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July 20th, 2007

Was die Entwicklung einer Stammzelle steuert

Das Protein Oct4 regelt, ob sich eine Stammzelle weiterentwickelt und spezialisiert, oder ob sie ein Multitalent bleibt. Deutsche und US-Forscher haben herausgefunden: Chemische Prozesse können Oct4 dabei verändern und somit das Schicksal von Stammzellen mitbestimmen. <% image name="Oct4" %><p> <small> Das SUMO-1 Protein (orange) dockt an die Aminosäure K118 des Oct-4 Proteins an (oben links). Durch diese Verbindung der beiden Proteine wird Oct-4 stabiler und kann besser an die Ziel-DNA (unten) binden. © MPI für molekulare Biomedizin </small> Wie sich pluripotente Stammzellen entwickeln, wird maßgeblich durch das Protein Oct4 beeinflusst. Ist seine Konzentration in der Stammzelle um die Hälfte erhöht, wandelt sich das Multitalent in krankes Gewebe. Eine weitere Erhöhung auf das Doppelte der Ausgangskonzentration ist dann allerdings das reguläre biochemische Startsignal, damit sich die Stammzelle weiterentwickelt und einen neuen Embryo formt. Hans Schöler, der Direktor am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin, hat mit seinen ehemaligen Kollegen von der University of Pennsylvania nun entdeckt, dass ein kleines Protein an Oct4 andockt und somit dessen Lebenszeit verlängert sowie seine Aktivität verbessert. Oct4 bindet unter anderem an den Promoter - den Startbereich - bestimmter Gene und aktiviert so die Transkription der Gene und ihre Umsetzung in Proteine. Oct4 kann derart sowohl Gene aktivieren, die dafür sorgen, dass die Zelle pluripotent bleibt, aber auch solche unterdrücken, die eine Zellentwicklung einleiten. Die Forscher nahmen an, dass Oct4 unterschiedlich wirkt, weil es im Zuge der Bindung an die Gene chemisch verändert wird. Die Bindung kleiner Moleküle an das Protein führt zu solchen chemischen Veränderungen. Die Arbeiten haben gezeigt, dass so genannte SUMO-Proteine besonders gern an Transkriptionsfaktoren binden und damit deren Funktion verändern. SUMO ist abgeleitet von small ubiquitin-related modifier und bezeichnet einen kleinen, allgegenwärtigen Wandler. "Wir konnten nun zeigen, dass SUMO-1, eins der vier Mitglieder der SUMO-Familie, sich an Oct4 bindet und dadurch dessen Lebenszeit verlängert", erklärt Schöler: "Dafür haben wir Oct4 und SUMO-1 in künstliche wie auch lebende Zellen eingeschleust und konnten anschließend unter dem Mikroskop mit Hilfe fluoreszierender Antikörper nachweisen, dass die Moleküle miteinander verbunden waren." Im Ausschlussverfahren ermittelten die Forscher dann, welche Andockstelle von SUMO-1 genutzt wird. Sie deaktivierten gezielt potenzielle Andockstellen vom Oct4 und konnten so die Aminosäure Lysin an der Position 118 im Protein als Ankerstelle ausmachen. Da diese Ankerstelle für SUMO-1 direkt neben der DNA-Bindungsstelle von Oct4 liegt, wurde auch untersucht, wie der Verbund beider Proteine an die DNA bindet. Ergebnis: Der Molekülverbund hat sich effektiver an die Ziel-DNA gekettet als reines Oct4. Und dadurch wird auch die Funktion von Oct4 beeinflusst: "Wir haben entdeckt, dass Oct4 im Verbund mit SUMO-1 besser die Transkription auf vielen Promoter-Bereichen steuern kann", so Schöler. Aber SUMO-1 verbessert nicht nur die Wirkung, es verlängert auch die Lebenszeit von Oct4: Nach 16 h lagen 4 x mehr verbundene Moleküle vor als ungebundene Oct4-Moleküle. Anders ausgedrückt: Durch seine Bindung an Oct4 reguliert SUMO die Menge des Proteins in der Zelle. Da diese entscheidet, ob sich Stammzellen regulär differenzieren oder aber zum Tumor entarten, können diese Erkenntnisse möglicherweise helfen, Therapien für Tumore zu entwickeln, deren Ursache eine zu hohe Oct4-Konzentration ist. Was die Entwicklung einer Stammzelle steuert

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.

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.

July 19th

Genetische Ursachen für Herzinfarkt entdeckt

Wissenschaftler des Nationalen Genomforschungsnetzes (<a href=http://www.ngfn.de>NGFN</a>) haben mehrere Abschnitte der DNA identifiziert, in denen Gene für ein erhöhtes Herzinfarktrisiko liegen. Genetische Ursachen für Herzinfarkt entdeckt <% image name="ECG" %><p><p> <small> Die NGFN-Forscher analysierten mit deutschen, britischen und französischen Kollegen die genetischen Daten von knapp 3.000 Patienten und 4.500 gesunden Probanden aus 2 unabhängigen genomweiten Analysen zu koronarer Herzkrankheit und Herzinfarkt - die bisher größte publizierte Studie dieser Art. </small> Die Forscher ermittelten mehrere Regionen auf den Chromosomen, die allein oder im Zusammenspiel mit anderen das Risiko für koronare Herzerkrankungen und Herzinfarkt erhöhen können. "Wir analysierten kleine Varianten im Genom, sogenannte SNPs. Bei diesen Mutationen ist jeweils nur ein einzelner Genbuchstabe an einer bestimmten Stelle des Erbguts verändert", erklärt Jeanette Erdmann vom Uniklinikum Schleswig-Holstein. Eine dieser genetischen Varianten, die sich in einem bestimmten Bereich des Chromosoms 9 befindet, verdoppelt das Herzinfarktrisiko, wenn beide Kopien des Chromosoms betroffen sind. In dieser Region liegen Gene, die eine Rolle bei der Regulation des Zellwachstums spielen. Ein unkontrolliertes Wachstum von Gefäßzellen ist unter anderem an der Entstehung einer Arteriosklerose beteiligt. Insgesamt fanden die Wissenschaftler auf unterschiedlichen Chromosomen <b>7 genetische Varianten, die das Herzinfarktrisiko jeweils um etwa 20-30 % erhöhen</b> - was zeigt, wie komplex Herzerkrankungen sein können. Bei einer genetischen Variante auf Chromosom 2 konnten die Forscher zudem zeigen, dass das Herzinfarktrisiko, das von dieser Mutation ausgeht, auch von zusätzlichen Faktoren wie Übergewicht oder Bluthochdruck abhängt. Die Krankheit ist also nicht nur genetisch bedingt - eine gesunde Lebensweise ist und bleibt eine gute Vorsorgestrategie.

547B: PC für anspruchsvolle Automatisierungsjobs

Seinen neuen Industrie-PC Simatic Rack PC 547B aus der robusten 19-Zoll-Geräte-Reihe hat <a href=http://www.siemens.de/simatic-pc>Siemens A&D</a> mit Intels Core2-Duo-Desktop-Prozessoren in 64-Bit-Technologie ausgestattet. Damit eignet er sich besonders zur schnellen Verarbeitung großer Datenmengen in der Prozessleittechnik. <% image name="Siemens_Rack_PC547B" %><p> <small> Seine geringen Abmaße ermöglichen den platzsparenden Einbau in 19-Zoll-Schaltschränke ab 500 mm Tiefe. Der Rack-PC kann waagrecht und senkrecht betrieben werden und ist geeignet für den Einsatz als Industrie-Workstation oder Server in Leitwarten und technischen Büros. </small> Selbst bei maximaler Rechenleistung arbeitet der Rack-PC ohne Leistungsverlust bei Umgebungstemperaturen bis 40 &deg;C und industriellem 24-h-Dauereinsatz. Das gegenüber dem <a href=http://chemiereport.at/chemiereport/stories/4924>Vorgängermodell</a> überarbeitete Design und die lüftergesteuerte Überdruckbelüftung bieten einen hohen Staubschutz. Gegenüber dem Vorgängermodell bietet der neue Rechner eine um bis zu 50 % höhere Rechenleistung. Zur schnellen Datenspeicherung sind 250-GB-Sata-Festplatten im Einsatz. Hohe Systemverfügbarkeit und Datensicherheit bieten der Hot-Swap-Wechselrahmen und die Raid1-Spiegelplatten-Konfiguration, mit der sich die Festplatten im laufenden Betrieb tauschen lassen. Der Raid-Controller ist bereits onboard und belegt keinen zusätzlichen PCI-Steckplatz. Den Status von Lüfter und Temperatur zeigt eine Front-LED. Weitere Ausstattungen sind 6 USB-2.0-Ports, davon zwei frontseitig, 4 freie PCI-Slots sowie ein 10/100/1000-Mbps-Ethernet-Anschluss. Für Dual-Monitoring ist eine PCI-Express-x16-Grafikkarte verfügbar. Optional erhältlich sind Windows 2000, XP Professional oder Windows 2003 Server, Vista ist in Vorbereitung. 547B: PC für anspruchsvolle Automatisierungsjobs

Alzheimer: AFFiRiS-Impfstoff geht in Phase I

Der Alzheimer-Impfstoff mit der Bezeichnung Affitope AD01 von <a href=http://www.affiris.com>AFFiRiS</a> hat die Phase der klinischen Entwicklung erreicht. Alle regulatorischen und behördlichen Genehmigungen sind erteilt - das Medikament wird jetzt erstmals am Menschen getestet. Alzheimer: AFFiRiS-Impfstoff geht in Phase I <% image name="Affiris_Schmidt" %><p> <small> Walter Schmidt erreichte mit seiner AFFiRiS einen Meilenstein der <a href=http://chemiereport.at/chemiereport/stories/3292>im April 2006</a> mit den Münchener MIG-Fonds vereinbarten 8,5 Mio € Venture-Kapital-Finanzierung. </small> In der Phase-I-Studie sollen bis zu 24 Alzheimer-Patienten geimpft werden. Die Patienten werden über einen Zeitraum von 3 Monaten 4 x geimpft und in der Folge wird die Sicherheit und Verträglichkeit des Impfstoffes 6 Monate lang beurteilt. Die Studie wird am AKH Wien durchgeführt und soll innerhalb eines Jahres abgeschlossen werden. Gelingt der Nachweis eines vorteilhaften Sicherheits- und Verträglichkeitsprofils, soll bereits 2008 die Phase II beginnen. <table> <td width="110"></td><td> Die von AFFiRiS entwickelte Alzheimer-Impfung basiert auf der patentierten Affitope-Technologie, deren Wirkkonzept auf so genannten Mimotopen basiert und eine günstige Herstellung maßgeschneiderter Impfstoffe erlaubt. Das Besondere an der AFFiRiS-Impfstrategie im Fall von Alzheimer erläutert AFFiRiS-Chef Walter Schmidt: "Verursacht wird Alzheimer durch beta-Amyloid, einem ungewollt entstehenden Bruchstück eines körpereigenen Eiweißstoffes, der auf der Oberfläche von Gehirnzellen vorkommt und das Kürzel APP trägt." </td> </table> Eine Impfung ist prinzipiell sehr schwierig, denn man muss sicherstellen, dass das Immunsystem nur reagiert, wenn das beta-Amyloid als Bruchstück bereits in die Gehirnflüssigkeit abgespalten ist und nicht vorher, wenn es als gesunder Bestandteil im APP-Eiweiß von Gehirnzellen vorliegt. "Unser Ansatz erlaubt es, die Gehirnzellen zu verschonen und nur das Krankheit verursachende beta-Amyloid zu bekämpfen, unabhängig davon, ob es noch in gelöster Form in der Gehirnflüssigkeit schwimmt, oder bereits Ablagerungen, die sogenannten Plaques, gebildet hat", so Schmidt.

Projekt SuperEthanol ist in der Zielgeraden

Die <a href=http://www.superethanol.at>Initiative SuperEthanol</a> - sie wird unterstützt von der <a href=http://www.agrana.com>Agrana</a> und den <a href=http://www.ruebenbauern.at>Rübenbauern</A> (die gemeinsam das 125 Mio € teure Bioethanolwerk in Pischelsdorf betreiben) sowie <a href=http://www.genol.at>Genol</a> und den Autoimporteuren <a href=http://www.saab.at>Saab</a>, <a href=http://www.ford.at>Ford</a></a> und <a href=http://www.volvocars.at>Volvo</a> - ist zuversichtlich, bis 2010 rund 50.000 Flexi Fuel Vehicles (FFVs) in Österreich zu versorgen. Die Vorbereitungen für die Markteinführung am 1. Oktober laufen auf Hochtouren. Projekt SuperEthanol ist in der Zielgeraden <% image name="Agrana_Pischelsdorf_Luftbild" %><p> <small> Bioethanolwerk in Pischelsdorf bei Tulln wird derzeit "schleichend fertig gestellt": Alle Stahlbauten sind bereits erledigt, nun wird die Automatisierung installiert. "Bis 1. Oktober wird die Anlage laufen", verspricht Agrana-Chef Johann Marihart. </small> Bereits im April wurde gemeinsam mit der Bundesregierung ein <a href=http://chemiereport.at/chemiereport/stories/5600>5-Punkte-Programm</a> unterzeichnet, das die Einführung des neuen Benzinersatzes erleichtern soll. Dem entsprechend wird ab 1. Oktober der Bioethanolanteil vom neuen SuperEthanol von der Mineralölsteuer befreit und der Treibstoff gegenüber Superbenzin somit wirtschaftlich attraktiv. Einer der Vorantreiber der Markteinführung ist Genol, der größte Energieversorger im ländlichen Raum. Marketingleiter Hans Ledl verspricht ein Pricing für den neuen Treibstoff, das den Benzinpreis deutlich unterbietet, zudem soll noch heuer eine "bedarfsdeckende Versorgung" in ganz Österreich erreicht werden: "Wir bieten ab Oktober über die Genol-Tankstellen der Lagerhäuser SuperEthanol an. Dabei wird in der Regel die Spritsorte Super Plus durch SuperEthanol substituiert." Alleine Genol setze derzeit 30 solcher Umrüstungen um. Dafür fordert Ledl raschere Genehmigungsverfahren. <b>Der günstigere Preis</b> für den SuperEthanol ergibt sich primär durch den Steuerwegfall für den Ethanolanteil. Denn mengenmäßig muss in der Praxis um rund 15-20 % mehr SuperEthanol als herkömmlichen Benzin getankt werden. Die Initiative SuperEthanol wünscht sich nun insbesondere eine gerechtere Berechnung der NOVA bei den Flexi Fuel Vehicles. Derzeit erfolgt die NOVA-Einstufung aller FFVs im reinen Benzinmodus und nicht nach dem realistischeren Mischbetrieb Bioethanol/Superbenzin. <% image name="Agrana_SuperEthanol3" %><p> <b>Produziert wird der Treibstoff</b> im derzeit im Endausbau befindlichen Bioethanol-Werk in Pischelsdorf, das für bis zu 240.000 m³ Bioethanol (das entspricht 200.000 t) pro Jahr ausgelegt ist. Die Anlage, so Agrana-Boss Johann Marihart, werde dabei ausschließlich mit Rohstoffen aus Österreich bestückt - "in den ersten 2 Monaten mit 50.000 t Mais, danach stehen bis zu 50.000 t Zuckerrübensaft zur Verfügung". 10.000 ha landwirtschaftlicher Nutzfläche hat die Agrana für das Werk bereits "unter Vertrag", damit kann das Werk rund 10 % des Benzinverbrauchs in Österreich vollständig mit Bioethanol aus heimischen Rohstoffen ersetzen. <b>Bis 2010</b> - so das selbst gesteckte Ziel der Agrana - <b>sollen 5-6 % des österreichischen Benzinverbrauchs</b> (das wären rund 50.000 m³ Bioethanol) <b>substituiert werden</b>. Zum Vergleich: Laut Umweltbundesamt wurde 2006 durch Biodiesel ein energetischer Anteil von 3,54 % im Verkehrssektor substituiert. Ernst Karpfinger von den Rübenbauern ergänzt: "Die in der Bioethanolanlage benötigten Rohstoffmengen entsprechen etwa jenen Mengen an Getreide und Zucker, die in der Vergangenheit exportiert werden mussten. Dadurch werden sich einerseits vernünftige Erzeugerpreise erzielen und andererseits weite Transportwege verringern lassen. Darüber hinaus wird in der Bioethanolanlage hochwertiges Eiweißfuttermittel erzeugt werden, das maßgeblich zur Reduzierung der Sojaimporte beiträgt." <% image name="saab_9-5_biopower_limousine" %><p> <small> Ford, Saab und Volvo bieten nicht nur geeignete Fahrzeuge an, sondern unterstützen deren Kauf auch finanziell. Sie betonen zudem, dass der SuperEthanol auch für deutlich mehr Leistung sorgt. Im Bild die Saab 9-5 Biopower Limousine. </small> <small> <b>SuperEthanol</b> besteht aus bis zu 85 % Bioethanol (hergestellt aus Mais, Weizen und Zuckerrüben), der Rest des Gemischs ist Superbenzin. Bei 100 % Bioethanol würde der Dampfdruck in Europa zu gering ausfallen, sodass sich die Autos nicht mehr kalt starten ließen - ein Problem, das etwa in Brasilien nicht besteht. Jeder Liter verbrauchtes Bioethanol statt Superbenzin als Treibstoff erspart der Umwelt bis zu 1,8 kg CO<small>2</small>. Darüber hinaus steigert SuperEthanol auch die PKW-Motorleistung. SuperEthanol hat sich bereits erfolgreich unter anderem in Schweden, den USA und Brasilien als alternativer Treibstoff etabliert. Für 1 l Bioethanol braucht es übrigens einen Input von rund 2,5 kg Getreide. </small>

Risikofaktoren des Restless-Legs-Syndroms identifiziert

Wissenschaftler des GSF-Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit, der TU München und des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie haben nun Sequenzvarianten im Genom identifiziert, die bei RLS-Patienten häufiger sind als in der Normalbevölkerung. Dadurch konnten erstmals Erkenntnisse über die Entstehung der Erkrankung gewonnen werden. <% image name="Restless_Legs" %><p> <small> Wer unter dem Restless-Legs-Syndrom (RLS) leidet, den quälen allabendlich unangenehme Empfindungen in den Beinen, gegen die nur Bewegung hilft. Bisher war völlig unklar, was diese Beschwerden auslöst. </small> Das RLS betrifft in Deutschland allein 8 Mio Menschen und gehört zu den häufigsten neurologischen Erkrankungen. Die Betroffenen leiden abends und nachts wenn sie zur Ruhe kommen an einem Bewegungsdrang und Missempfindungen in den Beinen. Die Folge können schwere Ein- und Durchschlafstörungen und damit verbunden eine Tagesmüdigkeit sein. In schweren Fällen kann die Krankheit zu Depressionen und sozialer Isolation führen. Die Häufigkeit des RLS nimmt mit dem Alter zu. Die RLS-Ursache war bisher unbekannt. Nun identifizierte ein Forscherteam Risikofaktoren, die an der Entstehung der Krankheit beteiligt sind: Unter Leitung von Juliane Winkelmann und Thomas Meitinger wurden DNA-Chips eingesetzt, die es erlauben, 500.000 der häufigsten Varianten des menschlichen Genoms zu bestimmen. Gemessen wurde die Verteilung der Varianten zwischen 400 RLS-Patienten und 1.600 Probanden aus der Normalbevölkerung. Forschergruppen aus Deutschland, Österreich und Kanada waren beteiligt. Die Funktion der identifizierten Gene <b>MEIS1</b>, <b>BTBD9</b> und <b>LBXCOR1</b> überraschte: Es handelt sich um Gene, die im Zusammenhang mit der embryonalen Entwicklung bekannt sind. In dieser Aktivitätsphase sind sie an der Musterbildung der Extremitäten und des zentralen Nervensystems beteiligt. Welche Rolle diese Gene beim Erwachsenen spielen, muss nun näher untersucht werden. Risikofaktoren des Restless-Legs-Syndroms identifiziert

PM10: Hohe Quarzstaubemissionen durch Eisenbahnen

Der Straßenverkehr ist die am meisten diskutierte Feinstaubquelle. Eine neue Studie der TU Wien, so der Österreichische Verein für Kraftfahrzeugtechnik (<a href=http://www.oevk.at>ÖVK</a>), belege, dass auch Schienenfahrzeuge einen bedeutenden Anteil zur Belastung durch PM10 beitragen. <% image name="Eisenbahn" %><p> Die PM10-Emissionen (Particulate Matters 10 µm) des Schienenverkehrs würden in der gleichen Größenordnung wie jene des Straßenverkehrs gleichen, so die Kernaussage. Daher sollten Schienenfahrzeuge ebenfalls in die einschlägigen Emissionsstatistiken aufgenommen und in gleichem Maße wie bei anderen PM10-Verursachern darangegangen werden, mit geeigneten Maßnahmen die PM10-Emission von Schienenfahrzeugen zu verringern. Die PM10-Emissionen resultieren einmal aus dem Abrieb der Räder, Bremsen, Schienen und Fahrdraht. Der bei weitem größte Anteil der durch Schienenfahrzeuge verursachten PM10-Emission entsteht aber durch die Verwendung von Lokstreusand bzw. Bremssand. Dieser Sand wird verwendet, um bei Nässe, Eis oder Laub auf den Schienen die Reibungsverhältnisse zu verbessern. In Österreich werden jährlich ca. 8.000 t Quarzsand - alleine in Wien 1.700 t - für diesen Zweck ausgestreut, zu Feinstaub zermahlen und in die Luft verweht. Dieser Anteil weist wegen der Toxizität von Quarzstaub ein besonders hohes gesundheitliches Gefährdungspotenzial auf. Wichtigstes Ziel sei es daher, diese Quarzstaubemissionen zu vermindern. Das kann durch technische Verbesserung der alten Straßenbahnfahrzeuge, Optimierung von Gleit- und Schleuderschutzanlagen, automatische Besandung bei Schienenfahrzeugen und eine generelle Minimierung des Sandverbrauches durch Schulung der Fahrer bewerkstelligt werden. PM10: Hohe Quarzstaubemissionen durch Eisenbahnen

"Künstliche Lunge für Kohlekraftwerke"

Hans Fahlenkamp von der Uni Dortmund hat sich den Mechanismus der menschlichen Lungenbläschen zum Vorbild genommen, um die CO<small>2</small>-Abscheidung aus Kraftwerks-Rauchgasen zu bewältigen. <% image name="Schlot" %><p> Rund 300 Mio Alveolen hat der Mensch in seinen Lungen zur Verfügung, um täglich gerade einmal 1 kg CO<small>2</small> loszuwerden. Nicht einmal 10 l Atemluft/min tauscht er mit seiner Umgebung aus, wenn er sich nicht gerade körperlich anstrengt. Aber seine Atmungsorgane sind auf alles vorbereitet: Fresszellen lauern ständig auf Staubkörnchen oder die Reste kleiner Blutungen. Diese Zuverlässigkeit hat Hans Fahlenkamp mit seinen <b>Membrankontaktoren</b> imitiert, das Resultat sei eines "der störungsärmsten Systeme" der CO<small>2</small>-Abscheidung. Denn sie machen eine tatsächliche "Wäsche" der Rauchgase überflüssig: Während der Rauch durch viele feine Kunststoffröhren strömt, die von einem flüssigen Waschmittel umspült werden, geht das CO<small>2</small> durch mikrofeine Poren ins Waschmittel über. Genauso funktionieren die organischen Membranen in den Lungenbläschen, wo sie die Atemluft vom Blut trennen und trotzdem einen effizienten Austausch von O<small>2</small> und CO<small>2</small> zwischen den beiden Phasen ermöglichen. <b>Das Problem einer tatsächlichen Rauchgaswäsche</b>, bei der Gas und flüssiges Waschmittel direkt miteinander in Kontakt kommen, ist eine mögliche Verschlammung der Gaswäscher. Reststäube, die sich auch mit leistungsstarken Elektrofiltern nicht ganz vermeiden lassen, würden neben dem CO<small>2</small> im Waschmittel hängen bleiben und langfristig einen unerwünschten Schlamm bilden. "In einem modernen Großkraftwerk gehen bei 1.000 MW Nennleistung 3 Mio m3 Rauchgas/h durch den Kamin", erläutert Fahlenkamp, "wenn sich darin noch 20 kg Staub befinden, ist das zwar sehr wenig und nur 1/3 des gesetzlichen Grenzwerts. Aber nach 1.000 Betriebsstunden sind schon 20 t zusammengekommen." Unter Umständen wäre dies schon nach wenigen Wochen der Fall. <table> <td> Vor allem die Braunkohlekraftwerke im Rheinland, die gut die Hälfte des Strombedarfs in Nordrhein-Westfalen produzieren, könnten keineswegs so einfach abgeschaltet werden, wenn eine Störung auftritt. Müssten sie einmal außerhalb der geplanten Wartungsperioden vom Netz genommen werden, wäre nicht nur das Wieder-Anfahren ein langwieriger Prozess, auch die gesamte Logistik der Braunkohle-Förderung müsste lange ruhen. </td> <td> <% image name="Fahlenkamp" %> </td> </table><p> <small> Hans Fahlenkamp aus Dortmund ist vom Konzept der Membrankontaktoren überzeugt. </small> <small> <b>Rund 200.000 MW Kraftwerksleistung</b> müssen in den kommenden 20 Jahren europaweit ersetzt werden, weitere 100.000 MW zusätzlich geschaffen werden. Insgesamt geht es um gut 300 große Kraftwerke. In Deutschland müssten zudem weitere 21.000 MW Grundlastkapazität ersetzt werden, wenn tatsächlich alle Kernkraftwerke vom Netz gingen. Während sich die Ingenieure schon lange darauf vorbereiten, die Wirkungsgrade der neuen Kraftwerksgeneration deutlich zu steigern, wurden die Entwickler von der Forderung nach kurzfristigen Lösungen zur CO<small>2</small>-Abscheidung kalt erwischt. </small> "Künstliche Lunge für Kohlekraftwerke"

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