Best of Wissenschaft 2012

23. Dezember 2012, 20:49
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2012 ging das Higgs-Teilchen ins Netz und der Physik-Nobelpreis an Quantenphysiker - ein Fach, in dem Österreicher traditionell brillieren - Eine Auswahl österreichischer Spitzenforschung

Jänner

Schlüssel für resistente Krebszellen

Die Mehrheit der Menschen, die an Blutkrebs erkranken, leiden an chronischer myeloischer Leukämie (CML). Sie wird durch einen Bruch in den Chromosomen verursacht. Dadurch entsteht das neue Enzym BRC-ABL, dass die Zellen entarten lässt. Bislang nahm man, dass der Prozess über einen Zwischenschritt gesteuert wird. Neue Medikamente gegen diesen Signalweg erwiesen sich aber als wirkungslos oder führten zu resistenten Krebszellen. Veronika Sexl von der Veterinärmedizinischen Universität Wien und Giulio Superti-Furga vom Center for Molecular Medicine (Cemm) konnten die Ursache für das Versagen aufklären. Denn tatsächlich setzt BRC-ABL selbst die Krebserkrankung direkt in Gang, wie sie sie im Fachmagazin Nature Chemical Biology zeigten. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass die besagten Medikamente, wenn sie doch Wirkung zeigten, nicht den ursprünglichen Signalweg hemmten, sondern eben das Enzym BRC-ABL.


Februar

Forschung für die Frauenquote

Die Frauenquote wirkt. Das zeigt eine vom FWF geförderte Studie der Innsbrucker Wirtschaftswissenschafter Martin Sutter und Loukas Balafoutas im Fachjournal Science. Sie imitierten die Frauenquote, indem sie Rechenaufgaben an Frauen und Männer verteilten und sie vor die Wahl stellten, entweder 50 Cent, oder, wenn sie zu den zwei besten gehörten, 1,50 Euro pro Aufgabe zu erhalten. Das Experiment wurde in den Varianten " ohne Frauenförderung", "mit Frauen-Quote" – einer der Gewinner musste eine Frau sein – oder "mit Frauen-Bonus" – Frauen wurden bevorzugt – durchgeführt. Gab es keinerlei Fördermaßnahmen für Frauen, war ihre Wettbewerbsbereitschaft nur halb so hoch wie die der Männer, während ihr Anteil in den frauenfördernden Varianten deutlich stieg. Bei den Männern änderte sich hingegen nichts. Auch die Leistung wurde nicht beeinflusst. Zudem stellten die Forscher fest, dass Frauen, die durch Fördermaßnahmen aufstiegen, später im Team nicht diskriminiert wurden.


Mai

Ein Element in neuer Gestalt

Alle Elemente, also im Prinzip alles, was die Natur erschaffen hat, kann gemeinhin drei Zustände annehmen: Fest, flüssig oder gasförmig. Doch es gibt noch eine vierte Eigenschaft: Das Bose-Einstein-Kondensat. Das ist der Zustand, in dem Atome den niedrigsten Energiezustand annehmen. Diese ultrakalten Teilchen sind für die Physik deshalb so interessant, weil sich dadurch die Eigenschaften der Materie unter kontrollierten Bedingungen untersuchen lassen. Der Innsbrucker Physikerin Francesca Ferlaino, die bereits 2009 mit dem Start-Preis des FWF und 2010 mit dem Starting Grant des Europäischen Forschungsrats ERC ausgezeichnet wurde, gelang es gemeinsam mit Rudolf Grimm das Element Erbium zu kondensieren. Erbium ist vergleichsweise schwer und besitzt einen stark magnetischen Charakter. Damit lässt sich etwa der bislang noch wenig verstandene Magnetismus untersuchen.


Juli

Mittel gegen Darmstörungen

Auch wenn man bislang nicht wusste warum, so ist schon lange bekannt, dass Mangelernährung zu Störungen des Immunsystems, Durchfall und Darmentzündungen führt. Forscher aus der Gruppe von Josef Penninger vom Institute of Molecular Biotechnology (Imba) entdeckten, dass die vom Körper nicht selbst herstellbare Aminosäure Tryptophan ein wesentliche Rolle dabei spielt. Dieses wird von einem Enzym, das eigentlich in Verbindung mit Herzkreislauferkrankungen steht, aus der Nahrung im Darm aufgenommen. Schaltet man das Enzym bei Mäusen aus, zeigen sie alle Symptome einer Unterernährung. Führte man diesen Nagern dafür die Aminosäure künstlich zu, erholten sich die Nager. FürMenschen mit entzündlichen Darmerkrankungen könnten sich durch die Erkenntnisse neue Therapiemöglichkeiten ergeben. Diese Publikation war der Zeitschrift Nature sogar ein Cover wert.


August

Klarheit über Handystrahlung

Vieltelefonierer dürfte die Erkenntnis erleichtern: Die Struktur von Proteinen wird nicht geschädigt durch Mikrowellenstrahlung – jene Strahlung, die nicht nur durch das bekannte Wärmegerät, sondern auch von Mobiltelefonen und durch WLAN-Nutzung freigesetzt wird. Zu diesem Ergebnis kamen die Forscher des Christian Doppler Labors für Mikrowellenchemie unter der Leitung von Oliver Kappe von der Uni Graz. Noch vor einem Jahr hatte die Weltgesundheitsorganisation vor möglichen Hirntumoren durch häufige Handy-Nutzung gewarnt. Tatsächlich können Proteine durch Wärme, wie sie von Mikrowellen verursacht wird, schneller abgebaut werden. Doch dies hängt eben nur mit der Temperatur, nicht aber mit der ausgesendeten Strahlung zusammen. Das konnten die Wissenschaftler im Journal of Proteomics zeigen.


September

Kombitherapie gegen Blutkrebs

Im September legte Giulio Superti-Furga vom Cemm in Sachen Blutkrebs (siehe Jänner) nach: Forscher seines Labors konnten in einer Kooperation mit der Med-Uni Wien und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) nachweisen, dass sich eine therapieresistente Form der chronischen myeloischen Leukämie (CML) durch eine Kombination zweier Wirkstoffe überwinden lässt, obwohl beide Wirkstoffe einzeln unwirksam sind. Ein sogenannter integrativer systembiologischer Ansatz ermöglichte es den Wissenschaftern zu zeigen, dass durch die Kombination nicht mehr nur einzelne Proteine, sondern ganze molekulare Netzwerke rund um das den Blutkrebs verursachende Enzym gehemmt werden – unter anderem das prominente Krebsgens c-myc. Die Arbeit mit unmittelbarer Relevanz für das wachsende Feld der Systempharmakologie wurde im Fachjournal Nature Chemical Biology publiziert.

Quanten im Zwischenzustand

Quanten sind auch nur menschlich. Sie streben nach Balance – wenn auch nicht nach dem inneren, sondern dem thermischen Gleichgewicht. So wie Eis in kochendem Wasser seine gerichtete Struktur aufgibt und sich verflüssigt, streben auch Quanten in streng geordneten Zuständen einen entspannteren, ungeordneten Gleichgewichtszustand an. Allerdings kann dieser Vorgang in der Quantenphysik deutlich komplizierter ablaufen, wie Jörg Schmiedmayer von der TU Wien und seine Kollegen im Fachmagazin Science zeigten. Die Wissenschafter untersuchten Atomwolken aus ultrakalten Teilchen und stellten fest, dass es zwischen Ordnung und ungeordnetem thermischen Gleichgewicht einen erstaunlich stabilen Zwischenzustand gibt. Dieser "präthermalisierte" Zustand ist äußerst wichtig, will man etwa mit einem Quanten-Computer rechnen oder Daten speichern. Zudem könnte dieser Zustand helfen, das frühe Universum kurz nach dem Urknall besser zu verstehen.

Die Clans von Zentraltibet

Über fünf Jahre lang bestimmte Guntram Hazod vom Institut für Sozialanthropologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften die Hügelgräber-Felder aus dem 4. bis 10. Jahrhundert im Gebiet von Zentral-Tibet, das heute zu China gehört. Damals bestand Tibet aus zahlreichen Clans und Familienlinien. Die Dynastie, aus denen etwa die tibetischen Reichskönige hervorgingen, waren Hazod zufolge ursprünglich nur ein kleines Segment in der politischen Landschaft lokaler Dynastien. Deren führende Linien waren in der Organisation des tibetisches Reiches (7. bis 9. Jahrhundert) eingebunden und bestanden auch nach dem Zerfall der Königsdynastie weiter. Bei seinen bahnbrechenden Arbeiten entdeckte Hazod zahlreiche bisher unbekannte Erdhügelgräber aus vorbuddhistischer Zeit, die bis zu 70 Meter lang waren. Anhand solch wichtiger Funde konnte er Familenstränge identifizieren, die über Jahrhunderte maßgeblich die politische und religiöse Geschichte des Landes prägten. Die Arbeit bildet nun einen Ausgangspunkt für zahlreiche neue Forschungprojekte.


Oktober

Experiment gelungen, Patient lebt

Einem Forscherteam um Veronika Sexl von der Vetmeduni Wien und Lukas Kenner vom Ludwig Boltzmann Institut für Krebsforschung gelang ein außergewöhnlicher Versuch, den sie in Nature Medicin veröffentlichten: Mausversuche wiesen den Weg zu einer neuen Therapie der ALCL (Anaplastic Large Cell Lymphoma). Sie gilt als eine besonders bösartige Krebsform des Lymphsystems, die auf einen bestimmten genetischen Defekt zurückgeht. Die Wissenschafter fanden heraus, dass dadurch ein Entartungsmechanismus in der Zellen in Gang gesetzt wird, der durch ein bekanntes Krebsmittel, Imatinib, gestoppt werden kann. Krebskranke Mäuse lebten nach Therapie mit Imatinib dramatisch länger als ihre unbehandelten Leidensgenossen. Von der Wirkung profitierte auch ein Patient, der einwilligte, an diesem Einzelversuch teilzunehmen. Er kann 22 Monate nach dem Behandlungsstart wieder arbeiten.


November

Kristalle für die digitale Zukunft

Silizium bestimmt unser Leben. Jeder Computer, jedes Tablet und Handy arbeitet nur dank diesem Material. Doch die Verarbeitungskapazität des Siliziums stößt angesichts der technologischen Entwicklungen zunehmend an seine Grenzen. Alberta Bonanni von der Universität Linz ist daher Alternativen auf der Spur: Zum Beispiel Galliumnitrid. Das Halbleitermaterial wird bereits in der LED-Technik verwendet und verfügt über optoelektrische und magnetische Eigenschaften, die Silizium ergänzen könnten. Aber: Bisher konnte es nur im sichtbaren und UV-Licht eingesetzt werden. Den Linzer Forschern ist es gelungen, Galliumnitridkristalle zu züchten, die auch den infraroten Bereich abdecken. Damit öffnen sich zudem neue Möglichkeiten für Quantencomputer, da sich magnetische Kristalle auch zur raschen Datenübertragung eignen. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht und von der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble als ausgewähltes Highlight zu einer der bedeutendsten Arbeiten des Jahres gekürt.

(Edda Grabar, DER STANDARD, 24.12.2012)

  • Artikelbild
    illustration: karner
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