kohlenstoff-haltigen Gasen durch Rückführung im Reaktor
Einlagerung (“CCS 2.0″) oder CO2-neutrale Verbrennung der “Biokohle”
Weiterverarbeitung möglich, z.B. zu Aktivkohle (Katalysator)
Gesamtökobilanz noch unklar

Die evolutionäre Uhr tickte früher schneller

Darwin hatte ein theoretisches Problem: Er konnte die ‘kambrische Explosion’, die Entstehung einer großen Artenvielfalt scheinbar aus dem Nichts, mit seiner Evolutionstheorie nicht erklären
Man kann anhand von morphologischer & genetischer Variation zwischen zwei Organismen die Mutationsrate bestimmen (Wie schnell tickt die evolutionäre Uhr?)
Forscher haben das nun für die kambrische Explosion getan

Untersuchung der Arthropoden (Gliederfüßer): 62 Gene, 395 morphologische Charakteristika, z.B. für Hundert- und Tausendfüßer
in den basalen Gliedertiergruppen änderte sich der genetische Code um 0.117% pro 1 Mio Jahre
das ist 5.5-mal so schnell als in modernen Gruppen von Gliedertieren (z.B. Insekten)

Erklärung für die schneller tickende Uhr: Anatomie & Gene entwickelten sich zur gleichen Zeit und die evolutionäre Erfindung von z.B. Kiefern und Exoskeletten eröffneten neue, unbesetzte Nischen -> schnelle Radiationen

Infrarotspektroskopie in der Weinherstellung

Problem: manuelle Probennahme & -aufbereitung in Winzerei zu langsam
Lösung: Nahinfrarotspektrometer ermittelt Inhaltsstoffe der Traubenmaische im Vorbeifließen
Spektroskopie allg.: elektromagnetische Strahlung regt Moleküle in der Probe zum Schwingen an => Abgleich der gemessenen Schwingungen mit Datenbank bekannter Substanzen
Kalibrierung nötig & möglich: auf Substanzen von Interesse, Anbaugebiet, Jahrgang etc.
neue Möglichkeiten: schnellere Qualitätskontrolle & kontinuierliche Überprüfung des Gärprozesses

Spezialagent in Ausbildung

Pseudomonas aeruginosa ist gefürchtet. Es ist klein, weit verbreitet, und mittlerweile resistent gegen eine ganze Reihe von Antibiotika. Die gefährlichste Waffe: Lungenentzündung. Besonders perfide: Kolonien von P. aeruginosa schützen sich mit einer für Antibiotika undurchdringlichen Schleimschicht.
Matthew Chang hat sich an die Ausbildung eines Spezialagenten gegen P. aeruginosa gewagt. Gestatten: coli, Escherichia coli.
Diese spezielle Form des genetisch modifizierten E. coli-Bakteriums hat es in sich:

Es hat einen Sensor für ein Messenger-Protein, das P. aeruginosa zur Kommunikation benutzt (quorum sensing), und kann daher die Kolonie aufspüren (chemotaxis)
Gleichzeitig aktiviert das Protein das Waffenarsenal:

Das Enzym DNAse I greift die Schleimschicht an und macht sie durchlässig
Das Peptid Microcin S tötet die Erreger

Das funktioniert in Mäusen fantastisch, und wirkt innerhalb von Stunden
Vorteil gegenüber Antibiotika:

gezielt und dadurch harmlos gegenüber benigner Bakterienflora
kommt selbst gegen Biofilme an
Präventivschläge sind möglich

Was hindert uns daran, es bereits jetzt einzusetzen?

Es ist ein genetisch modifizierter Organismus und unterliegt somit strengsten Kontrollen
viele Tests sind notwendig, um die Wirksamkeit beim Menschen zu bestätigen und Gefahrenquellen auszuschließen

Kurzmeldung: Bound for Glory

Die Entwicklung eines Impfstoffes gegen das HI-Virus wird schon seit 30 Jahren sehnsüchtig erwartet. Dummerweise ist das Virus hoch variabel und bietet kaum Angriffspunkte.
Jetzt haben Forscher einen Antikörper entdeckt, der gegen über 100 HI-Virenstämme zu funktionieren scheint!
Jetzt muss man nur noch einen Impfstoff finden, der die Produktion dieser ‘broadly neutralizing antibodies’ stimuliert…

UN-Bericht über Chemiewaffeneinsatz in Syrien nennt keine Verantwortlichen

höre KNS009 für Vorgeschichte
Arbeitsweise der Inspektoren offenbar streng wissenschaftlich: keine unbeweisbaren Schlussfolgerungen
faktische Ansatzpunkte: Einschlagswinkel und -richtung, technische Merkmale der Munitionsreste
militärisches Wissen über Abschussstelle, Verfügbarkeit der Munition, etc. nötig für Schlussfolgerung auf Verantwortliche
(voll realisiertes) Risiko: Interpretationsspielraum, siehe Tagesschau-Meldung:

Russland und Frankreich kommen trotz des UN-Berichts zu völlig verschiedenen Schlussfolgerungen […]

Empfehlungen

Blog des Virologen Jonas Waldenström
Nerds.fm Folge 11 erklärt die Funktionsweise eines Planetariums
DRadio-Sendung “Über Schubladen – Biologen kämpfen mit dem Art-Begriff” (Dank an @blackmac42!)
generelle Empfehlung für “Wissenschaft im Brennpunkt” (Podcast-Feed)

Nachrichtenquelle

BIOPRO: Biotechnologie und Life Sciences Portal Baden-Württemberg (@BIOPRO_BW auf Twitter)

Hausmeisterei

aFlattr nicht mehr für Unterstützung nutzbar => bei Amazon beschweren
Warum haben wir eine Eule im Logo? Instant-Erratum: Das Logo der Max-Planck-Gesellschaft stellt allerdings ihr römisches Gegenstück Minerva dar.
Es gab Beschwerden über Geschwurbel und wenig zielstrebigere Erklärungen. Hier sind unsere Verbesserungsvorschläge. Kommentare willkommen!

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