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So, 23 Apr 2017
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Wissenschaft und Technologie
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Genetiker erzeugen fünf weitere künstliche Chromosomen

Nachdem sie bereits 2014 das erste vollständig künstliche Chromosom von Backhefe erzeugt hatten (...GreWi berichtete), ist es den Forschern nun gelungen fünf weitere künstliche Hefechromosomen zu erstellen. Damit haben die Genetiker bereits ein Drittel des Weges hin zur vollständig künstlichen Rekonstruktion eines komplexen Lebewesens erfolgreich hinter sich gebracht.
© Gemeinfrei
Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) unter dem Mikroskop.
New York (USA) - Wie Team um den Hefe-Genetiker Jef Boeke einst Johns Hopkins University, jetzt am New York University Langone Medical Center aktuell in einer Sonderausgabe des Fachjournals „Science (10. März 2017) berichtet, wurden zwar zuvor schon das Chromosom von Bakterien synthetisch hergestellt, doch sind diese im Vergleich zu höheren Organismen wie Hefe oder auch wir Menschen (sog. Eukaryoten) eher einfach strukturiert und die Aufgabe der Synthetisierung des Genoms einer komplexen Lebensform auch eine komplexe Aufgabe.

Jedes der nun erfolgreich synthetisierten Chromosome besteht auch 30.000 bis 60.000 DNA-Segmenten und alle fügen sich offenbar problemlos und funktional in das Gesamtgenom der Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) ein. „Es ist ganz erstaunlich, was man mit dem Hefegenom alles anstellen kann und dieses dennoch weiterhin gesund und glücklich funktioniert“, kommentiert Boeke den Forschungserfolg.

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Kometenschwarm auf dem Weg? Astronomen entdecken weiteren Mond im Sonnensystem

US-Astronomen haben um den drittgrößten Zwergplaneten unseres Sonnensystems - „2007 OR10“ - einen kleinen, bislang unentdeckten Mond entdeckt. Dieser schließt eine Lücke der bislang im Sonnensystem bekannten Körper und zeigt, dass offenbar auch alle großen Himmelskörper jenseits der Umlaufbahn des Neptun Trabanten besitzen.
© NASA, STSci, Wesley Fraser, Gábor Marton et al.
Hubble-Aufnahmen zeigen einen Mond, um den Zwergstern-Kandidaten „2007 OR10“.
Baltimore (USA) - Bei „2007 OR10“ handelt es sich um einen Asteroiden bzw. Zwergplaneten-Kandidaten und zugleich um den größten noch unbenannte Körper im Sonnensystem: Er zählt zu den sognannten transneptunischen Objekten (TNO) und wird als Scattered Disk Object (SDO) oder als resonantes Kuipergürtel-Objekt (RKBO) eingestuft.

Schon zuvor hatten Astronomen entdeckt, dass „2007 OR10“ langsamer rotiert als eigentlich angenommen wurde und ein Mond wurde schon damals als Lösung für das Rätsel vorgeschlagen.

Kommentar: Interessant ist die Tatsache dass dieser Mond erst jetzt entdeckt wurde. Vielleicht ist es ein neuer Mond, der kürzlich eingefangen wurde. Pierre Lescaudron beschäftigt sich in seinem Buch unter anderem mit diesem Phänomen im Unterkapitel "Immer mehr Asteroiden, Kometen und Monde":



Fish

Weltweit erste Filmaufnahme von seltenen True-Walen

Während eines Ausflugs in den Gewässern der Azoren gelang zufällig die weltweit erste Aufnahme von seltenen True-Walen.
© Roland Edler
Der True-Wal (Mesoplodon mirus) wird auch als True-Zwei-zahnwal bezeichnet und gehört zur Gattung der Zweizahnwale innerhalb der Familie der Schnabelwale. Diese äußerst seltene Art wurde bisher erst sieben Mal lebend oder tot gesichtet und man nimmt an, dass es daran liegt, dass es stundenlang tauchen und in Tiefen von 3 km und mehr hinabsteigen kann. Sie sind kaum erforscht und ihr bisher bekanntes Verbreitungsgebiet liegt im nördlichen Atlantik sowie im Gebiet des südlichen Indischen Ozeans.


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DNA als Speichermedium: Forscher speichern 215 Mio. Gigabyte in 1 Gramm DNA fehlerfrei

In unserem heutigen digitalen Zeitalter liegen unsere gesamten Daten auf DVDs, USB-Sticks oder sonstigen Festplatten gespeichert. Das heißt auch, unser gesamtes gesammeltes Wissen befindet sich auf Datenträgern, die mit Sicherheit keine Tausende von Jahren überdauern werden. Deshalb wurde immer nach neuen Möglichkeiten gesucht, die eine Langzeitspeicherung großer Datenmengen garantieren und sie so auch unseren weit in der Zukunft lebenden Nachfahren zur Verfügung stehen.

© Nogas1974/Wikimedia
Unsere Wissenschaftler widmeten deshalb einem bestimmten Speichermedium aus der Natur eine ganz besondere Aufmerksamkeit: Der Erbsubstanz DNA. Doch zwar bietet die DNA die Möglichkeit, große Datenmengen kompakt abzuspeichern aber die Daten lassen sich nicht auf Dauer fehlerfrei zurückgewinnen, denn durch chemischen Zerfall der DNA und Fehler beim Auslesen der Daten entstehen Lücken und Fehlinformationen in den kodierten Daten. Dies war bisher der Grund, warum man nicht auf DNA-Speichermedien umsteigen konnte. Doch jetzt berichten Wissenschaftler der Columbia University und des New York Genom Centers im Magazin „Science“, dass es ihnen gelungen sei, das Speicherpotenzial des Erbgutmoleküls ohne jeden Datenverlust nutzen zu können.

Dazu übersetzten sie den zugrunde liegenden digitalen Code von sechs Datenpaketen in einen biologischen Code mit den vier Basen, aus denen auch die DNA aufgebaut ist: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Diese Basen dienten als Alphabet für die künstlichen Speicher. Die Übersetzung erfolgte dann indem man die Datenpakete zunächst jeweils komprimierte und in kleine Reihen binärer Codes (Nullen und Einsen) zerstückelte. Dann wurden diese Binärcode-Reihen mithilfe eines sogenannten Fountain-Code-Algorithmus den vier DNA-Bausteinen zuge- ordnet. Später wurden in einem DNA-Synthese-Labor entsprechend den Abfolgen datentragende Erbgutmoleküle zusammengebaut. So konnten die Wissenschaftler insgesamt 72.000 jeweils 200 basenlange DNA-Stränge erzeugen. So konnte man 215 Petabyte (215 Mio. Gigabyte) Daten in nur einem Gramm DNA speichern, was die Hundertfache Menge früherer Ergebnisse darstellt. Theoretisch würde die Grenze eigentlich bei 1,8 Bits je Baustein liegen, doch mittels ihrem DNA Fountain-Verfahren konnten 1,6 Bits erreicht werden. „Wir glauben, dass es sich um das Speichermedium mit der bisher höchsten Datendichte überhaupt handelt“, sagt der an der Studie beteiligte Yaniv Erlich.

Um die Daten wieder auslesen zu können, wurde der gesamte Vorgang einfach nur in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt. Also die Abfolge der Erbgutbausteine mit besonderen Geräten ausgelesen, über eine speziellen Software wieder in einen binären Code übersetzt und letztendlich wieder zu den sechs Datenpaketen zusammengesetzt - und das alles ohne einen einzigen Fehler.

In 2015 hatte die »Eidgenössische Technische Hochschule Zürich« (ETH) ebenfalls eine Lösung vorgestellt, wie man Informationen in Form von DNA fehlerfrei abspeichern und auf diese Weise fast ewig haltbar machen könnte (wir berichteten).

Moon

Mondlandung: China entwickelt eigenes Raumschiff für Taikonauten

China entwickelt zurzeit ein eigenes bemanntes Raumschiff neuer Generation, das bis zu vier Taikonauten auf den Mond bringen könnte. Das sagte der Chefinstrukteur des bemannten Weltraumprogramms, Zhāng Bainan, am Mittwoch gegenüber der Wissenschaftszeitung „Keji Ribao“.
© Roscosmos/Fyodor Yurchihin
Demnach geht es hierbei um ein wiederverwendbares Raumschiff.

„Ausländische bemannte Raumschiffe der neuen Generation können bis zu sechs Astronauten ins All bringen, bis zu vier auf den Mond. Unsere Aufgabe ist es, dasselbe Niveau zu erreichen oder sogar zu übertreffen“, sagte Zhāng Bainan.

Seinem Stellvertreter Jing Zhiyuan zufolge will Peking bis 2036 seine erste bemannte Expedition zum Mond schicken. Für die Vorbereitung auf diesen Flug werden nach Ansicht des Beamten noch etwa 15 bis 20 Jahre benötigt.

Das chinesische Programm zur Erforschung des Erdtrabanten soll mit Einsatz von automatischen Stationen in drei Etappen umgesetzt werden: Mondumkreisung und —Landung sowie Sammlung von Proben des Mondgesteins zur Untersuchung.

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Ganz ohne Spermien und Eizelle: Forscher züchten erstmals künstlichen Embryo

Einem Wissenschaftlerteam der University of Cambridge ist erstmalig gelungen, mittels zweier verschiedener Stammzellen-Arten einen lebensfähigen, künstlichen Embryo in einer Petrischale zu züchten.
© University of Cambridge
Die Stammzellen koordinieren die Entwicklung des Embryos
Bisher scheiterte der Versuch, künstliche Embryos ohne Spermien und Eizelle zu erzeugen, daran, dass man nur in der Lage war, die embryonalen Stammzellen herzustellen diese aber nur eine der drei Stammzellenarten darstellen, die zur Entwicklung von Leben notwendig sind. Um aber ebenso die Plazenta und den Dottersack zu bilden sowie zu gewährleisten, dass sich auch die Organe richtig entwickeln und das Embryo die benötigten Nährstoffe erhält, waren zwei weitere bestimmte Stammzellen erforderlich.

Ganz ohne Spermien und Eizelle konnten die Forscher aber nun lebende Mäuseembryos künstlich erzeugen, indem sie die Stammzellen in einer Art Gel aus dem 3D-Drucker entwickeln lassen haben. Nach bereits vier Tagen wiesen sie sowohl das Gewebe als auch die Formen von Organen einer Maus im Frühstadium auf. Nach weiteren drei Tagen spaltete sich der Embryo in die Plazenta und der eigentlichen Maus, wie es bei einer natürlichen Entwicklung im Mutterbauch auch erfolgt wäre. Das Experiment wurde jedoch vorzeitig abgebrochen und dadurch verhindert, dass das künstliche Embryo die vollen rund drei Wochen heranreift, wie es bei einer echten Mäuseschwangerschaft der Fall gewesen wäre. Deshalb blieb die Frage offen, ob es sich auch tatsächlich weiterhin planmäßig weiterentwickelt hätte, denn dazu hätte man es mit noch mehr speziellen Stammzellen versorgen müssen.

Mars

Wunschdenken? NASA will künstlichen Magnetschild um Mars spannen - Video

NASA-Wissenschaftler haben auf der Fachkonferenz „Vision 2050 Workshop“ ein Konzept vorgestellt, wie der Mars bewohnbar gemacht werden könnte. Dafür müsste der Planet „nur“ in seinen ursprünglichen Zustand versetzt werden. Mit einem künstlichen Magnetschild soll das gehen.
© NASA. GSFC
Trocken, kalt, unbewohnbar - das ist der Mars heute. Die dünne Atmosphäre unseres Nachbarplaneten lässt es nicht zu, dass Gewässer auf dessen Oberfläche entstehen, obwohl der Mars große Vorräte an Eis und unterirdischem Wasser hat. Zudem erschwert die dünne Gasschicht dessen Erschließung: Damit eine Mission erfolgreich auf dem Mars landen kann, muss seine Atmosphäre dichter sein.


NASA-Spezialisten gehen aber davon aus, dass der rote Planet vor rund drei Milliarden Jahren wärmer war und sogar einen Ozean hatte. Demnach bedeckte dieser damals ein Drittel der nördlichen Halbkugel. All das ging jedoch verloren, als das Magnetfeld des Mars schwächer wurde.

Kommentar: Diese Mainstream Wissenschaftler wissen nicht einmal genau wie unser Sonnensystem und die Planeten darin agieren und wollen dann ernsthaft mit diesem äußerst beschränkten Wissen einfach mal einen gesamten Planeten beleben?

Erstaunlich.

Das Elektrische Universum - Teil 1: Das Mainstream Universum vs. das Elektrische Universum


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Menschlicher Körper enthält deutlich mehr braunes Fettgewebe als angenommen

Laut aktueller Studie könnte Anteil sogar dreimal höher sein
München - Zwei Arten von Fettgewebe weist der menschliche Körper auf: das univakuoläre oder weiße und das plurivakuoläre oder braune. Ersteres kommt in deutlich höherem Ausmaß vor - doch dürfte der Anteil des braunen Fettgewebes deutlich unterschätzt worden sein, berichtet die Technische Universität München. Laut einer aktuellen Studie könnte er dreimal höher sein als bisher gedacht.

Individuelle Unterschiede

Für die Studie, die im Journal of Nuclear Medicine veröffentlicht wurde, wurden knapp 3.000 PET-Scans von 1.644 Patienten ausgewertet. Positronen-Emissions-Tomographie wird in der Krebsmedizin eingesetzt, da sie Stoffwechselvorgänge im Körper sichtbar macht und ein Tumor häufig einen anderen Energiestoffwechsel als gesundes Gewebe aufweist. Sie lässt sich aber auch dafür verwenden, braunes Fettgewebe sichtbar zu machen, das im Vergleich zu weißem als "Energiefresser" gilt.

Beaker

Russische Physiker schaffen Kristalle mit anomalen optischen Eigenschaften

© Moskauer Physisch-Technischen Institut in Dolgoprudny
Russische Physiker haben die Existenz ungewöhnlicher Kristalle vorhergesagt, in denen Lichtstrahlen verschiedener Wellenlängen unterschiedlich brechen werden, was effektivere Systeme für die Datenübertragung und neue Elemente von Lichtcomputern schaffen lassen würde, heißt es in einem Artikel in der Zeitschrift „Optica“.

„In der Tat wurde über eine mögliche Existenz zahlreicher optischer Achsen in periodischen transparenten Strukturen bereits Mitte des 20. Jh. geschrieben, beispielsweise durch unseren Nobelpreisträger Vitali Ginsburg. Doch in natürlichen Kristallen sind solche Effekte wegen der kleinen Periode unmöglich, und damals gab es keine Technologien zur Herstellung von qualitativen Verbundstoffen“, sagt Alexej Schtscherbakow vom Moskauer Physisch-Technischen Institut in Dolgoprudny.

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China: Schädel einer unbekannten Menschenart entdeckt?

Chinesische und amerikanische Anthropologen haben zwei fossile Schädelstücke aus China analysiert und festgestellt, dass sie zu einer bisher unbekannten frühmenschlichen Spezies gehören könnten.
© Xiujie Wu, Chinese Academy of Sciences
Die zwei Schädelfragmente wurden 2007 und 2014 in der paläolithischen Lingjing-Fundstätte der chinesischen Provinz Henan entdeckt und sind zwischen 105.000 und 125.000 Jahre alt. Die Schädel weisen zwar sehr ausgeprägte Überaugen-wülste sowie Innenohrknochen auf, wie wir sie von den Neandertalern kennen, aber sie deuten auch auf ein Gehirnvolumen hin, das man wiederrum nur beim modernen Menschen vorfindet - und ihre niedrige und breite Gehirnschale entspricht eher den Frühmenschen aus dem östlichen Eurasien. Diese unterschiedlichen Eigenschaften sind es letztendlich auch, die es den Anthropologen so schwer machen, die Fossilien einer bestimmten Menschenspezies zuzuordnen. Es könnte sich also entweder um eine bislang unbekannte Homo-Art handeln oder aber auch um einen seltenen Nachweis des Denisova-Menschen im Osten Asiens. Xiujie Wu von der Chinese Academy of Sciences war einer der an der Studie beteiligten Wissenschaftler und erklärt: „Die Fossilien könnten eine unbekannte oder neue Spezies des Frühmenschen repräsentieren, die vor 100.000 Jahren im Osten Asiens lebte.“