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Kurznachrichten November 2012

Eiweiß mit Doppelfunktion

Ein besonderes Eiweiß mit Doppelfunktion ist keine Laune der Natur. Das berichten Jülicher Forscher in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Brain". Das Protein ist einerseits ein Glutamat-Transporter im menschlichen Gehirn, der aktiv diesen wichtigen Botenstoff in Neuronen und Gliazellen hinein transportiert und ihn so aus dem Extrazellulärraum entfernt. Andererseits dient es als Ionenkanal, der Chlorid-Ionen passiv durch die Zellmembran schleust.

Während die Funktion als Glutamat-Transporter für die Signal-übertragung zwischen Neuronen im Gehirn ganz offensichtlich notwendig ist, konnten Wissenschaftler der zweiten Transportfunktion bisher noch keine Aufgabe zuordnen. Dies gelang den Jülicher Forschern nun. Sie konnten – noch an der Medizinischen Hochschule Hannover – zeigen, dass der Chloridstrom durch den Kanal genau reguliert sein muss. Strömen aufgrund eines Gen-Defekts zu viele Ionen durch den Kanal, löst das eine seltene Erkrankung aus, die episodische Ataxie. Dabei erleiden Patienten Anfälle, in denen ihre Bewegungskoordination gestört ist.

Mit weiteren Experimenten wollen die Wissenschaftler nun genau klären, was dabei auf zellulärer Ebene geschieht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen könnten helfen, neue Therapien zur Behandlung der episodischen Ataxie gezielt zu entwickeln.

Originalpublikation: "A point mutation associated with episodic ataxia 6 increases glutamate transporter anion currents" in: BRAIN - A Journal Of Neurology

Institute of Complex Systems, Bereich zelluläre Biophysik (ICS-4)

Studie zu Schlaf, Koffein und Ermüdung

Die Wirkung von Schlaf auf das menschliche Gehirn steht im Zentrum einer Kooperation des Jülicher Instituts für Neurowissenschaften und Medizin (INM-2) mit dem Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Die Wissenschaftler gehen in der Studie der Frage nach, warum der Mensch schlafen muss. Sie untersuchen dazu die Auswirkungen der Schlafdauer auf molekulare Strukturen des Gehirns (Synapsen) und den Einfluss der "inneren Uhr". Ihr Fokus liegt dabei auf den sogenannten Adenosinrezeptoren. Diese werden durch den Neuromodulator Adenosin aktiviert, der auch in der Regulation des Schlaf-Wachrhythmus eine zentrale Rolle spielt. Ihre Relevanz wird außerdem deutlich durch die Tatsache, dass die Rezeptoren durch Koffein blockierbar sind, was zu einer erhöhten Wachheit führt.

Untersucht werden diese Vorgänge durch molekulare Bildgebung (Positronenemissionstomografie, PET) und elektrophysiologische Methoden (EEG) – ab kommenden Sommer in der neuen Forschungsanlage :envihab des DLR und dem neuen PET-Zentrum in Jülich. Das Jülicher PET-Zentrum wird im Frühjahr 2013 eingeweiht, :envihab im Juli nächsten Jahres eröffnet.

Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Molekulare Organisation des Gehirns (INM-2)

Medizinische Forschungsanlage envihab im Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR

Modell sichert sauberes Wasser

Der diesjährige "Muelheim Water Award" für innovative Konzepte der Wasser- und Abwasserwirtschaft wird am 20. November an ein Projekt verliehen, bei dem die ETH Zürich federführend war. Zu dem Team gehörte auch Prof. Harrie-Jan Hendricks-Franssen vom Jülicher Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre (IBG-3). In Jülich wird das Projekt gegenwärtig erweitert.

Der mit 20.000 Euro dotierte Preis von RWE Aqua GmbH und Rheinisch-Westfälischer Wasserwerksgesellschaft mbH würdigt das von Prof. Wolfgang Kinzelbach geleitete Vorhaben mit dem Titel "Echtzeitsteuerung eines Brunnenfeldes mit einem Grundwassermodell". Das Projekt leiste einen "innovativen Beitrag" dazu, die Qualität des Rohwassers im Wasserwerk Hardhof der Stadt Zürich zu sichern, so das Koordinationsbüro des Preises. Als Rohwasser bezeichnet man das Wasser, das aus einem Gewässer genommen wird, um es als Trinkwasser zu nutzen.

Das Rohwasser in dem betreffenden Züricher Gebiet in der Nähe des Flusses Limmat wird durch verschmutztes Grundwasser aus dem städtischen Bereich beeinträchtigt. Quellen der Verschmutzung sind neben dem Fluss zum Beispiel Tankstellen, Industriegebiete und Bahnanlagen. Auch das verschmutzte Wasser strömt jedoch in die Richtung der Stelle, an der das Wasser für die Trinkwassergewinnung entnommen wird. Damit das Rohwasser nicht verschmutzt wird, müssen quasi "Strömungsbarrieren" errichtet und die Wasserentnahme gesteuert werden.

Dazu wird in dem Projekt ein 3D-Modell von Grundwasserströmungen sowie Wärmeverteilung und Stofftransport großtechnisch angewandt. Das Modell wird täglich aktualisiert durch umfassende Messungen der Grundwasserhöhen. Auf dieses Modell baut die Echtzeitsteuerung des Brunnenfeldes auf, die jeden Tag mit den neuesten Daten gefüttert und aktualisiert wird.

Am Jülicher Institut für Agrosphärenforschung und an der ETH Zürich wird gegenwärtig daran gearbeitet, das Verfahren zu erweitern: Auch die Temperaturen des Grundwassers werden genutzt, um in Echtzeit die Modellvorhersagen weiter zu verbessern. Bis Mai 2013 sollen die Forschungen abgeschlossen sein.

Informationen zur Jülicher Agrosphärenforschung (IBG-3)

Informationen zum Muelheim Water Award

Auf dem Weg zu genaueren Klimaprognosen

Die obere Troposphäre/untere Stratosphäre (engl. UTLS) liegt 5 bis 25 Kilometer über der Erdoberfläche. Das räumliche und zeitliche Verhalten der Treibhausgase in dieser Schicht hat großen Einfluss auf das Bodenklima. Wissenschaftler modellieren daher Prozesse wie Luftmassentransporte in dieser Region, um Vorhersagen zur globalen Erwärmung zu verbessern. Wie sich Unsicherheiten in der Stärke der Vermischung atmosphärischer Luftmassen in dieser Region auf Klimamodelle auswirken können, zeigte kürzlich eine Studie unter Leitung des Jülicher Atmosphärenforschers Prof. Martin Riese. Die Studie untersuchte ihren Einfluss auf die Verteilung der Treibhausgase Wasserdampf und Ozon in der ULTS mit dem Ergebnis, dass verschiedene Annahmen hierzu sich wesentlich auf Simulationen des Bodenklimas auswirken. Die Analyse, ursprünglich im "Journal of Geophysics" veröffentlicht, wurde jetzt auch im "EOS Research Spotlight" vorgestellt.

Für Klimamodelle ist es besonders wichtig, atmosphärische Transport- und Mischungsvorgänge realistisch zu simulieren. Riese und sein Team führten diese Studie mithilfe des in Jülich entwickelten Atmosphärenmodells CLaMS (Chemical Lagrangian Model of the Stratosphere) durch. Ergebnis: Unklarheiten bei der Mischungsstärke im Bereich der UTLS führen bei der Simulation der Bodentemperatur im globalen Mittel zu Unsicherheiten von etwa 0,4 Grad Celsius.

Diese Unsicherheiten lassen sich letztlich nur durch detaillierte Messdaten beheben. Das wäre ein wichtiges Ziel der Erdbeobachtungsmission PREMIER. Sie ist einer von drei möglichen Kandidaten für die 7. Erdbeobachtungsmission der Europäischen Raumfahrtsmission ESA. Die aktuellen Simulationen liefen im Rahmen der "PREMIER Science Impact"-Studie: Voruntersuchungen zu PREMIER, die vom Forschungszentrum Jülich koordiniert wurden. Wichtigstes Messinstrument für PREMIER ist eine Infrarot-Kamera, die gemeinsam vom Forschungszentrum Jülich und vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vorgeschlagen und ausgelegt wurde. Der Prototyp dieser Kamera, GLORIA, wurde ebenfalls gemeinsam von beiden Zentren entwickelt und bereits von Juni bis September 2012 auf dem neuen deutschen Forschungsflugzeug HALO erfolgreich eingesetzt.

Originalpublikation: Journal of Geophysical Research Vol. 117, D16305, doi:10.1029/2012JD017751, 2012

Informationen zum Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung, Bereich Stratosphäre

Informationen zu PREMIER

Informationen zu GLORIA und HALO

Aktuelle Termine:

Auf Seite http://www.fz-juelich.de/termine finden Sie aktuelle Konferenzen und Veranstaltungen im und mit dem Forschungszentrum Jülich, unter anderem:

"Wunderkammer Wissenschaft" in Aachen

8. bis 16. November, Reiff-Museum, Aachen

Das Reiff-Museum in Aachen ist der 25. Präsentationsort der Wanderausstellung „Wunderkammer Wissenschaft“ der Helmholtz-Gemeinschaft. Mit ihren Wissenschaftsbildern will die Ausstellung an den ursprünglichen Impuls des Erforschens anknüpfen: das Staunen über das Wunderbare unserer Welt, die Neugier und das Fragen nach ihrer Entstehung, Entwicklung und Zukunft. In 17 Wunderkammern, darunter ist auch eine "Kammer" des Forschungszentrums Jülich, werden animierte und mit sphärischen Klängen untermalte Wissenschaftsbilder präsentiert.

Weitere Informationen zur Wanderausstellung

5. "Jülich Lecture" zu Geschlecht und Wissenschaft

13. November, 13 Uhr, Forschungszentrum Jülich, Auditorium
"Gendered Innovations in Science, Medicine and Engineering" ist der Titel des Vortrags von Prof. Londa Schiebinger als mittlerweile 5. "Jülich Lecture". Schiebinger ist John L. Hinds Professor of History of Science an der Stanford University. Die Wissenschaftlerin mit dem Schwerpunkt Geschlecht in den Wissenschaften leitet gegenwärtig das europäisch-amerikanische Projekt, das ihrem Vortrag den Titel gibt (www.genderedinnovations.eu).

Mehr Informationen zur 5. Jülich Lecture

Mediathek

Neue Ausgabe „Forschen in Jülich“

"Das Geheimnis des Schnabeltiers" und mit ihm die der verschiedenen Arten von Hämoglobin stehen im Mittelpunkt der neuen Ausgabe von "Forschen in Jülich". Daneben beleuchtet das Magazin des Forschungszentrums unter anderem das Jülicher Know-how für das Fusionskraftwerk ITER, die Forschung an magnetischen Molekülen für die übernächste Computergeneration sowie zur Synästhesie. Ab Ende kommender Woche ist das Magazin auch im Appstore erhältlich.

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"Forschen in Jülich" im Netz


Pressekontakt

Erhard Zeiss, Tel. 02461 61-1841, e.zeiss@fz-juelich.de


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