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Warum und wie wird die DNA repariert? – Chemie-Nobelpreis 2015

Hier kommt der versprochene Beitrag zum Chemie-Nobelpreis 2015, der an Tomas Lindahl, Aziz Sancar und Paul Modrich für ihre Entdeckung von DNA-Reparaturmechanismen verliehen wurde.

In meinem letzten Beitrag habe ich euch unsere Erbsubstanz, die Desoxyribonukleinsäure, kurz DNA, vorgestellt und auch gezeigt, wie aus der Information auf der DNA über die mRNA (Boten-RNA) in den Ribosomen Proteine (Eiweiße) hergestellt werden. Fehler in der DNA oder der mRNA können dazu führen, dass die hergestellten Proteine nicht mehr funktionieren. Wenn viele Fehler auftreten, wäre ein vielzelliger Organismus (Menschen, Tiere, Pflanzen) nicht mehr lebensfähig. Deshalb wurde zunächst angenommen, dass die DNA besonders stabil ist. Andererseits weiß man, dass z. B. Sauerstoff und Licht, sehr aggressiv sind. Rostiges Eisen oder auch vergilbte Zeitungen hat bestimmt jeder schon gesehen. Weiterhin ist daran zu denken, dass jeder „Vielzeller“ sein Leben mit einer einzigen Zelle beginnt, die immer wieder geteilt wird. Bei jeder Zellteilung wird die DNA geteilt und wieder verdoppelt. Auch hier stellt sich die Frage, wie fehlerfrei dieser Mechanismus funktioniert.

Tomas Lindahl fand heraus, dass die DNA doch nicht so „unangreifbar“ war, wie bis zu diesem Zeitpunkt angenommen. Andererseits funktionieren Menschen, Tiere und Pflanzen in der Regel recht gut, 😉 was darauf hinweist, dass es nicht auf allzu viele Fehler in der DNA gibt.

Die Frage war damit also: Was passiert mit den fehlerhaften DNA-Stellen? Um das Problem zu vereinfachen, sucht man nach möglichen Modellen. Eine Bakterienzelle besitzt eine ringförmige DNA, aber die Bakterien-DNA hat einen vergleichbaren Aufbau mit den Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin.

Ich habe hier mein Bild der Basenpaarung: Adenin – Thymin, Guanin – Cytosin.

DNAstruktur

DNA-Modell mit Zucker, Phosphat und den Basen Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin

Der nächste Ansatzpunkt für die Suche nach dem „Reparaturwerkzeug“, war die Tatsache, dass Cytosin schnell eine Aminogruppe verliert und damit zur Base Uracil wird. Uracil findet man in der RNA als Partner von Adenin. Damit würde dieser Fehler bei einer DNA-Verdoppelung dazu führen, dass anstelle von Guanin nun Adenin in den neuen DNA-Strang eingebaut wird. Mit diesem Startpunkt gelang es den Mechanismus für die sogenannte Basenexzisionsreparatur entschlüsseln. Es sind mehrere Enzyme (erkennbar an der Endung -ase) an diesem Mechanismus beteiligt.

Spezifische Enzyme (DNA-Glykosylase) erkennen die Fehler, z. B. Uracil statt Cytosin,  und schneiden die Base heraus. Die AP-Endonuklease entfernt Zucker und Phosphatrest. Das fehlende DNA-Stück wird durch das Enzym DNA-Polymerase synthetisiert und die DNA-Ligase baut es in den DNA-Strang ein. Das Video von Joan Foxton zeigt diesen Mechanismus.

Aziz Sancar hat untersucht, wie Schäden an der DNA, die durch UV-Strahlen entstanden sind, repariert werden. Sancar hat die UV-Reparatursysteme zunächst an Bakterien untersucht. Diese Bakterien verfügten bekannterweise über einen lichtabhängigem und einen lichtunabhängigen UV-Reparaturmechanismus. Er entschlüsselte den lichtunabhängigen Mechanismus mit Hilfe von drei UV-empfindlichen Bakterienkulturen, die unterschiedliche Mutationen aufwiesen. Er fand drei unterschiedliche Enzyme, die die beschädigte Stelle finden und reparieren.

Durch die UV-Strahlung können zwei nebeneinanderliegende Thyminbasen eine Bindung eingehen, was zur Folge hat, dass der Strang aus Zucker und Phosphatrest eine Art Buckel bildet. Die Enzyme finden diese Buckel und schneiden die Basen großzügig um die beschädigte Stelle (Entfernung von 12 Basen) heraus. Die DNA-Polymerase ergänzt das DNA-Stück wieder und die DNA-Ligase baut es in den Strang ein. Diese UV-Reparatur funktioniert auch beim Menschen ähnlich.

DNA_Licht

Durch UV-Licht gehen 2 benachbarte Thyminbasen eine Bindung ein

Paul Modrich hat sich mit der Reparatur von Fehlern, die bei der Verdopplung der DNA auftreten (Basenpaarungsfehlern, mismatch-Reparatur), beschäftigt. Bei dieser DNA-Replikation, die bei jeder Zellteilung stattfindet, dient jeweils ein „alter“ DNA-Strang als Vorlage und wird durch die Arbeit der DNA-Polymerase ergänzt. Bei der großen Anzahl der Basen können auch hier Fehler auftreten. Das bedeutet, dass gegenüber von Adenin nicht Thymin, sondern z. B. Cytosin eingebaut wird. Die wichtige Frage lautet, wie stellt das Reparaturenzym fest, welche Base die „richtige“ ist und welcher der Original-DNA-Strang. Die Antwort ist, dass der Vorlage-DNA-Strang durch das Enzym Dam-Methylase mit einer Methylgruppe markiert wird. Damit wird der Fehler im nicht-markierten Strang entfernt und korrigiert. Auch diese Arbeiten wurden zunächst an Bakterien durchgeführt. Bei Untersuchungen an menschlichen Zellen zeigte sich, dass es dort einen anderen Mechanismus geben muss.

Das Youtube-Video von Ted-ed zeigt zum Abschluss eine Zusammenfassung der verschiedenen DNA-Reparaturmechanismen.

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Kann man DNA wirklich schneiden?

Eigentlich sollte sich mein nächster Blogbeitrag um den Chemie-Nobelpreis und die DNA-Reparaturmechanismen drehen. Da jedoch auch in anderen Beiträgen, wie im Blog des Lindau Nobel Laureate Meetings zur Genchirurgie bzw. hier zu Mini-Schweinen, fleißig an der DNA „herumgeschnippelt“ wird/wurde, gibt es zuerst einen allgemeinen Beitrag zur Erbsubstanz und ihrer Funktion.

Ich fange natürlich mit ein wenig chemischem Basiswissen an. 🙂 Papier ist nur 2-dimensional und so fehlt bei gezeichneten Molekülen die Räumlichkeit. Kohlenstoff (wie hier im Methan) kann 4 Bindungen eingehen und bildet räumlich gesehen eine Pyramide mit dreieckiger Grundfläche – einen Tetraeder. Als Beispiel für die räumliche Struktur habe ich mit der Software ChemSketch von ACDlabs (mein Tipp für alle, die im Chemieunterricht beeindrucken wollen 😉 ) Vitamin C gezeichnet. Ihr seht unten die 3D-Animation.

Für die Anordnung der Moleküle im Raum spielt neben der festen kovalenten Bindung (Elektronenpaarbindung) die Wasserstoffbrückenbindung eine wesentliche Rolle. Das einfachste Beispiel ist das Wasser H2O. Der Sauerstoff zieht die negativ geladenen Elektronen der Bindung mehr zu sich, so dass eine leichte Verschiebung der Ladung erfolgt. Das wird in der Summenformel mit einem „delta minus“ beim Sauerstoff bzw. „delta plus“ beim Wasserstoff gekennzeichnet. Da sich unterschiedliche Ladungen anziehen, bilden sich die Wasserstoffbrückenbindungen aus. Man sieht die Kraft der Bindungen, dass Wasser trotz des geringen Molekulargewichtes einen recht hohen Siedepunkt hat. Das bedeutet, dass man zusätzlich Energie aufwenden muss, um ein Wasser-Molekül von den anderen zu lösen und in den gasförmigen Zustand (Dampf) zu überführen.

Ich habe hier ein Youtube Video zur chemischen Bindung von snuggliepuppy für euch gefunden. Hier werden ionische Bindung, kovalente Bindung und die polare kovalente Bindung (wie z. B. im Wasser) sehr anschaulich erklärt. 🙂

Nach der Betrachtung der kleinen Moleküle kommen wir jetzt zu einem richtig großen Molekül: der Desoxyribonukleinsäure (DNS) bzw. deoxyribonucleic acid (DNA) – unserer Erbsubstanz. Ich verwende als Abkürzung DNA.

Ein DNA-Baustein setzt sich aus Zucker, Phosphatrest und Nukleinbase zusammen. Der Zucker die Desoxyribose und die Nukleinbase kann Adenin, Thymin, Cytosin oder Guanin sein. Im Bild seht ihr die Einzelbausteine direkt gegenüber angeordnet, da Adenin nur mit Thymin ein Paar bilden kann und Cytosin mit Guanin. Den Zucker habe ich durchnummeriert.

DNAstruktur

DNA-Aufbau: Zucker, Phosphat, Basen

Mein Modell unten sieht aus wie eine Leiter (ich habe die Weihnachtsdeko-Vorräte geplündert…). Zwei Einzelstränge bilden das Gesamtmolekül. An der Seite wechseln sich Zucker und Phosphatrest ab und in der Mitte liegen sich die Basen des jeweiligen Einzelstranges gegenüber. Zucker und Phosphatrest sind in den Strängen in gegenläufiger Richtung angeordnet (3′ > 5′ bzw. 5′ > 3′). Hier findet ihr die Nummerierung des Zuckers wieder. Da mein Modell nur ein kurzer Ausschnitt ist und sich so zum erklären besser eignet, habe ich es nicht „gedreht“, denn das Molekül liegt als schraubenförmige Doppelhelix vor. Bei Wikipedia findet ihr ein gedrehtes und animiertes Modell.

DNAmodell

DNA-Modell: 2 Einzelstränge bilden das Gesamtmolekül

Da jede Base nur mit einer bestimmten anderen Base ein Paar bildet, kann ein Fehler innerhalb eines Stranges korrigiert werden, wenn der gegenüberliegende Strang fehlerfrei ist.

Wie kommen wir von der DNA zu unseren Eiweißen (Proteinen)?

Eiweiße werden in Ribosomen hergestellt und die DNA befindet sich – zumindest bei den Zellen von Pflanzen, Tieren und Menschen – im Zellkern. In meinem Beitrag zu den Antibiotika findet ihr ein Bild der Zellen. Die Lösung ist einfach: 😉 Man schickt einen Boten. Die messenger oder Boten-RNA (mRNA) übernimmt diese Aufgabe. Sie weißt zur DNA zwei Unterschiede auf. Als Zucker wird Ribose eingebaut und anstelle der Base Thymin findet man Uracil, so dass Adenin mit Uracil kombiniert wird.

Ihr erinnert euch noch, dass ich die DNA-Richtungen nummeriert habe? Das ist wichtig für das Ablesen, die Transkription. Es erfolgt von 3′ nach 5′. Der Startpunkt für das Ablesen eines Gens (= einer Information für ein Protein) ist eine bestimmte DNA-Sequenz, der Promotor. Der DNA-Doppelstrang teilt sich zum Ablesen auf und die mRNA wird zusammengesetzt. Der Bote wandert zu den Ribosomen, wo die Eiweiße aus Aminosäuren gebildet werden (Translation). Da es 20 Aminosäuren, aber nur 4 Basen gibt, war die Frage, wie wird die Information, welche Aminosäure gebraucht wird, übergeben. Es hat sich gezeigt, dass jeweils eine Kombination von 3 Basen die Information für eine Aminosäure kodiert. Der Austausch einer Base würde also dazu führen, dass eine andere Aminosäure eingebaut wird. Was Fehlfunktionen des gebildeten Proteins zur Folge haben kann.

Ich habe hier ein Youtube-Video von O. Maarouf in dem der gesamte Transkriptions- und Translationsprozess schematisch dargestellt wird.

Das waren jetzt meine „Basics“ zur DNA. Da unsere Erbsubstanz ein riesiges Molekül ist, kann sie durch Licht, Strahlung oder Oxidation geschädigt werden. Für die Entdeckung der DNA-Reparaturmechanismen gab es den Chemie-Nobelpreis, der Thema des nächsten Beitrags sein wird.

6. Science Slam der Math-Nat an der HHU

Gestern fand der 6. Math-Nat Science Slam (und der zweite dieses Jahr) statt. Es war ein amüsanter und interessanter Abend. 🙂 Als ich bei meiner alten Uni angekommen bin, habe ich direkt die Reklame für den Math-Nat Science Slam gesehen. Poster um Freiwillige für die Vorträge zu bekommen und natürlich auch Zuschauer in den Hörsaal.

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Plakat zur Ankündigung des 6. Math-Nat Science Slam der Heinrich-Heine-Universität

Dieser Science Slam war insofern anders, da es sich um den Vorentscheid für den Heine Science Slam am 24. Juni 2015 (Gebäude 23.01, Hörsaal 3D, aktuelle Infos auf der Website) – anlässlich des 50-jährigen Bestehens der HHU – bei dem alle Fakultäten antreten, handelte.

Die Mediziner hatten einen derartigen Andrang, dass es Vorentscheidungen für den Vorentscheid gab/gibt. Für die End-Vorausscheidung 😉 am 27. Mai 2015 (18 Uhr, Gebäude 13.55, Hörsaal 13B) ist sogar ein Gast-Slammer, der Physiker Prof. Metin Tolan, mit einem Vortrag außer Konkurrenz eingeladen.

Bei dem Math-Nat Science Slam wurden gestern insgesamt 5 Vorträge gehalten. Die Fächer Chemie und Biologie waren nicht vertreten. Aus meiner Studienzeit hatte ich die Chemiker nicht so – konservativ – in Erinnerung. Ich finde das besonders schade, da mein alter Prof bekannt für gute Vorlesungen und Vorträge war. 😦 Na ja, die Zeiten und Professoren ändern sich.

Und los geht’s: Science Slam Nr. 6

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Und los geht’s 🙂

Tobias Löffler, der Organisator, hat wieder seinen witzigen Einführungsvortrag „Was ist ein Science Slam“ gehalten und den Begriff in kleine Teilchen geteilt. Aus Science wurde Naturwissenschaften > Natur – Wissenschaft > Na – Tur – Wissen – Schaft. Und das gleiche noch mit „Slam“. Am Ende folgte die Kompletterklärung und dann auch die Info zum Abstimmungsprocedere. Hier findet ihr meinen ersten Beitrag zum Sience Slam mit einer allgemeinen Einführung.

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Was wir schon immer über Na – trium wissen wollten 😉

Der erste Redner war Sami Hamdan (Psychologe) mit einem Beitrag zu „Drogensucht und Drogentoleranz“. Er hat sehr plakativ gezeigt, dass durch eine Erwartungshaltung – Konditionierung (ein/mein Beispiel für Konditionierung ist der Pawlowsche Hund) – die Wirkung von Drogen, Koffein und auch Schmerzmitteln gedämpft wird. Dies führt zu einer Toleranzentwicklung. Das Problem: Wenn man außerhalb der „üblichen“ Situation die gleiche Menge an was auch immer zu sich nimmt, kann man durch die mangelhafte Dämpfung bei gleicher Menge einen stärkeren Effekt (Überdosis) erzielen.

Bei dem Vortrag von Gian Perrone (Informatik) drehte es sich um „Drahtlose Nichtkommunikation“ oder „Warum ist das WLAN schon wieder kaputt?“. Die gut verpackte Antwort ist Doppelbelegung von Frequenzen. Im „Standardbereich“ teilt sich das WLAN die Frequenzen mit Bluetooth. Wie man sehen konnte, bekommt der etwas phlegmatische Hund WLAN vom kleinen agilen Bluetooth in regelmäßigen Abständen eins übergebraten. 😉 Bluetooth stört das WLAN und WLAN braucht eine Weile um „auf Touren“ zu kommen. Immerhin gibt es mittlerweile weitere WLAN-Frequenzen. Da sich im selben Frequenzbereich das Radar befindet (Flugzeuge usw. – sollte mich das jetzt beunruhigen?), gibt es auch hier Störungen. Der Vortrag war mein Favorit :-).

Sinan Ekemen (Physik) beschäftigte sich in einem interessanten Vortrag mit „Schrödingers Muse“. Auch den Chemikern ist Erwin Schrödinger, der 1933 den Nobelpreis für Physik erhielt, ein Begriff. Im Vortrag ging es allerdings hauptsächlich um sein Beziehungsnetzwerk – zu Frauen und Wissenschaftlern… Mein Fazit zu diesem witzigen Vortrag: Physiker sind auch nur Künstler 😉 und der Begriff Bohème ist mir auch noch eingefallen. Hier findet ihr übrigens ein Interview mit der Tochter von Schrödinger.

Bei dem Vortrag von Darius Rupalla (Pharmazie) zum Thema „Drugs going Retard“ habe ich mich dann wieder sehr zu Hause gefühlt. 🙂 Es ging darum, dass die Arzneimittel in eine passende Form für eine langfristige Wirkung gebracht werden. Hierfür gibt es im Prinzip zwei Möglichkeiten: eine Umhüllung mit kleinen Löchern und eine Art Labyrinth aus dem die Wirkstoffe nur langsam herauskommen. Teilen und zermörsern ist gaaanz böse, da die Wirkung der Medikamente dann nicht langfristig erfolgen kann. Weiterhin gibt es Deko-Rillen auf nicht teilbaren Tabletten. Definitiv wichtige Infos. Kann man die Wirkstoffe für Leute, die nichts großes schlucken können, nicht in kleinen Kügelchen verpacken? (meine Idee dazu) Ich kam mir nur zwischendurch wie eine Art Versuchskaninchen vor: Er nutzte öfter die Formulierung „Arzneimittel in den Patienten zu bekommen“. 😉

Michael Epping (Physik) hielt einen Vortrag über „Quantenkryptografie“ oder wie sich Alice und Bob verschlüsselt unterhalten können. Der Vortrag hat meine Erinnerungen an Wellen und Filter und … wieder wach gerufen.

Dann wurde es für alle Redner spannend: Wir durften für den besten Vortrag abstimmen. Der Vortrag mit der größten Lautstärke gewinnt. (Tipp: immer seine eigenen [lauten] Fans mitbringen 😉 )

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6. Math-Nat Science Slam der HHU: Warten auf die Abstimmung

Platz 1: Schrödingers Muse

Platz 2: Drahtlose Nichtkommunikation

Platz 3: Quantenkryptografie

Da Sinan Ekemen seinen Vortrag nicht am Finaltag halten kann, wird für die Math-Nat Fakultät mein Favorit mit dem bösen Bluetooth teilnehmen. 😀

Mir haben alle Beiträge gefallen. Sie waren spannend aufbereitet und informativ. Vielen Dank 🙂

Der Science Slam wird wieder online gestellt. Hier findet ihr das Video (alternativ kommt ihr über diese Seite zum Video).

Welttag des Buches: Eine fantastische Reise in fremde Welten

Die UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization bzw. Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur) hat vor 20 Jahren erstmals den Welttag des Buches und des Urheberrechts ausgerufen.

In Deutschland erfolgen in Kooperation mit dem Börsenverein des Deutschen Buchhandels und der Stiftung Lesen eine Reihe von Aktionen. Die Kampagnen-Website findet ihr hier.

Auch wenn ich zu diesem Anlass keine Bücher verschenke, gibt es von mir Lesetipps für viele Reisen in fantastische fremde Welten. Nein – nichts mit Star Treck.

Der Lese-Tipp für Neugier und Wissenschaft

In meinem Tipp für eine Reise in „kleine“ Welten handelt es sich um ein Buch, dass ich schon vor langer Zeit geschenkt bekommen habe. Auch da war schon bekannt, dass ich mich für Natur und Wissenschaft interessiere. 😉 Es handelt sich um das Buch „Der Pilz, der John F. Kennedy zum Präsidenten machte und andere Geschichten aus der Welt der Mikroorganismen“ von Bernard Dixon. Der Autor stellt in – auch für Nicht-Mikroben-Forscher – verständlicher Sprache den Einfluss von Viren, Bakterien und Pilzen auf die menschliche Geschichte vor. Es geht um Epidemien, Befall von Nahrung(spflanzen), verlorene Kriege, Medikamente, Produktion von chemischen Stoffen, Schweißfüße usw.

Es ist eine spannende Reise in eine Welt, die uns zum Teil dauerhaft begleitet.

Der Lese-Tipp zur Entspannung und Pause vom Alltag

Jetzt noch mein Lese-Tipp zur Entspannung. Mit ihm kann man mit kurzen Geschichten in ferne Welten reisen. Ihr kennt sie bestimmt – Märchen. Mit den Geschichten aus „1000 und einer Nacht“ in den Orient, chinesischen Märchen nach China und weiter nach Island, Irland – einfach in jedes Land der Welt. Ich finde Märchen sind wie ein kleiner Urlaub vom Alltag und werden am besten mit einer Tasse Tee genossen. 🙂

Buchtipp

Meine Büchertipps zum Welttag des Buches – viel Spaß beim Lesen 🙂

Unsere Sonne als Filmstar

In diesem Beitrag vor Weihnachten habe ich euch auf eine Tour durch’s Weltall eingeladen. Heute habe ich ein Youtube-Video von unserer Sonne für euch.

Vor fünf Jahren hat die NASA eine Mission, das Solar Dynamics Observatory zur Erforschung der dynamischen Vorgänge der Sonne [Link] gestartet. Hier findet ihr den deutschen Wikipedia-Artikel und die Website der NASA erreicht ihr über diesen Link. Hier aber nun das Video – weitere findet ihr auf dem Kanal NASA Goddard.

Unsere Sonne ist Zentrum unseres Sonnensystems. Die Planeten wie unsere Erde umkreisen unseren Stern. Die Sonne ist immer „in Bewegung“: Kernfusion, Sonnenflecken, Sonnenstürme… Dies zu beobachten ist spannend, da das was auf der Sonne passiert – trotz der großen Entfernung – auch bei uns auf dem Planeten spürbar ist, z. B. als Polarlicht. Auf dem Youtube-Kanal von brainfaqk habe ich ein paar Bilder inkl. Erklärung gefunden.

Gut, dass das Magnetfeld die Erde vor „etwas zuviel“ Sonne schützt. 😉 Aber die Bilder sind schon beeindruckend.

Tipp: 5. Düsseldorfer Science Slam

Ich habe heute für euch eine Tipp: witzige allgemein verständliche wissenschaftliche Kurzvorträge an der Heinrich-Heine-Uni, den 5. Düsseldorfer Science Slam:

  • 20. Januar 2015, 17.00 Uhr, Hörsaal 5K, Gebäude 25.31, Heinrich-Heine-Universität
  • 21. Januar 2015, 19.30 Uhr, Haus der Universität am Schadowplatz

Der Eintritt ist frei – aber da es auch keine „Platzkarten“ gibt, wäre nach Auskunft der Organisatoren ein rechtzeitiges Erscheinen hilfreich. 😉 Die Website der Organisatoren findet ihr hier. Sie erklären dort auch ausführlich, was ein Science Slam ist und wer dort teilnimmt.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass es sich bei einem Science Slam um eine Art der Wissenschaftskommunikation handelt, die mit witzigen Kurzvorträgen wissenschaftliche Themen allgemein verständlich präsentiert. Das Publikum bewertet diese Vorträge und der interessanteste gewinnt.

Da es einfacher ist, sich selbst ein „Bild“ zu machen, habe ich ein paar Beispiel Youtube-Vorträge von ScienceSlam ausgewählt. Ich beginne mit dem Siegerbeitrag der Deutschen Science Slam Meisterschaften. Ein Paläontologe (jemand, der ziemlich tief in der Erde nach irgendwelchen Knochen von ausgestorbenen Tieren buddelt) hat gewonnen: Kai Jäger mit „Ein Fossil zum Knutschen“

Ein weiteres Beispiel ist die „Neurowissenschaft des Mitgefühls“ von Franca Parianen Lesemann, die ebenfalls an den Meisterschaften teilgenommen hat.

Wie ihr seht, gibt es hier wissenschaftlich eine große Bandbreite von interessant aufbereiteten Themen. Also entweder nach Düsseldorf kommen oder auch weiter auf Youtube stöbern. 🙂

Oder alternativ auf der Seite sciencesclam.org nach den nächsten Terminen an anderen Orten Ausschau halten. Vielleicht ist auch was in eurer Gegend dabei. 🙂

Nachtrag:

Hier findet ihr eine Kurzzusammenfassung des Düsseldorfer Science Slam 😉

Es gab insgesamt 4 interessante Vorträge. Zunächst einmal den Enführungsvortrag, der auführlich erklärte was ein Science Slam ist. Ich habe da noch so etwas wie Natrium, einen Steinbock, der Stadt Wissen und Holzkohle in Erinnerung… 😀

Weitere Assoziationen sind K-Space und Oeconomicum, C4-Pflanzen und Fahrplan sowie Kölner Schimpansen 😉 und bewaffnete Tiere. Alles in allem ein interessanter Abend. Die einzelnen Vorträge sollen noch online gestellt werden. Ich verlinke dann auf sie. Weiterhin – und das kündige ich dann wieder hier an – gibt es im Sommer einen großen Science Slam mit allen Fakultäten im Juni. Die Vorentscheidungen innerhalb der Fakultäten werden so etwa im Mai stattfinden.

Tipp: Der neue Iversity-Kurs „Disasters and Ecosystems“

Ich hätte beinahe den Start meines neuen Iversity-Kurses „Disasters and Ecosystems: Resilience in a Changing Climate“ verpasst. Aber mit einer Nachtschicht geht alles 😉 (ok – das war jetzt leicht übertrieben). Na ja, das gute an den MOOCs (Massive Open Online Course) ist, dass man sich die Zeit frei einteilen kann und eben auch einen Tag später „reinschauen“.

Aber jetzt zurück zum Kurs. Er passt recht gut zu meinem Blog-Beitrag von gestern. Wenn man auf die Macher des Kurses schaut, sieht man schon recht renommierte Institutionen. Verantwortlich für diesen MOOC zeichnen die Fachhochschule Köln und die UNEP (United Nations Environment Programme). Von der Fachhochschule Köln, die direkt „um die Ecke“ ist, habe ich schon gehört. Das UNEP – nun ja – sagt mir Vereinte Nationen irgendwas mit Umwelt 😉 Auf der Website sehe ich, dass sie schon 1972 als Stimme der Umwelt bei der UN gegründet wurde. Schon seit den 1970ern spielte also „Umwelt“ eine Rolle. Meine Entschuldigung ist, dass mich damals der Sandkasten mehr interessiert hat. 🙂

Schon diese beiden Organisationen versprechen einen fachlich guten Kurs, aber es gibt weitere Organisationen, die ihn unterstützen:

Das ist schon eine recht interessante Liste. Nach dem „WER“ schauen wir mal auf das „WAS“. Hier ein kurzer Auszug:

  • Klimawandel – und Anpassungen, die notwendig sind
  • Risikoreduktion von (Natur-)Katastrophen
  • Wie man die beiden obigen Punkte mittels ökosystembasierter Methoden erreichen kann

Die genauen Infos zum Kurs gibt es auf der Iversity-Website (siehe oben).

Dann endlich – das erste Kapitel 🙂 Man wird mittels Video (steht auch als Text-Download zur Verfügung) willkommen geheißen und in das MOOC eingeführt. Man kann sich auch in eine Weltkarte eintragen und sehen aus welcher Gegend die anderen Teilnehmer kommen.

Dann kommt eine Einführung ins Thema (mit weiterführenden Links/Informationen). Hier werden Begriffe/Begrifflichkeiten und deren Verwendung erklärt.

Ich finde den Ansatz ganz interessant, dass eine Gefahr/gefährliche Situation nicht zwingend zu einer Katastrophe zur Folge hat. Zudem wird darauf hingewiesen, dass auf die Verwendung des Begriffs „Naturkatastrophe“ verzichtet wird, da die Gründe hierfür oft auf menschlichen Handlungen basieren, wie z. B. die Besiedlung von Überflutungsgebieten an einem Fluss.

Den Abschluss dieses Kapitels bildet ein Interview mit Rajendra Pachauri vom Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, „Weltklimarat“).

Ich finde, dass wird ein spannender MOOC 😀 – WANN gibt es das nächste Kapitel? (gut, ich weiß es: nächste Woche 😉 )

Außerdem gibt es am Schluss – bei fleißiger Teilnahme – ein Zertifikat für’s Büro (war die Antwort in einem Quiz) 🙂

Da „die UN“ am MOOC beteiligt ist, habe ich für euch noch ein Video, dass anlässlich des UN-Klimagipfels 2014 publiziert wurde herausgesucht.

Ein weiteren interessanten Denkanstoß liefert David Puttnam mit seinem Vortrag „The Reality of Climate Change“ anlässlich TEDx Dublin.

(Kampf-)Sport und Physik

Der heutige Beitrag der VDI-Adventsaktion passt hervorragend zu meinem Sportverein Judo-Club Langenfeld 😀 Er beschäftigt sich mit dem Thema wie hart eine Faust schlägt. Auch wenn Physik nicht mein Paradefach war – ja es ist Physik :-/ Da es sich bei einem Schlag (oder Tritt – wie bei meiner Sportart Taekwon-Do) um kinetische Energie T handelt, ist besonders die Geschwindigkeit v wichtig, da sie in der Formel (T=1/2mv2) zum Quadrat eingeht und damit wesentlicher als die Masse m ist.

Für die Kampfsportarten braucht man zwar auch Muskeln und Kondition, aber wesentlich ist die Schnellkraft, dann klappt es auch mit dem Kaminholz (siehe unten). 😉

Bruchtest

Bruchtest bei einer Taekwon-Do-Vorführung – oder wie bekomme ich das Kaminholz in die passende Größe 😉

 

Auch bei anderen Sportarten braucht man Physik. Ich habe mal zwei Beispiele zur Illustration herausgesucht:

Billiard – wo treffe ich mit welcher Geschwindigkeit um die Kugeln in die gewünschte Position zu befördern. Nicht so einfach.

Das zweite Beispiel ist Bowling. Für mich einfach nur so zum Spaß – und mit der Hoffnung, dass die Bowlingkugel auch dort ankommt wo sie hin soll. 😉 Aber im Video seht ihr wie man’s besser machen kann.

Sterne und Planeten – unendliches Weltall

Danke an Alexandra, die mich mit einem geteilten Video auf die Idee zum Beitrag gebracht hat. Seit ich Raumschiff Enterprise (Star Trek) gesehen habe, fasziniert mich die „Fahrt durch’s All“ – das Intro „Der Weltraum, unendliche Weiten…“ (hier findet ihr den genauen Wortlaut).

Bei dem aktuellen Video „fährt“ man Planten und Sterne der Größe nach ab. Gestartet wird mit unserem Mond – dann der Merkur bis hin zu VY Canis Majoris, dem größten bekannten Stern. Nun ja, was soll ich sagen, der Größenvergleich mit unserem Heimatplaneten Erde sieht wie eine Verunreinigung auf der Mattscheibe aus. 😉 Ich habe auf Youtube zwei Versionen gefunden. Die etwas längere ist von The Science Channel (2009, siehe unten), die kürzere hat Mylus erst vor kurzem veröffentlicht. Die „Kurzversion“ passt insofern gut zur Adventszeit, das sie feststellt: No, you are not the center of the universe!“

Wer jetzt Interesse hat sich das Universum einmal etwas länger anzuschauen – und dazu noch wirklich gut aufbereitete Informationen zu Sternen und Planeten zubekommen, dem kann ich das Planetarium in Erkrath empfehlen. Ich war dort einmal mit meinem Neffen in einer Vorführung für Kinder. Man sitzt bequem im Liegesessel und schaut in die Kuppel, wo die Sterne und Planten „vorbeifliegen“. Die Vorführung wird live begleitet – also Fragen stellen erlaubt 🙂 Es gibt verschiedene Veranstaltungen, so dass man je nach Alter (ab 4 Jahren aufwärts) das Passende heraussuchen kann. Hier findet ihr den aktuellen Terminkalender. Die Karten können auch vorbestellt werden. Ich finde, für die aktuelle Wetterlage ist das Stellarium Erkrath eine gute Idee.

Wer sich lieber persönlich die Sterne anschauen will: in Erkrath gibt es auch ein Observatorium. Der Verein Sternwarte Neanderhöhe Hochdahl e.V. ist Träger beider Einrichtungen.

Krabbeltiere (Insekten, Spinnen etc.) als Proteinlieferant

Mir sind zufällig die NNI News [Lit. 1] in die Hände gefallen. Ein Artikel über Insekten (oder auch nicht) als mögliche Quelle für wertvolle Eiweiße hat zu meinem Entschluss geführt, dass ich mal ein Ründchen klugxxx (ihr wisst schon…). Besonders augenfällig an dem Artikel ist das große Bild einer großen Spinne. Zwar zieht das Foto die Aufmerksamkeit auf sich, aber zur Artikelüberschrift passt es dann nicht, da diese „Insekten als Proteinquellen“ lautet. Im Artikel geht es dann allerdings wieder um eine Studie mit Spinnen. Was denn nun? Spinnen oder Insekten?

Eine relativ einfache Möglichkeit zur Unterscheidung ist die Zahl der Beine. Insekten haben 6 Beine (= 3 Paare) und Spinnen 8 (= 4 Paare). Im Bild findet ihr eine schematische Darstellung.

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Sehr schematische Darstellung: Insekten vs. Spinnentiere

Immerhin gehören Insekten und Spinnen zu den Gliederfüßern (Arthropoda), die eine Reihe von essbaren Eiweißlieferanten bieten. Neben einer guten Auswahl an unterschiedlichsten Insekten und Spinnentieren (Arachnida – hierzu zählen neben den eigentlichen Spinnen z. B. auch Skorpione und Milben) findet man auch genießbare Tausendfüßer.

Der Tisch ist also reich gedeckt mit eiweißreichen Krabbeltieren, die in vielen Teilen der Welt tatsächlich die Speisekarte bereichern. Sie bieten durchaus einen Vorteil bei der Zucht und dem Platzbedarf. In Europa gehören sie jedoch zu den Ausnahmen oder Spezialitäten.

Ein Beispiel an das ich mich erinnere ist der „Milbenkäse“, bei dem Frischkäse mit Hilfe von Milben reift und die am Käse verbleibenden Milben zusätzliches Eiweiß liefern. 😉

Um dauerhaft die Ernährung zu mit Insekten, Spinnen & Co. zu bereichern, muss entweder der Ekelfaktor reduziert werden oder sie dienen in den Ländern als wertvolle Nahrung in denen sie ohnehin verzehrt werden. Bei Future Mag (Arte) [Link] gibt es hierzu einen interessanten Beitrag. Als eine Möglichkeit Insekten zu essen ohne, dass es „sichtbar“ ist, ist es die Insekten zu einem Mehl zu verarbeiten und in Plätzchen zu verbacken. Nun ja.

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Gebackene/Frittierte Auswahl an Krabbeltierchen auf einem chinesischen Markt 🙂

Mein bisher exotischster Test war Qualle in Sojasauce. Schmeckt so ungefähr wie Blattgelatine in Sojasauce. Nicht schlimm, aber brauche ich nicht wieder. :-/ Ob ich mich an Insekten etc. wagen würde, wahrscheinlich eher nicht.

Aber wie in der vorgestellten Studie mit Spinnen (gemahlen) oder bei Future Mag mit Mehlwürmern (auch gemahlen und in Plätzchen eingebacken) gibt es Möglichkeiten das Eiweiß in eine – sagen wir – neutrale Form zu bringen. Plätzchen oder ein wie auch immer gearteter Fleischersatz aus dem Mehl… Ich bin wohl noch nicht soweit 😉

Hier findet ihr weitere Infos: (Viel Spaß beim Videos anschauen – – – )

Future Mag von Arte: YoutubeWebsite

Wie man eine gemischte Tüte Krabbeltiere verspeist (Max Wiens) oder alternativ Spinnen in Kambodscha.

Artikel gibt es bei SWR2 und SWR 1000 Antworten sowie lifeline oder dem Audi-Blog.

Dies ist nur eine kleine Auswahl. Wenn man nach der Anzahl der Beiträge zum Thema „Proteine aus Gliederfüßern“ geht, scheinen die „neuen“ Nahrungsmittel ja doch irgendwie vor der Tür zu stehen…

Literatur:

[1] NNI News, Nr. 2/2014 (Nestlé Nutrition Institute)