Helmholtz Monthly 01/24
 
 
 
Wissenschaft braucht weltoffene Gesellschaft
 
Aufsichtsrat wählt Jan S. Hesthaven zum Präsidenten des KIT
 
Gezieltere Krebstherapie durch Passagier-Gene
 
Drei Fragen an den Infektionsforscher Chunlei Jiao
 
Nachhaltige Landwirtschaft braucht eine andere Agrarpolitik – Standpunkt von Bartosz Bartkowski
 
Helmholtz in den Medien
 
 
 
 
Liebe Leserinnen und Leser,
 
 
 

das neue Jahr beginnt genauso, wie das alte aufgehört hat: turbulent. In weiten Teilen des Landes kam es zu Überschwemmungen. Wir müssen uns auf häufigere Extremwetter einstellen, seien es Hochwasser oder Dürren. Wegen geplanter Kürzungen und aus Unzufriedenheit mit der Agrarpolitik protestieren Landwirt:innen. Der Umweltökonom Bartosz Bartkowski vom UFZ ordnet in unserer Rubrik „Standpunkt“ die Situation ein und macht konkrete Lösungsvorschläge. In den letzten Tagen und Wochen haben außerdem viele Helmholtz-Mitarbeiter:innen an den Demonstrationen gegen antidemokratische Bestrebungen teilgenommen. Forschung braucht Vielfalt, um innovativ zu sein. Forschung braucht zudem Freiheit, die das Fundament für Demokratie ist. Und über Freiheit soll auch im Wissenschaftsjahr 2024 debattiert und gestritten werden – natürlich konstruktiv.

 
 
Franziska Roeder, Multimedia Editor
 
 
 
 
Talk of the Month
 
 
 
Wissenschaft braucht eine weltoffene und pluralistische Gesellschaft
 
  In zahlreichen Städten demonstrierten in den vergangenen Wochen Menschen für eine starke Demokratie und gegen Rechtsextremismus. An den Demonstrationen nahmen auch viele Mitarbeiter:innen aus der Helmholtz-Gemeinschaft teil. Wir sind überzeugt: Wer Menschen ausgrenzt oder sie gar vertreiben will, handelt nicht nur inhuman und geschichtsvergessen. Er schadet auch der Zukunftsfähigkeit Deutschlands. Denn innovative Forschung und Entwicklung brauchen eine breite Vielfalt an Ideen und Talenten, um die großen Herausforderungen unserer Zeit zu lösen. . 
 
Wissenschaftsjahr zum Thema Freiheit gestartet
 
  Durch die derzeitigen Krisen gerät die Freiheit mehr und mehr unter Druck. International, aber auch hierzulande, wo wir uns nach 75 Jahren Grundgesetz an das Leben in einer freien und offenen Gesellschaft gewöhnt haben. Technologische Entwicklungen wie künstliche Intelligenz können Freiheit einengen, aber auch fördern. Das BMBF widmet das Wissenschaftsjahr 2024 dem Thema Freiheit. Es will Debatten anregen und Kontroversen wagen, denn Streit ist eine konstruktive Kraft in der Demokratie, wie Bundesministerin Bettina Stark-Watzinger bei der Auftaktveranstaltung in Berlin betonte.
 
BMBF-Haushalt für 2024 steht
 
  Der Haushaltsausschuss hat in seiner Bereinigungssitzung den Etat des BMBF für 2024 bewilligt. Eigentlich hätten die Haushaltspolitiker schon Mitte November tagen sollen, doch die Entscheidung des Bundesverfassungsgerichts machte eine Neuaufstellung des Nachtragshaushalts nötig. Die Kürzungen im Bereich der Förderung der Batterieforschung fielen weniger stark aus als befürchtet. Auch für die im Bereich des Verkehrsministeriums geplante Demonstrationsplattform für Power-to-Liquid-Kraftstoffe in Leuna, die auf der Kippe stand, bewilligte der Ausschuss zusätzliche Mittel. Offen bleibt ein Sparbetrag von 200 Millionen Euro, den das Ministerium über globale Minderausgaben leisten will. 
 
 
 
 
 
 
 
Was sind die großen Herausforderungen unserer Zeit? Und welche Lösungen entwickeln wir bei Helmholtz? Entdecken Sie unsere Challenges 
 
 
 
 
Aus der Gemeinschaft
 
 
 
Weltwirtschaftsforum in Davos
 
  Wie jedes Jahr fand Mitte Januar das Jahrestreffen des Weltwirtschaftsforums in Davos statt. Fünf Tage lang diskutierten Vertreter:innen aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft über die drängendsten Themen unserer Zeit. Omnipräsent war in diesem Jahr das Thema künstliche Intelligenz. Auch Helmholtz-Präsident Otmar D. Wiestler war vor Ort, um die Perspektive der Wissenschaft, insbesondere beim Thema Gesundheit und KI, einzubringen. Ein Lesetipp: Im Blog des World Economic Forum ist ein Artikel darüber erschienen, wie Tandem-Solarzellen die Energiewende beschleunigen können.
 
Aufsichtsrat wählt Jan S. Hesthaven zum Präsidenten des KIT
 
  Die Forschungsuniversität der Helmholtz-Gemeinschaft hat einen neuen Präsidenten. Der Aufsichtsrat des Karlsruher Instituts für Technologie KIT hat den dänischen Mathematiker Jan S. Hesthaven am Dienstag gewählt. Der KIT-Senat muss die Entscheidung bei seiner Sitzung im Februar noch bestätigen. Hesthaven studierte Computational Physics und promovierte an der Technischen Universität Kopenhagen. Aktuell ist er Vizepräsident für akademische Angelegenheiten an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne in der Schweiz. 
 
38 Millionen Euro für Hirnforschung
 
  Gute Nachrichten für die europäische Hirnforschung: Die EU fördert die EBRAINS-Forschungsinfrastruktur mit 38 Millionen Euro bis einschließlich 2026 weiter. Die aus dem 2023 zu Ende gegangenen Human Brain Project entstandene Plattform ermöglicht es, die Komplexität des menschlichen Gehirns auf verschiedenen Ebenen mit digitalen Methoden zu erforschen und technische Anwendungen zu entwickeln. Koordiniert hat den erfolgreichen Antrag die Jülicher Hirnforscherin Katrin Amunts.
 
Antje Boetius im Forschungsausschuss
 
  An kaum einem anderen Ort der Welt sind die Folgen des Klimawandels so deutlich sichtbar wie in der Arktis. Darüber berichtete die Chefin des Alfred-Wegener-Instituts Antje Boetius im Ausschuss für Bildung und Forschung des Deutschen Bundestages. Dabei ging sie besonders auf die Ergebnisse der MOSAIC-Expedition ein. Ab Oktober 2019 driftete der Forschungseisbrecher Polarstern im arktischen Winter durch das Eis und ermöglichte den Forscher:innen einmalige Einblicke in das komplexe Wechselspiel zwischen der Arktis und dem Klimasystem des Planeten.
 
 
 
 
Ausschreibungen
 
 
 
 
Helmholtz Exzellenznetzwerke
 

Mit den Exzellenznetzwerken fördert Helmholtz Wissenschaftler:innen aus Helmholtz-Zentren, die an Neuanträgen für Exzellenzcluster beteiligt sind. Unterstützt wird zum einen die Antragsphase für den Neuantrag und zum anderen die eigentliche Projektphase nach der Bewilligung, damit die Beteiligten für das Projekt besser aufgestellt sind. Anträge können ab dem 1. Februar 2024 eingereicht werden, Deadline ist der 15. März 2024. Zur Ausschreibung

 
 
 
Forschung
 
 
 
 
 
 
 
 
Gezieltere Krebstherapie durch Passagier-Gene
 
 
 
 
Häufig entsteht ein Tumor, wenn sich Krebsgene vermehren. Dabei vervielfältigen sich als Trittbrettpassagiere weitere Gene. Sie können bisher unbekannte Schwachstellen erzeugen – was neue Therapieansätze ermöglicht.
 

Vor allem Veränderungen im Erbgut gelten als Ursache für eine Krebserkrankung. Häufig handelt es sich dabei um Vervielfältigungen von Genen, die eine Krebsentstehung begünstigen. Die Gene werden dabei übermäßig häufig kopiert und liegen anschließend entweder im Erbgut oder als separate DNA-Ringe in großer Zahl in der Zelle vor.

„Genau genommen vervielfältigt die Zelle allerdings nicht nur die Krebsgene, sondern kopiert auch die davor- und dahinterliegenden Abschnitte der DNA mit“, erklärt Anton Henssen, Kinderonkologe an der Charité – Universitätsmedizin Berlin und Leiter der Arbeitsgruppe „Genomische Instabilität in pädiatrischen Tumoren“ am Experimental and Clinical Research Center (ECRC), einer gemeinsamen Einrichtung der Charité und des Max Delbrück Center. „In diesen mitkopierten Abschnitten liegen oft weitere Gene, die bisher als unbedeutend für die Krebsentstehung galten und deshalb schlicht ‚Passagier-Gene‘ genannt wurden.“

Gemeinsam mit Jan Dörr, ebenfalls Charité-Kinderonkologe und Forscher am ECRC, hat sein Team in einer Studie gezeigt: Die genetischen Trittbrettfahrer sind mehr als nur stille Passagiere. Sie bringen grundlegende Vorgänge in der Zelle durcheinander. Weil die Tumorzelle diese Störung wieder ausgleichen muss, wird sie von Prozessen abhängig, die eigentlich mit dem Tumorwachstum gar nichts zu tun haben. „Damit entsteht eine Achillesferse an einer völlig unerwarteten Stelle, von der wir bisher nichts wussten. Wir können den Krebs also von einer neuen Flanke aus angreifen, wenn wir bei der Behandlung auf die Passagier-Gene abzielen“, sagt Henssen.

Am Beispiel des Neuroblastoms zeigten die Wissenschaftler:innen, wie sich diese bisher unbekannten Abhängigkeiten potenziell therapeutisch nutzen lassen. Das Neuroblastom ist eine Krebserkrankung, die vor allem kleine Kinder betrifft und als besonders bösartig gilt. In Experimenten mit Mäusen zeigte sich, dass Neuroblastome viel anfälliger für das bereits zugelassene Krebsmedikament Rapamycin sind, wenn sie nicht nur das Krebsgen MYCN, sondern auch das Passagier-Gen DDX1 in hoher Zahl aufweisen. „Das liegt daran, dass das Passagier-Gen den Stoffwechsel der Tumorzelle stört“, erklärt Jan Dörr. „Die Zelle muss die Störung kompensieren und Rapamycin hindert sie daran. Das führt schließlich zum Tod der Tumorzelle.“

Das Neuroblastom neben weiteren Wirkstoffen auch mit Rapamycin zu behandeln, könnte also insbesondere jenen Patient:innen helfen, deren Tumor sowohl das Krebs- als auch das Passagier-Gen vervielfältigt hat. Ob das tatsächlich der Fall ist, wollen die Forschenden nun in klinischen Studien prüfen. Den Ansatz, Tumoren unter anderem an ihren Passagier-Genen zu attackieren, halten Henssen und Dörr auch bei anderen Krebserkrankungen für vielversprechend.

Zur Originalveröffentlichung

(Bild: Henssen Lab, Max Delbrück Center)

 
Außerdem:
 

Energieintensive Industrie soll grün werden
Ein internationales Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) sucht nach Möglichkeiten, energieintensive Industriezweige auf regenerativen Strom umzustellen. Der Fokus liegt auf der Produktion von feuerfesten Materialien, Glas, Stahl, Kupfer sowie auf Betonrecycling. Fünf Demonstrationsanlagen sollen bis zum Ende des vierjährigen Projekts entstehen. Mehr lesen

Größter Vulkanausbruch vor über 500.000 Jahren in der Ägäis
Rund um die griechische Insel Santorin fanden Forschende vom Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel Beweise für die größte Eruption in der Ägäis. Vor 520.000 Jahren gab es hier einen mächtigen Vulkanausbruch unter dem Meer. Neu entdeckte, riesige Bimssteinablagerungen in der Region zeigen, dass das Vulkanfeld in ferner Vergangenheit viel explosiver war als bisher bekannt. Mehr lesen

 
 
 
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Chunlei Jiao hat am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) unter Chase Beisel promoviert und ist derzeit dort als Postdoc tätig. Er entwickelt CRISPR-basierte Technologien für den Einsatz in der Medizin, wofür er im vergangenen Juli den Helmholtz-Doktorandenpreis erhielt. In diesem Sommer tritt er eine Assistenzprofessur an der National University of Singapore (NUS) an. (Bild: HIRI/Luisa Macharowsky)

 
 
Was ist das Spannendste an Ihrem Job?
 

Am meisten begeistert mich, dass ich mit meiner Forschungsarbeit etwas bewirken kann. Ich arbeite an der Schnittstelle von Grundlagenforschung und praktischen Anwendungen und entwickle neue Technologien für die Diagnose und Therapie von Krankheiten. Diese Technologien könnten das tägliche Leben der Menschen spürbar verbessern.

 
Wenn Geld und Zeit keine Rolle spielen würden: Was wäre Ihr nächstes Projekt?
 

Wären die Ressourcen unbegrenzt, würde ich gern ein Projekt zu KI-gestützter personalisierter Medizin vorantreiben. Dabei geht es um den Einsatz von künstlicher Intelligenz und Big Data zur Entwicklung neuer Instrumente, die eine präzise, zielgerichtete Diagnostik und Behandlung auf der Grundlage individueller genetischer Profile ermöglichen.

 
Mit wem würden Sie gerne mal zu Abend essen und worüber würden Sie dann sprechen?
 

Ich würde gern mit Louis Pasteur und Anthony Fauci zu Abend essen, zwei einflussreichen Persönlichkeiten in der Geschichte der Medizin und des öffentlichen Gesundheitswesens. Ich würde mit ihnen über die Herausforderungen bei der Entwicklung von Impfungen und bei der Krankheitsüberwachung, über das ständige Streben nach wissenschaftlicher Innovation und die Bewältigung von Krisen in den verschiedenen Epochen sprechen.

 
 
 
Standpunkt
 
 
 
 
 
 
 
 
Nachhaltige Landwirtschaft braucht eine andere Agrarpolitik
 
 
 
 
Seitdem die Bundesregierung die Subventionen für Agrardiesel streichen will, versammeln sich Bäuerinnen und Bauern in ganz Deutschland zu lautstarken Protesten. Sie beklagen eine zu starke finanzielle Belastung. Was steckt hinter dem Ärger der Landwirt:innen? Umweltökonom Bartosz Bartkowski vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ ordnet die gegenwärtige Situation ein.
 

Klimapolitisch ist die Abschaffung der Agrardieselvergünstigung grundsätzlich sinnvoll. Doch die Streichung „von heute auf morgen“ war sicher überhastet. Unklar bleibt auch, warum gerade diese klimaschädliche Subvention abgeschafft wurde und nicht andere – sei es das Dienstwagenprivileg oder die Steuerbefreiung von Kerosin.

Meines Erachtens galten die massiven Proteste der Bäuerinnen und Bauern im Januar allerdings nicht so sehr dieser konkreten Maßnahme. Sie sind vielmehr Ausdruck eines grundsätzlicheren Unmuts über die Agrarpolitik der Europäischen Union und der deutschen Bundesregierung der vergangenen Jahre.

Um diesen Ärger zu verstehen, hilft ein Blick auf die Herausforderungen, denen sich die Landwirtschaft heute stellen muss: Sie hat einen maßgeblichen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten. Darum muss sie multifunktionaler werden, also nicht nur Nahrungsmittel produzieren, sondern auch eine intakte Umwelt als öffentliches Gut erhalten helfen. Dazu gehört der Erhalt von Kulturlandschaften genauso wie der Schutz von Biodiversität und Ökosystemen, damit diese auch weiterhin bedeutsame Aufgaben übernehmen können, etwa das Klima regulieren oder vor Hochwasser schützen.

Hierfür bedarf es staatlicher Anreize, zum Beispiel in Form von Mindeststandards, die alle Betriebe grundsätzlich einhalten müssen, Lenkungssteuern, wie eine Steuer auf den Pestizid- oder Düngereinsatz, und Agrarumweltzahlungen als Honorierung etwa von biodiversitätsfördernden Blühstreifen. Diese Anreize müssten in einen agrarpolitischen Rahmen für eine nachhaltige Landwirtschaft eingebettet werden. Die Gemeinsame Agrarpolitik (GAP) der Europäischen Union als das Hauptinstrument der europäischen und deutschen Agrarpolitik könnte hier eine entscheidende Rolle spielen, indem sie ihre Zahlungen stärker als bisher an den verantwortungsbewussten Umgang mit Klima und Umwelt bindet. Trotz punktueller Verbesserungen bleibt die GAP jedoch hinter den Nachhaltigkeitsansprüchen Deutschlands und der EU zurück. Zudem wäre es sinnvoll, vorhandene Vorschläge aus Forschung und Praxis zur Verbesserung von Agrarumweltzahlungen umzusetzen sowie alternative Politikinstrumente mutiger zu testen, etwa eine Pestizidsteuer oder Investitionsförderung.

Gerade die letztgenannte Maßnahme könnte ein großes Potenzial entfalten, denn der Klimawandel zwingt landwirtschaftliche Betriebe mittelfristig zur Anpassung und damit einhergehend zu Investitionen. Dadurch ergibt sich ein Gelegenheitsfenster, im Rahmen dessen klug gewählte Anreize die Landwirtschaft unterstützen können, Klimaanpassung und Umweltschutz gemeinsam zu verfolgen. Dafür muss der Staat die richtigen Maßnahmen und Investitionen fördern. Wichtig wäre beispielsweise, die Intensität der Bodenbearbeitung zu reduzieren, wodurch der Ackerboden mehr Wasser speichern kann. Ein weiterer Ansatz wäre, die Vielfalt der angebauten Pflanzen zu erhöhen.

Dabei gilt allerdings: Der Handlungsspielraum von landwirtschaftlichen Betrieben ist eng begrenzt. Das liegt an der Marktstruktur mit wenigen Abnehmern von Agrarprodukten; es liegt aber auch an Konsument:innen, die beispielsweise auf wenige Pflanzen fokussiert sind und für Abweichungen von der Norm in Geschmack, Form oder Farbe wenig Toleranz aufbringen. Unter diesen Bedingungen können Betriebe ihre Strategien nicht beliebig anpassen.

Neue Anreize müssen deshalb nicht nur für Landwirt:innen gefunden werden, sondern auch für Konsument:innen. Gleiches gilt für die Lebensmittelverarbeitung und den Einzelhandel, die über sehr viel Marktmacht und Einfluss verfügen. Eine erfolgreiche Agrarumweltpolitik setzt voraus, dass auch diese Beteiligten sich mehr in Richtung Nachhaltigkeit bewegen. Ich vermute, dass mit einer umfassenden und klar kommunizierte Strategie für die Agrarpolitik die meisten Landwirt:innen auch die Streichung von klimaschädlichen Subventionen wie Agrardieselvergünstigung akzeptieren würden.

(Bild: Sebastian Wiedling/UFZ)

 
 
 
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KI-Anwendungen für JUPITER entwickeln
 

Am Forschungszentrum Jülich wird im Jahr 2024 Europas erster Exascale-Rechner JUPITER installiert. Das Zentrum sucht eine Person zur Unterstützung bei der Start-up-Phase von JUPITER und für die Entwicklung von Machine-Learning-Techniken, die für den größten Maßstab geeignet sind.

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Helmholtz in den Medien
 
 
 

Altersforschung: Lässt sich Hautkrebs verhindern, indem wir das biologische Alter von Hautzellen zurückdrehen? Der „Focus“ berichtet über das Forschungsprojekt von Biologe Frank Lyko, Leiter der Abteilung für Epigenetik am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ). Ziel ist eine Creme, deren Inhaltsstoffe schädliche Methylgruppen im Innern von Zellen entfernen können – eine Art Peeling für unsere Gene. Focus

Grünes Fliegen: Der „Spiegel“ berichtet über die Flugrouten-Analysen von Robert Sausen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): Würden Flugzeuge nur wenige Hundert Meter höher oder tiefer fliegen, könnte sich die Zahl der dabei entstehenden Kondensstreifen deutlich reduzieren. Diese Abgaswolken schaden dem Klima stärker als das ausgestoßene CO2. Spiegel

Expedition: Eine dreiteilige TV-Dokumentation der ARD nimmt Zuschauer:innen mit an Bord der Polarstern: Der Eisbrecher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) hält Kurs auf die Arktis. Dort untersucht das internationale Team um AWI-Direktorin Antje Boetius das Meereis – und das Leben darunter. Vom Schiff aus nahmen die Forscher:innen Proben vom 4.000 Meter tiefen Meeresboden. ARD

Corona: Die „Süddeutsche Zeitung“ erklärt, warum es für Gesundheitsforscher:innen so schwierig ist, Sterbedaten korrekt zu interpretieren. Konkret geht es um die Zahl der Todesfälle während der Coronapandemie. Berit Lange, Epidemiologin am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), erläutert dabei ausführlich die Stärken und Schwächen des Konzepts von Übersterblichkeit. Ihr Fazit: Solange detaillierte Daten fehlen, sei der Ansatz hilfreich, um den gesundheitlichen Schaden während einer Krise schnell grob einschätzen zu können. SZ

Klima: Eine Radioreportage der ARD-Infokanäle führt zur Forschungsanlage NECOC am Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Dort hat das Team um den Chemieingenieur Benjamin Dietrich ein Verfahren entwickelt, um klimaschädliches CO2 aus der Luft zu filtern. NECOC produziert daraus reinen Kohlenstoff, der dann von der Industrie genutzt werden kann – ein anspruchsvolles, klimanegatives und weltweit einmaliges Verfahren. ARD (ab Minute 17:45)

 
 
 
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Herausgegeben von: Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V., Anna-Louisa-Karsch-Str.2, 10178 Berlin

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