Archive - 2007

July 25th

Zell-Transporter: Evolution ist nicht parallel verlaufen

In Zellen werden neue Stoffe für den internen Transport stets zum Golgi-Apparat gebracht und dort in Vesikeln verpackt. Die Ausstattung der Zellen ist dafür bei höher organisierten tierischen und pflanzlichen Organismen sehr ähnlich. Nun haben Tübinger und Heidelberger Forscher doch Unterschiede entdeckt. Zell-Transporter: Evolution ist nicht parallel verlaufen <% image name="Arabidopsis" %><p> <small> Zu einem Transportregulator in tierischen Zellen, der am Golgi-Apparat die Verpackung in Vesikel steuert, gibt es einen nah verwandten Regulator in Pflanzen. Doch der wurde durch eine ganz andere Aufgabe in der Zelle entdeckt. Das weist auf eine Trennung in der Evolution der Transportregulatoren in tierischen und pflanzlichen Zellen hin. © Wikipedia </small> Der bekannteste Transportregulator der Ackerschmalwand namens <b>GNOM</b> ähnelt sehr dem Regulator, der in Zellen von Säugetieren am Golgi-Apparat die Stoffverpackung in Vesikel steuert. Obwohl diese Aufgabe auch in Pflanzenzellen zu erledigen ist, regelt GNOM stattdessen an Endosomen die Verpackung von Stoffen, die zur Zellmembran transportiert werden. Endosomen sind von einer Membran umhüllte Blasen, die in Vesikeln verpackte Stoffe von der Zellmembran erhalten, sie sortieren und neu verpacken - entweder ins Zellinnere zum Abbau oder zurück zur Zellmembran zum Recycling. So sorgt GNOM dafür, dass Transporter des Pflanzenhormons Auxin an die Zellmembran, ihren Wirkort, gelangen, und somit hat GNOM eine wichtige Aufgabe in der Entwicklung der Pflanzen. Wenn es fehlt, kann die Pflanze keine Achse ausbilden, weiß also nicht so recht, wo oben und unten ist, und wächst im Extremfall als Ball. Doch wie wird dann in der Arabidopsis-Zelle die Vesikelverpackung am Golgi-Apparat geregelt, wenn GNOM woanders wirkt? Das, so haben die Forscher festgestellt, übernimmt <b>GNL1 (GNOM-LIKE1)</b>. Interessanterweise konnte GNOM die Funktion von GNL1 ersetzen. Das bedeutet, dass beide Regulatoren die ursprüngliche Funktion am Golgi-Apparat ausüben, während GNOM eine zusätzliche neue Aufgabe hat. "Wir wissen, dass es in Einzellern nur einen Transportregulator aus dieser Gruppe gibt. Er hat die Ursprungsfunktion, am Golgi-Apparat die Vesikelverpackung zu steuern", erklärt Sandra Richter vom <a href=http://www.zmbp.uni-tuebingen.de>ZMBP</a>. In tierischen Zellen wurde die Funktion so übernommen, während bei Pflanzen der ursprüngliche Regulator verdoppelt wurde, und eine Kopie hat wahrscheinlich andere Funktionen übernommen. Die Evolution hat dann für unterschiedliche Spezialisierungen bei Tieren und Pflanzen gesorgt. "Denn zum Beispiel hat ein Moos - wie Tiere auch - nur ein Exemplar des Transportregulators, während Blütenpflanzen mehrere, spezialisierte Exemplare haben." Die Evolution der Tiere hat dagegen für den Kreislauf zwischen Zellmembran und Endosomen eine neue Klasse von Transportregulatoren hervorgebracht.

Weltweit erste Zulassung für Blutkrebsmittel Tasigna

<a href=http://www.novartis.com>Novartis</a> hat in der Schweiz die Zulassung für das Blutkrebsmittel Tasigna (Nilotinib) erhalten. Indiziert ist es bei Patienten mit chronisch-myeloische Leukämie (CML), welche die Standardtherapie mit dem Novartis-Produkt Glivec nicht vertragen oder resistent dagegen sind. Weltweit erste Zulassung für Blutkrebsmittel Tasigna <% image name="Logo_Novartis" %><p> <small> Novartis hat Tasigna im August 2002 - gerade einmal ein Jahr nach der Markteinführung von Glivec - kreiert. Von der ersten Synthese bis zur ersten Zulassung währte es also gerade einmal 5 Jahre. </small> Vor einem Jahr hatte eine Studie für Aufsehen gesorgt mit dem Befund, dass das vielfach gepriesene Krebs-Medikament Glivec das Herzgewebe schädigen und zu einem Herzversagen führen könne. Weltweit nehmen 100.000 Patienten Glivec in lebenslanger Therapie. Wie Glivec verhindert Tasigna die Produktion von Krebszellen, welche das abnorme "Philadelphia"-Chromosom enthalten. In klinischen Tests reduzierte oder eliminierte das neue Medikament das abnorme Chromosom bei 42 % der Glivec-resistenten Patienten im chronischen Zustand ihrer Erkrankung. Noch bei 31 % war eine positive Wirkung im fortgeschrittenen Stadium der Krankheit zu beobachten. In der EU und in den USA erwartet Novartis die Zulassung für Tasigna im Verlauf dieses Jahres. Die FDA hatte am 16. Juli eine Verlängerung des Prüfungsverfahrens um 3 Monate beantragt. In Japan wurden die Eingaben für das Prüfverfahren im zweiten Quartal 2007 abgeschlossen. Noch heuer sollen Phase-III-Studien mit Tasigna in CML-Patienten starten, die nicht optimal auf andere Therapien ansprechen, sowie bei neu diagnostizierten CML-Patienten. Eine Zulassungsstudie in GIST-Patienten, die ebenso mit Glivec behandelt werden können, findet gerade statt.

Kogenate Bayer: Unbedenklichkeit bestätigt

Bei gentechnisch hergestellten Faktor-VIII-Präparaten ist das Risiko einer Hemmkörperbildung nicht größer als bei Plasmaprodukten, die einen Anteil von-Willebrand-Faktor (vWF) enthalten, so die CANAL-Studie mit Kogenate Bayer. Weitere Studien mit <a href=http://www.kogenate.com>Kogenate Bayer</a> bescheinigen dessen Unbedenklichkeit, den Nutzen der Prophylaxe bei Kindern sowie die Effektivität kontinuierlicher Infusionen. Kogenate Bayer: Unbedenklichkeit bestätigt <% image name="Bayer_Kogenate" %><p> <small> Hergestellt wird Kogenate Bayer in der Biotech-Anlage im kalifornischen Berkeley. </small> In die Multicenterstudie wurden 366 bisher unbehandelte Patienten mit schwerer Hämophilie A aufgenommen, die zwischen 1990 und 2000 geboren wurden. Insgesamt entwickelten 87 Studienteilnehmer (24 %) Hemmkörper gegen Faktor VIII. Bei einer frühen prophylaktischen Therapie lag die Wahrscheinlichkeit um 60 % niedriger, Hemmkörper zu entwickeln. Die Umstellung auf andere Faktor-VIII-Präparate hat kein erhöhtes Risiko für eine Hemmkörperentwicklung zur Folge. &#8226; Weiters wurden in einer europäischen prospektiven, nicht-interventionellen <u>Postmarketing-Studie</u> 220 Patienten mit mittelschwerer bis schwerer Hämophilie A über &Oslash; 710 Tage beobachtet, wobei insgesamt 39.627 Infusionen Kogenate Bayer verabreicht wurden. Hier konnten von 4.283 Blutungsepisoden 85 % erfolgreich mit 1-2 Infusionen behandelt werden. Auch bei 37 Patienten, die 44 Mal operiert wurden, verlief die Blutstillung nach den Berichten "gut" bis "exzellent. Insgesamt konnte dadurch die <b>Unbedenklichkeit von Kogenate</b> erneut bestätigt werden. &#8226; In einer weiteren Studie an 65 Jungen mit Hämophilie A im Alter zwischen 6 und 30 Monaten konnte erstmals randomisiert und kontrolliert der Nutzen der <b>Prophylaxe</b> gegenüber der Bedarfstherapie belegt werden. Bei der prophylaktischen Therapie kam es gegenüber der Bedarfstherapie zu einer 84%-igen Risikoreduktion für einen Gelenkschaden. Ob und in welcher Form die Prophylaxe im Erwachsenenalter fortgesetzt werden sollte, ist noch nicht eindeutig geklärt. &#8226; In einer weiteren offenen Phase-III-Studie erwies sich die <b>kontinuierliche Infusion</b> während Operationen an Patienten mit schwerer Hämophilie A als effektiv und verträglich. Keiner der Patienten entwickelte Hemmkörper. Kogenate Bayer ist in der EU für diese Anwendung zugelassen. &#8226; Ein <b>noch effektiverer Einsatz</b> der Faktor-VIII-Produkte ist derzeit noch durch die kurze Halbwertszeit von 10-14 h begrenzt. Das Ziel ist es, die Zahl der Infusionen von jetzt drei- auf einmal wöchentlich zu reduzieren. Bei einem neuen Faktor-VIII-Produkt in der Entwicklung (BAY 79-4980) wird das FVIII-Protein in einem Lösungsmittel mit PEGylierten Liposomen eingesetzt. In 2 frühen klinischen Studien mit BAY 79-4980 konnte mit prophylaktischen Infusionen verschiedener Dosierungen bei Patienten mit schwerer Hämophilie A eine signifikante Verlängerung der blutungsfreien Zeit im Vergleich zur Bedarfstherapie mit Kogenate erzielt werden. Eine Phase-I-Studie an Patienten mit schwerer Hämophilie A ergab eine gute Verträglichkeit einer einmaligen Infusion von Bay 79-4980. Aufgrund dieser Ergebnisse soll die neue Formulierung jetzt in einer Phase-II-Studie weiter geprüft werden. &#8226; Ein weiterer Ansatz, um die Wirkdauer von Faktor VIII zu verlängern, ist die gezielte PEGylierung des Proteins an Bindungsregionen, die an der Clearance des Gerinnungsfaktors beteiligt sind. Experimentelle Untersuchungen ergaben eine Verdopplung der Halbwertzeit.

Was Degussa auf der K 2007 zeigt

Spezialkunststoffe gehören zu den erklärten Wachstumsgebieten der <a href=http://www.degussa.de>Degussa</a> - rund 1,7 Mrd € erwirtschaftete das Unternehmen damit im Geschäftsjahr 2006. Auf der K 2007 zeigt Degussa eine Reihe innovativer Lösungen für Kunststoffverarbeiter. <big> Die gezeigten Innovativen: </big> <% image name="Degussa_Plexiglas" %><p> <u>Kratzfest in einem Schritt:</u> Gemeinsam mit dem Maschinenbauer Krauss Maffei hat Degussa eine neue Systemlösung zur Kratzfestbeschichtung von Kunststoffbauteilen entwickelt. Mit einem einstufigen Prozess werden dabei durch Spritzprägen hergestellte Formteile aus PLEXIGLAS-Formmassen noch im Werkzeug mit einem flüssigen Reaktivsystem auf Acrylat-Basis von Degussa beschichtet. Die Aushärtung der Beschichtung erfolgt in 2 Schritten: Im Werkzeug härtet die neue funktionale Oberfläche so weit aus, dass sich das Bauteil problemlos entformen lässt. Nach der Entnahme aus dem Werkzeug wird die Aushärtung unter UV-Strahlung abgeschlossen. Neu ist auch <b>VESTAMID LX9020</b> - ein UV- und alterungsbeständiges Polyamid 12, das von Luft und Seewasser weniger beeinflusst wird als die derzeit in <u>Versorgungsleitungen zur Ölförderung</u> eingesetzten Materialien. Die nicht brennbaren, bruchfesten und hitzebeständigen Polyphenylsulfon-Platten <b>EUROPLEX PPSU</b> wurden von Herstellern von Feuerwehrhelmen ausgiebig getestet und zur <u>Herstellung von Visieren</u> zugelassen. Der Werkstoff hat Eingang in die internationale Normung für Feuerwehr-Schutzausrüstungen gefunden und löst damit das bisher überwiegend verwendete Polycarbonat ab. Die wärmedämmende Eigenschaft von <b>PLEXIGLAS-Stegplatten</b> <u>senkt den Energieverbrauch in Gewächshäusern</u> maßgeblich und reduziert damit automatisch den CO2-Ausstoß von Gartenbauunternehmen. Die höhere Lichtdurchlässigkeit des Materials lässt viele Pflanzenarten schneller und schöner wachsen. <% image name="Degussa_Degalan" %><p> <b>DEGALAN 40 F</b> ist eine neue PVC-Verarbeitungshilfe, mit der sich niedrigere Schaumdichten bei gleichzeitig niedrigerer Dosierung im Vergleich zu anderen Fließhilfen erreichen lassen. Das Produkt erzeugt in Schaumanwendungen eine sehr gleichmäßige Oberfläche und zugleich eine feinporige Schaumstruktur. Sie ist einfach zu dispergieren und lässt sich homogen in der PVC-Formulierung verteilen. Das Copolymer <b>DEGALAN 75 F</b> ist aus Methylmethacrylat und Styrol aufgebaut, deshalb mit der PVC-Matrix kompatibel und sorgt für eine exzellente Gleitwirkung an der Oberfläche. Die Klebeneigung an heißen Metalloberflächen wie Düsen oder Kalanderwalzen kann durch Zusatz von DEGALAN 75 F deutlich reduziert werden, ohne dass es zu Ablagerungen kommt. <b>TEGOMER H-Si 6440 P</b> kann sowohl als Prozesshilfsmittel als auch zur Eigenschaftsverbesserung von Endprodukten eingesetzt werden. Es verbessert den Schmelzfluss etwa in PA und PBT sowie die Kratzfestigkeit von PP-Talkmischungen. Das organisch modifizierte Siloxan ist aufgrund seiner Pelletform leicht zu handhaben. <b>TEGOSORB P.Y. 88</b> ist ein Hilfsmittel zur Absorption von Gerüchen, die von Pigmenten verursacht werden. Sein Einsatz erhöht die mögliche Auswahl an Pigmenten für die Masterbatchproduktion in Anwendungen der Automobil- und Lebensmittelindustrie. Die neuen Pigment Blacks für Flüssigsysteme namens <b>NEROX</b> ermöglichen in Weich-PVC, PU-Vorstufen und UP-Harzen eine höhere Pigment-Black-Beladung. Darüber hinaus lassen sie sich exzellent verarbeiten und bieten verbesserte koloristische Eigenschaften. Das Flüssigfarbsystem <b>POLYTREND 7-SERIES</b> schließlich dient der bedarfsspezifischen Einfärbung von Kunststoffen - Degussa spricht von "einer revolutionären Entwicklung". Was Degussa auf der K 2007 zeigt

July 24th

Dow Wolff Cellulosics erhöht MHEC-Kapazitäten

<a href=http://www.dowwolffcellulosics.com>Dow Wolff Cellulosics</a> baut die Kapazitäten für Methylhydroxyethylcellulose (MHEC) aus. Ein neues Werk soll bis zum ersten Quartal 2009 im deutschen Bitterfeld errichtet werden. <% image name="Dowwolff_Logo" %><p> Die neue MHEC-Anlage wird vorrangig für Baumaterialien produzieren. Ebenso machen bereits früher angekündigte Projekte Fortschritte, sodass weitere Kapazitäten von rund 10.000 t in den nächsten Monaten bei anderen Anlagen von Dow Wolff Cellulosics anlaufen werden. Neue Kapazität für Methocel-Zelluloseether wird im vierten Quartal 2007 in der deutschen Anlage Stade erwartet. In Midland, Michigan, soll eine neue Produktion Anfang 2008 anlaufen. Die Zelluloseindustrie verzeichnete in den letzten Jahren eine starke weltweite Nachfrage bei zahlreichen Endkunden-Anwendungen. Analysten schätzen, dass 2006 der Weltmarkt für Methylzellulose um rund 6 % gewachsen ist und heuer ähnlich zulegen wird. Dow Wolff Cellulosics wird weiters die Produktionskapazitäten für niedrigviskose Zelluloseprodukte erhöhen, wie sie insbesondere in den regulierten Industrien benötigt werden. Geplant sind hier bis 2009 weitere Kapazitäten in den USA (Plaquemine), völlig neue Anlagen sollen auch in Deutschland entstehen. Dow Wolff Cellulosics erhöht MHEC-Kapazitäten

July 23rd

"Mikroskopische Obertöne" zeigen Zellwand genauer

Biophysiker der <a href=http://www.jku.at>Uni Linz</a> können mit einer neuen Methode in der Atomkraftmikroskopie Zellmembranen im Nanometerbereich darstellen. Damit lässt sich nun besser verstehen, was sich auf den Zellmembranen abspielt und welche Funktionen miteinander in Beziehung stehen. <table> <td> Dabei wird ein aus der Musik bekanntes Prinzip genutzt: Analog zur menschlichen Stimme oder einer gestrichenen Violinsaite schwingt hier die Blattfeder des Atomkraftmikroskops während der Probenabrasterung nicht nur mit der Frequenz, mit der sie angetrieben wird – es werden zusätzlich auch die Obertöne genutzt. <p> Im Frequenzspektrum der Blattfeder tauchen wie bei den Instrumenten ganzzahlige Vielfache dieser Frequenz auf, die in der Musik als Obertöne oder Harmonische bezeichnet werden. Die Kombination dieser Obertöne definiert die Klangfarbe des jeweiligen Instruments. <p> Die Klangfarbe ermöglicht es dem Zuhörer, zwischen unterschiedlichen Instrumenten zu unterscheiden, auch wenn sie dieselbe Note mit derselben Lautstärke spielen. Im Falle der schwingenden Blattfeder ermöglicht dieser Mechanismus den Wissenschaftlern die Unterscheidung von Wechselwirkungen und Materialzusammensetzungen. </td> <td><% image name="Grafik_Bakterienmembran" %></td> </table> In einem Experiment wurde gezeigt, dass die Methode funktioniert: Die Obertöne wurden während der Abrasterung einer Bakterienoberfläche und von Schnupfenviren aufgezeichnet. Die dabei erzielte Auflösung von etwa 0,5 Nanometer ist eine Größenordnung höher als bei der herkömmlichen Methode. Das neue Verfahren soll nun für Strukturaufklärungen biologischer Proben sowie zur Bestimmung lokaler elastischer Parameter herangezogen werden. Eine Kooperation mit der Curie Universität in Paris wurde bereits vereinbart. "Mikroskopische Obertöne" zeigen Zellwand genauer

July 22nd

Schlaganfall: Phase IIa mit AX200 abgeschlossen

Die Heidelberger <a href=http://www.sygnis.de>Sygnis Pharma</a> hat die klinische Phase IIa-Studie (AXIS) für AX200 in der Indikation Schlaganfall erfolgreich abgeschlossen. Nach der multizentrischen Doppelblindstudie könne der Einsatz von AX200 im Schlaganfallpatienten als sicher und gut verträglich gelten. <% image name="Sygnis_Logo" %><p> Auch wenn die Erhebung von Sicherheits- und Verträglichkeitsdaten im Mittelpunkt der Studie standen, wurden auch Daten zur Wirksamkeit von AX200 erhoben. Da diese Sicherheitsstudie nur eine geringe Patientenzahl erforderte, konnte in der Gesamtbetrachtung der gebräuchlichen klinischen Endpunkte kein signifikanter Unterschied zwischen AX200- und Placebo-Patienten beobachtet werden. Eine detaillierte Auswertung der Daten erbrachte allerdings Hinweise, dass bestimmte Schlaganfallpatienten möglicherweise von einer Behandlung mit AX200 profitieren können. AX200 zur Behandlung von akutem Schlaganfall ist der am weitesten entwickelte Medikamentenkandidat in der Pipeline von Sygnis. Neben Schlaganfall testet das Unternehmen das Eiweißmolekül AX200 derzeit präklinisch auch in weiteren neurodegenerativen Indikationen wie Amyotropher Lateralsklerose (ALS). Der nächste Schritt ist nun die Planung und Durchführung einer klinischen Phase IIb-Studie, deren Ziel es ist, die Wirksamkeit von AX200 in Schlaganfallpatienten nachzuweisen. Schlaganfall: Phase IIa mit AX200 abgeschlossen

Bioinformatik: Der Zellregulation auf der Spur

Derzeit weilt die Creme de la creme der Bioinformatikzunft im Rahmen der beiden Konferenzen <a href=http://www.iscb.org/ismbeccb2007>ISMB</a> und <a href=http://bioinf.mpi-sb.mpg.de/conferences/eccb/eccb.htm>ECCB</a> in Wien. Der Chemie Report hat einigen jener Top-Experten zugehört, die "ein völlig neues Verständnis der Genome" in 2-5 Jahren versprechen. Eine Annäherung. <% image name="Router" %><p> Diese Forscher haben den Hype rund um das Genom längst verlassen. Es sind Bioinformatiker, die mit Hilfe von Rechenkraft - also in silico - nicht länger bloß "Gene finden", sequenzieren wollen. Nein: "Das Genom ist letztlich nur die Blaupause, der Bauplan für das Leben", sagt John Mattick von der University of Queensland in Brisbane, "es braucht aber ebenso Prozesse, diesen Bauplan umzusetzen, zu verwirklichen." Dieses höchst komplexe Zusammenspiel gelte es nun, mit Hilfe von dynamischen Computermodellen besser verstehen zu lernen. Die Rede ist also von der Wirkweise molekularer Maschinen, vom Ablauf der Zelldifferenzierung, von den "high sophisticated interactions", welche die RNA in der Zelle auslöst, sie dirigiert. "Wir wollen uns also nicht mehr bloß ein Bild ansehen, sondern einen Film vorführen." Um die Dimension dieser komplexen Interaktionen zu verdeutlichen: 98 % des menschlichen Genoms kodieren nicht für Proteine, sondern für RNA - "das arbeitende Gegenüber der DNA", wie Peter Schuster, der Präsident der Akademie der Wissenschaften in Wien, das ausdrückt. "War diese RNA lange Zeit ein sehr mysteriöses Molekül, wird sie heute als ein zentraler Spieler angesehen." Mehr noch: Mattick spricht von einem eigenen Betriebssystem, das innerhalb der Zelle für Entwicklungsaufgaben zuständig ist. <b>Die RNA:</b> In den 1960er Jahren fand man heraus, dass sie sich selbst replizieren, in den 1970ern, dass sie hochgradig wie Proteine agieren können. Wie falsch die Wissenschaft aber mitunter liegen kann, das zeigt das Verständnis, das man lange von dieser Ribonukleinsäure hatte - bis vor wenigen Jahren galt sie noch als "cell junk". Heute wissen wir mehr: Die RNA ist es, die einen Großteil aller Regulationsmechanismen der Zelle steuert. Mit diesem Grundverständnis ausgerüstet wollen die Bioinformatiker nun in den nächsten 2-5 Jahren "ein völlig neues Verständnis des Genoms, einen neuen Level an Interaktionsverständnis" erreichen, so Mattick - es ist kein junk mehr, es ist "very high sophisticated information" geworden. Dass - wie das beim Menschen der Fall ist - 100 Trillionen Zellen in die richtige Position gebracht werden, ist auch nicht gerade einfach. <b>Das Protein:</b> Neben den rund 3 Mrd Basenpaaren der DNA und den Parallelaktivitäten der RNA zielen die Bioinformatiker auf die Aktivitäten der Proteine ab. Burkhard Rost von der Columbia University in New York erinnert: "Die Erkenntnis, dass der Mensch weder mehr Gene noch wesentlich mehr Proteine als ein Wurm hat, war zur Jahrtausendwende ein regelrechter Schock. Neue Modelle waren dringend vonnöten - Modelle, die erklären konnten, warum relativ wenige Proteine sehr viele Funktionen ausführen können." Alternatives Splicing liefert erste Antworten dafür, von "regions of disorder" ist die Rede - von sehr unstrukturierten Proteinen. Rost nennt es "unshaped areas", also die gestaltlosen Proteinbereiche, "die nicht bloß die mechanische Arbeit verrichten". Gerne sprechen die Bioinformatiker - die beiden Wiener Kongresse werden übrigens von mehr als 1.750 Wissenschaftlern frequentiert - vom "sozialen Umfeld der Proteine": Der Supercomputer soll dabei mit elaborierten statistischen Werkzeugen in einer Art "Rasterfahndung" entsprechende Protein-"Assoziationen" aufdecken. Transkriptions-Kontrolle heißt also das neue Buzzword. "Zell-Logik" schickt sich ebenso an: Die Regeln dafür herausfinden, warum ein und dieselbe Gensequenz unter diesen Bedingungen codiert werden, unter anderen jedoch nicht. Was die Bioinformatiker dafür in den nächsten Jahren noch mehr brauchen? "Jede Menge Maschinen natürlich", so Rost, "wobei teilweise so simple Dinge wie die Abwärme der Rechner Schwierigkeiten machen." Aber das ist nur ein Teil des Ganzen: "Während sich Datenbanken mitunter über Nacht verdreifachen, braucht das 'Understanding' wesentlich länger." Thomas Lengauer vom Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken fügt hinzu: "Entscheidend ist bei unseren Bemühungen auch die Datenqualität, es gilt immer einen 'biological noise' zu berücksichtigen. Zudem müssen wir die Daten, die ja aus unterschiedlichsten Quellen stammen können, noch vergleichbarer machen." Moderne Microarrays liefern den Bioinformatikern dazu entweder Durchschnittswerte von Zellpopulationen, selten auch von individuellen Zellen. Die Modelle dahinter müssen dynamisch und mikrostrukturiert, kurz: als Netzwerk "mit evolutionary design" konzipiert werden. Schuster vergleicht das mit den Wettervoraussagen früherer Jahre: "Während wir vor 50 Jahren erst wenige Messstationen hatten, sind es heute Zigtausende am Lande, in der Luft, sogar im All. Dazu braucht es nun aber die Informatik, welche diese Fülle an Daten zusammenschauen hilft." Führende Forscher finden sich in der Bioinformatik in den USA und UK, Lengauer spricht den Deutschen die beste Ausbildung zu. Aufholen würden die Chinesen, Stärken würden sich zudem in Singapur und Japan finden. Jedenfalls sei eine relativ stark ausgeprägte Pharmaindustrie für die durchaus teuren Spielereien der Bioinformatik förderlich. Erstere erhofft sich nicht zuletzt im Rahmen der "Chemoinformatics" brauchbare Vorhersagen darüber, wie sich bestimmte Wirkstoffe in bestimmten Zellen entfalten. Kurz und gut: Jede Menge zu tun; around the world. Bioinformatik: Der Zellregulation auf der Spur

July 20th

Wacker + Schott vor gemeinsamer Solarwaferproduktion

<a href=http://www.wacker.com>Wacker</a> und die Schott Solar GmbH, eine Konzerngesellschaft von <a href=http://www.schott.com>Schott</a>, befinden sich in Verhandlungen über die Gründung eines Joint-ventures zur Herstellung von Siliciumwafern für die Solarindustrie. Wacker + Schott vor gemeinsamer Solarwaferproduktion <% image name="Schott_Siliziumwafer" %><p> Die Gespräche der beiden Partner sind bereits weit fortgeschritten. Noch heuer könnte das Gemeinschaftsunternehmen mit der Produktion von multikristallinen Siliciumblöcken (Ingots) und Wafern beginnen - sie sind das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Solarzellen. Bis 2012 soll das Gemeinschaftsunternehmen eine Fertigungskapazität für Solarwafer von rund 1 GW pro Jahr erreichen. Am Stammkapital des Gemeinschaftsunternehmens sollen Wacker und Schott mit jeweils 50 % beteiligt sein.

Quantenteilchen: Atom und Molekül zugleich

Forschern um Gerhard Rempe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik gelang es, einen Überlagerungszustand aus Atom und Molekül zu beobachten - Paare aus je 2 Rubidiumatomen, die sich nicht entscheiden können, ob sie miteinander eine Molekülbindung eingehen oder atomare Singles bleiben sollen. Solche Quantenteilchen sind ideale Speichereinheiten in Quantencomputern. Quantenteilchen: Atom und Molekül zugleich <% image name="Atom_und_Molekuel_zugleich1" %><p> <small> In der Mitte des Bose-Einstein-Kondensats befinden sich Pärchen von Atomen (gelb), die in Moleküle überführt werden (rot) und umgekehrt. Diese räumliche Anordnung kann periodisch wiederholt werden. © MPI für Quantenoptik (2) </small> Die Forscher haben dafür zunächst eine Wolke von Rubidiumatomen in einer optischen Falle eingefangen und auf wenige Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt. Hier bilden die etwa 60.000 Rubidiumatome ein Bose-Einstein-Kondensat, einen Zustand, indem alle Teilchen identisch werden und sich praktisch nicht mehr bewegen. Mit einem optischen Gitter werden sie dann in einer regelmäßigen Struktur angeordnet. Dazu erzeugen stehende Lichtwellen aus 3 verschiedenen Raumrichtungen ein Laserlichtfeld, dessen Form an gestapelte Eierkartons erinnert. Die Vertiefungen in diesem winzigen Gitter aus Licht entsprechen energetisch besonders günstigen Zuständen, in denen sich die Rubidiumatome daher gerne niederlassen. Der Gitterabstand zwischen den Atomen ist durch die Lichtwellenlänge bestimmt. Er beträgt hier einige hundert Nanometer. Die Tiefe der Mulde hängt von der Laserleistung ab. Sie wurde so gewählt, dass die Atome darin gefangen sind. Dieser geordnete Zustand wird Mott-Isolator genannt. Über die Gesamtzahl der Atome im optischen Gitter können die Physiker die Zahl der Atome je Gitterplatz so steuern, dass sich im mittleren Bereich des Kristalls genau 2 Atome/Mulde befinden. So konnten sie gezielt Atome anregen, damit diese in den molekularen Zustand übergehen. Anschließend haben sie die Anzahl der Moleküle gezählt. In ihrer Gittermulde sind die Atome von ihren Nachbarn isoliert und sehen nur den Partner an ihrem jeweiligen Gitterplatz. Durch die Beschränkung auf einen winzigen Bereich stehen dem Pärchen nur wenige diskrete Quantenzustände zur Verfügung, die es als Molekül einnehmen kann. Das Gitter trennt auch die resultierenden sehr zerbrechlichen Moleküle voneinander, die daher nicht durch zufällige Stöße verloren gehen. <% image name="Atom_und_Molekuel_zugleich2" %><p> <small> Bei der Rabi-Oszillation können Atome (gelb) durch schnelles Schalten des Magnetfeldes (Magnetfeldlinie blau) in Moleküle (rot) überführt werden und umgekehrt. Zu bestimmten Zeiten befinden sich die Teilchen in einem Überlagerungszustand (gelb und rot), in dem sie gleichzeitig Atom und Molekül sind. </small> Um die Atome zu bewegen, mit ihrem Partner in der Mulde eine feste Bindung einzugehen, wird abrupt ein Magnetfeld eingeschalten. "Bei einem bestimmten Wert des Magnetfeldes wird die Wahrscheinlichkeit für eine molekulare Bindung der Atome durch die Wechselwirkung zwischen Magnetfeld und den magnetischen Momenten genauso groß wie für den atomaren Zustand", sagt Niels Syassen, der die Messungen vorgenommen hat: "Bei dieser Feshbach-Resonanz schwingen die Atome zwischen Single-Dasein und Partnerschaft hin und her." Diese Schwingungen werden als Rabi-Oszillation bezeichnet. Den Oszillationen entsprechend schwankt die Menge von Atomen und Molekülen im optischen Gitter im Laufe eines Zyklus. Die Forscher ermittelten die Zahl der Atome für die unterschiedlich langen Phasen, in denen das Magnetfeld eingeschaltet war. So haben sie die Rabi-Oszillationen über 29 Zyklen beobachtet. "Da Teilchen nun also gleichzeitig 2 Zuständen einnehmen können, verfügen wir über neue Möglichkeiten, Quantenregister zu realisieren, in denen verschiedene Informationen auf einem Quantenbit gespeichert werden könnten", so Rempe. Die Wissenschaftler gingen aber noch weiter. Sie erzeugten mithilfe der Rabi-Oszillationen zweiatomige Moleküle und hielten sie im optischen Gitter gefangen. Danach veränderten sie das Magnetfeld so, dass die Atome eigentlich lieber alleine als gebunden wären. Dennoch geht die Partnerschaft nicht immer auseinander, denn die Moleküle können nur bei bestimmten, diskreten Magnetfeldwerten zerfallen. Der Grund: In den Zwischenbereichen existieren nach den Regeln der Quantenmechanik keine Zustände, die einzelne Atome besetzen dürfen. Durch ihre Messungen haben die Forscher damit gezeigt, dass man mit optischen Gittern gezielt Strukturen schneidern kann, die es erlauben, mit instabilen Molekülen so zu hantieren als wären sie stabil. Nun wollen sie Atom-Molekül-Oszillationen noch präziser bestimmen.

Seiten