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Kurznachrichten Dezember 2016

Ionentransport gemeinsam erforschen

Ionenkanäle und -transporter sind für den Austausch von Signalen im zentralen Nervensystem von entscheidender Bedeutung. Dabei handelt es sich um komplexe Moleküle in der Zellwand, die bestimmte Ionen wie Kalium-, Natrium- oder Chlorid-Ionen passieren lassen oder Boten- und Nährstoffe im Zellinneren anreichern. Wie diese zellulären Schleusen im Detail funktionieren, will eine neue, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Forschergruppe klären. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich sind maßgeblich beteiligt an dem Vorhaben von insgesamt sieben Institutionen, das Simulation, Theorie und Experiment auf einzigartige Weise vereint. Federführend ist die Friedrich-Schiller-Universität Jena. Die neue DFG-Forschergruppe ist eine von insgesamt sieben neuen Gruppen, die in der ersten Förderperiode zusammen rund 17 Millionen Euro erhalten.

"Wenn man die Funktion von Ionenkanälen und -transportern verstehen will, reicht es nicht aus, ihre dreidimensionale Struktur unter bestimmten Bedingungen zu kennen. Es ist vielmehr ein detailliertes Verständnis ihrer dynamischen Strukturänderungen notwendig", erläutert der Jülicher Zellforscher Prof. Christoph Fahlke, stellvertretender Sprecher der Forschergruppe "Funktionale Dynamik von Ionenkanälen und Transportern – DynIon". Die komplexen Eiweißbausteine sind veränderlich und wechseln von einem Zustand in den anderen.

Um die zugrundeliegenden Funktionsmechanismen zu entschlüsseln, führt die Forschergruppe Computersimulationen mit experimentellen Verfahren aus den Bereichen der Elektrophysiologie, Biophysik und Strukturbiologie auf einer deutschlandweit einzigartigen Plattform zusammen. "Die Moleküldynamik-Simulation ermöglicht es, die wesentlichen Eigenschaften von Ionenkanälen mit großer Genauigkeit zu beschreiben, von der Kanalöffnung über die Auswahl bestimmter Ionen bis hin zu Quantenphänomenen wie dem Transport von Protonen", erläutert der Theoretische Biophysiker Prof. Paolo Carloni vom Forschungszentrum Jülich, der ein weiteres Teilprojekt innerhalb der Gruppe leitet.

Bei der Durchführung der rechenaufwendigen Computersimulationen kommt zudem dem Jülich Supercomputing Centre (JSC) eine bedeutsame Rolle zu. Das JSC betreibt Superrechner der höchsten Leistungsklasse in Europa.

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

Institute for Advanced Simulations, Bereich Computational Biomedicine (IAS-5/INM-9)

Pressemitteilung der DFG: "DFG fördert sieben neue Forschergruppen"

Vom Gewächshaus bis auf den Acker

Pflanzen aus dem Gewächshaus entwickeln sich oft deutlich anders als die gleichen Pflanzen vom Acker. So haben sie in der Regel dünnere Blätter und wachsen rascher. Welche Faktoren das Wachstum beeinflussen und wie sie das tun, hat Dr. Hendrik Poorter vom Jülicher Institut für Pflanzenwissenschaften mit Kollegen aus Oldenburg und Wageningen (Niederlande) in einem Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift "New Phytologist" zusammengefasst.

"Die Wachstumsbedingungen in Gewächshäusern unterscheiden sich häufig deutlich von denen im freien Feld", sagt Poorter. "Nur wenn wir wissen, wie und in welchem Ausmaß sich diese unterschiedlichen Bedingungen auswirken, können wir entscheiden, wie übertragbar Ergebnisse aus dem Gewächshaus in den Acker sind." Pflanzenbiologen etwa führen physiologische und genetische Studien häufig unter streng kontrollierten Bedingungen in Gewächshäusern oder Klimakammern durch. Nur so können sie Veränderungen beispielsweise gezielt einem Gen zuordnen.

Agrarwissenschaftler dagegen interessieren sich für das Wachstum der Pflanzen im Freiland, wo viele unterschiedliche und unkontrollierbare Einflüsse wirken. Um realistisch zu beurteilen, wie sich etwa die Produktivität einer Pflanze verbessern lässt, müssen beide Systeme miteinander in Beziehung gesetzt werden.

Im nächsten Schritt will Poorter den Einfluss von zwölf Faktoren genauer betrachten, die das Pflanzenwachstum beeinflussen: unter anderem Licht, Temperatur und Nährstoffe. Dazu wird er Publikationen auswerten; seine Jülicher Kollegen begleiten diese Recherche mit gezielten Experimenten unter Laborbedingungen und im Freiland.

Originalpublikation:
Poorter et al., Pampered inside, pestered outside? Differences and similarities between plants growing in controlled conditions and in the field. New Phytologist 212 (2016): 838-855 (DOI: 10.1111/nph.14243)

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Pflanzenwissenschaften (IBG-2)

Beitrag im New Phytblog

Einstein in einem Eisenkristall

Winzig kleine relativistische Effekte bilden die Grundlage für die Funktionalität moderner Technologie, etwa der von magnetischen Festplatten und Datenspeichern. Bisher konnten die Eigenschaften einer elektronischen Struktur jedoch nicht sichtbar gemacht werden. Nun konnten Forscher diese erstmals direkt beobachten: Mithilfe Winkelaufgelöster Photoemissionsspektroskopie konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vom Jülicher Peter Grünberg Institut und von der LMU München sichtbar machen, wie sich Bandlücken in einer Eisenprobe bilden –– als Antwort auf die Richtungsänderung eines Magnetfeldes.

Nach Einsteins Relativitätstheorie entstehen diese Lücken in den Energieniveaus der im Probenkristall fließenden Elektronen, weil diese die Richtung des Magnetfeldes "spüren". In Spintronik-Bauteilen, die den Spin von Elektronen nutzen, bestimmen Bandlücken die Richtung der Magnetisierung und die Leitfähigkeit. Mithilfe solcher Analyse-Methoden könnte es schon bald viel leichter werden, Materialien für spintronische Anwendungen maßzuschneidern. "Für Wissenschaftler meiner Generation sind diese Experimente die Verwirklichung eines Traums", so Prof. Stefan Blügel vom Peter Grünberg Institut. "Der Grund dafür, dass die Drehung der Magnetisierung den Fluss der Elektronen beeinflusst, ist die sogenannte Spin-Bahn-Wechselwirkung. Diese tatsächlich einmal spektroskopisch zu ‚sehen‘, hatte ich nicht für möglich gehalten."

Originalpublikation:
E. Mlynczak, M. Eschbach, S. Borek, J. Minár, J. Braun, I. Aguilera, G. Bihlmayer, S. Döring, M. Gehlmann, P. Gospodaric, S. Suga, L. Plucinski, S. Blügel, H. Ebert, and C. M. Schneider: Fermi surface manipulation by external magnetic field demonstrated for a prototypical ferromagnet; Phys. Rev. X 6, 041048 – Published 9 December 2016, DOI: 10.1103/PhysRevX.6.041048

Peter Grünberg Institut, Bereich Quanten-Theorie der Materialien (PGI-1/IAS-1)

Peter Grünberg Institut, Bereich Elektronische Eigenschaften (PGI-6)

Jülicher Azubis auch bundesweit spitze

Julia Valder vom Jülich Supercomputing Centre (JSC) gehört zu den fünf bundesbesten Auszubildenden aus dem IHK-Bezirk Aachen und damit zu den 219 besten von insgesamt 300.000 Auszubildenden in Deutschland. Dafür wurde sie im Dezember vom Deutschen Industrie- und Handelskammertag (DIHK) in Berlin geehrt.

Valder hatte im Sommer in Jülich ihre Ausbildung zur Mathematisch-technischen Softwareentwicklerin (MATSE) abgeschlossen. Die 21-Jährige erreichte in der Abschlussprüfung mit 96 Prozent das beste Ergebnis aller Prüflinge im Raum Aachen. Sie macht nun ihren Master in Technomathematik.

Informationen zum Jülich Supercomputing Centre (JSC)

Informationen zur MATSE-Ausbildung in Jülich

Preis für Jülicher Alzheimer-Forscher

Dr. Wolfgang Hoyer vom Jülicher Institute of Complex Systems (ICS) hat den diesjährigen Ulrich-Hadding-Forschungspreis des Biologisch-Medizinischen Forschungszentrums (BMFZ) der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf erhalten. Die mit 5000 Euro dotierte Auszeichnung wurde ihm Anfang Dezember als einem von zwei Preisträgern auf dem Jahrestreffen des BMFZ zuerkannt. Gewürdigt wurde Hoyers grundlegende Forschung zu den molekularen Ursachen von Volkskrankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Diabetes mellitus Typ2.

Diesen Erkrankungen ist gemeinsam, dass Proteinmoleküle im Körper verklumpen und zellschädigende Aggregate bilden. Hoyer erforscht diesen Vorgang auf strukturbiologischer Ebene und entwickelt spezielle Moleküle, die die Aggregat-Bildung beeinflussen. Für diesen Ansatz erhielt der Forscher ebenfalls im Dezember einen der renommierten Consolidator Grants des Europäischen Forschungsrates, der mit einer fünfjährigen Förderung im Gesamtumfang von 2 Millionen Euro verbunden ist.

ERC Consolidator Grant für Dr. Wolfgang Hoyer - Pressemitteilung vom 15. 12. 2016

Geoverbund ABC/J: Harry Vereecken weiter an der Spitze

Prof. Harry Vereecken wurde für weitere zwei Jahre zum Wissenschaftlichen Direktor des Geoverbundes ABC/J gewählt. Der Wissenschaftler leitet das Jülicher Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre, und ist Professor an der Landwirtschaftlichen Fakultät der Universität Bonn. Ebenfalls wiedergewählt wurde Prof. Helmut Brückner von der Universität zu Köln als Stellvertretender Wissenschaftlicher Direktor des Geoverbunds ABC/J.

In dem geowissenschaftlichen Netzwerk bündeln die RWTH Aachen, die Universität Bonn, die Universität zu Köln sowie das Forschungszentrum Jülich ihre Expertise und Ressourcen, um attraktive Rahmenbedingungen für exzellente Forschung und Lehre in der Region zu schaffen. So vergibt das Netzwerk 2017 zum siebten Mal den ABC/J-Forschungspreis für herausragende Beiträge von Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern, die sich noch bis zum 15. Februar 2017 bewerben können.

Geoverbund ABC/J

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre (IBG-3)

Jülicher Magazin "effzett" erneut ausgezeichnet

Die Jury des "International Corporate Media Award" hat auch in diesem Jahr das multimediale Magazin "effzett" des Forschungszentrums Jülich ausgezeichnet. Für die Ausgabe 01/2016 mit dem Titelthema "Python – Die wunderbare Welt des Programmierens" gab es in der Kategorie "Cover und Coverstory" einen "Award of Excellence".

In der ausgezeichneten "effzett" geht es um die Programmiersprache Python. Sie steckt in YouTube, Google und in animierten Filmen. Gleichzeitig ist sie ein Alltagswerkzeug in der Forschung: Python hat sich von einem kleinen, aber ambitionierten Zeitvertreib zu einer Weltsprache unter Programmierern gemausert. Vielleicht weil sie etwas völlig anderes ist oder "something completely different", wie die britische Komikergruppe Monty Python sagen würde.

Das Magazin "effzett" in der Mediathek

Neuer Experimentierkoffer zum Thema "Strom"

Das Schülerlabor JuLab des Forschungszentrums Jülich hat einen neuen Experimentierkoffer zum Thema "Strom" herausgebracht. Lehrerinnen und Lehrer können den Koffer ausleihen, um das Thema für Schulklassen interessant und spannend aufzubereiten. In einfachen Versuchen lernen die Schülerinnen und Schüler, unter welchen Bedingungen Strom fließt und wie man beispielsweise mit Klemmen, Kabeln und Schaltern einen funktionierenden Stromkreis baut.

Alle Experimente wurden wiederholt erfolgreich von Kindern im Vorschul- und Grundschulalter ausprobiert. Auf ihrer Entdeckungsreise steht den Kindern Malte Maus als Identifikationsfigur zur Seite und regt durch seine Fragen zum Nachdenken und Experimentieren an. Das Angebot richtet sich in erster Linie an Grundschulen, enthält aber auch Material für Kindertagesstätten und Unterstufenschüler. Das JuLab bietet zudem eine passende Fortbildung für Lehrer und Erzieher zur Einführung in die vorgeschlagenen Experimente an.

Informationen zu den Experimentierkoffern des Schülerlabors JuLab

Praxisleitfaden: Betriebliches Mobilitätsmanagement

Das betriebliche Mobilitätsmanagement des Forschungszentrums Jülich ist eines von sieben Beispielen, die die Mittelstandsinitiative "Energiewende und Klimaschutz" in ihrem neu erschienenen Praxisleitfaden zum Thema vorstellt. Der Leitfaden richtet sich an mittelständische Unternehmen, die ihre Unternehmensmobilität optimieren und dabei auf eine nachhaltige Grundlage stellen wollen.

Der Leitfaden beinhaltet Grundsätze des betrieblichen Mobilitätsmanagements, zeigt die Vorgehensweise bei der Optimierung in einem Unternehmen auf und gibt Ratschläge zu Maßnahmen. Er versteht sich als inhaltlicher Einstieg und Ergänzung zur Qualifizierung zum "Betrieblichen Mobilitätsmanager". Diese fachliche Weiterbildung bietet die Mittelstandsinitiative in Zusammenarbeit mit teilnehmenden Industrie- und Handelskammern an.

Link zum Leitfaden

Mediathek

Neue „effzett“ erschienen

Pünktlich zu den Feiertagen steht die neue Ausgabe der "effzett" zum Download bereit und kann über den Warenkorb des Forschungszentrums Jülich bestellt werden. Im Titelthema des Wissenschaftsmagazins nimmt diesmal der Energieträger Wasserstoff Fahrt auf. Wasserstoff ist bereits kurz nach dem Urknall entstanden und stellt das häufigste chemische Element in unserem Sonnensystem dar: 93 Prozent aller Atome sind Wasserstoffatome. Das Gas gilt zudem als Hoffnungsträger für die Energieversorgung, insbesondere für die Speicherung und den Transport von Energie – auch Jülicher Forscher arbeiten daran.

Die letzte "effzett" 2016 ist auch gleichzeitig die letzte Ausgabe, die als App für iPads und Android-Tablets erscheint. Zukünftig wird das Magazin aus dem Forschungszentrum nicht mehr in den App-Stores angeboten. Dennoch muss kein Leser auf eine digitale Version verzichten: Als sogenannte Online-App wird die „effzett“ zukünftig auf allen Endgeräten direkt les- und erlebbar – der Umweg über die App Stores entfällt.

Die „effzett“ in der Mediathek

Aktuelle Termine:

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

Jugend forscht: Regionalwettbewerb im Februar

10. Februar 2017, Auditorium, Forschungszentrum Jülich
Jugend forscht ist Deutschlands bekanntester Nachwuchswettbewerb. Auch 2017 ist das Forschungszentrum Jülich wieder als Ausrichter des Regionalwettbewerbs für die Region Aachen und Umgebung dabei. Am Freitag, 10. Februar 2017, kann die Öffentlichkeit ab 14.30 Uhr die Wettbewerbsarbeiten besichtigen.

Ziel von Jugend forscht ist es, Jugendliche für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu begeistern, Talente zu finden und zu fördern. Pro Jahr gibt es bundesweit mehr als 100 Wettbewerbe. Teilnehmen können Jugendliche ab der 4. Klasse bis zum Alter von 21 Jahren.

Mehr Informationen zu Jugend forscht

Pressekontakt:

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


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