Wissenschaft

Das poröse Material, ein sogenanntes kovalentes organisches Gerüst (Covalent Organic Framework, COF), absorbiert Kohlendioxid aus der Luft. [...] 200 Gramm davon entziehen der Luft 20 Kilogramm Kohlendioxid – das entspricht in etwa der Menge, die ein Baum an Kohlendioxid aufnimmt.

[...] Vorteil sei, dass es nicht durch Wasser oder andere Verunreinigungen geschädigt wird, was eine der Beschränkungen der bestehenden DAC-Methoden ist.

DAC = "Direct Air Capture"

Flink verstanden: Das menschliche Gehirn verarbeitet kurze Sätze schneller als einzelne Wörter. Bereits nach 127 Millisekunden erkennt unser Denkorgan vollständige Satzstrukturen. Um ungeordnete Wortlisten zu verstehen, braucht es hingegen länger, wie Forscherinnen herausgefunden haben. Demnach hilft die Satzstruktur dem Verständnis.

Paper: Language at a glance: How our brains grasp linguistic structure from parallel visual input | PDF

Das [KI-]Tool heißt "LucaProt" und funktioniert ähnlich wie ChatGPT - nur anstatt Sprache analysiert die KI RNA-Sequenzen. Insgesamt wurden Probendaten von rund 1.600 Standorten aus verschiedenen Ökosystem-Typen weltweit untersucht, die in öffentlichen Datenbanken zugänglich sind. Ob in heißen Quellen, dem antarktischen Eis, Waldböden oder Meeressediment - überall hat "LucaProt" Hinweise auf RNA-Viren gefunden.

Kluge Netzwerker: Pilze haben kein Gehirn, zeigen aber dennoch Anzeichen von einfacher Intelligenz. Sie erkennen beispielsweise Muster und Anordnung von Nahrungsquellen in ihrer Umgebung und richten ihre Mycelfäden danach aus, wie Forscher herausgefunden haben. Demnach verarbeiten Pilze mithilfe ihres Mycels Informationen über ihre Umgebung und treffen bei ihrem Wachstum passende Entscheidungen – ein Zeichen für „basale Kognition“.

Paper: Spatial resource arrangement influences both network structures and activity of fungal mycelia: A form of pattern recognition? | PDF

Deutsche Paywall-Übersetzung: https://www.spektrum.de/news/die-nobelpreise-zeitgemaess-gestalten/2237415

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-03279-4

Gängige Hypothese widerlegt: Eine der häufigsten Mutationen im Buchstabencode unseres Erbguts entsteht meist anders als bisher angenommen. Der Austausch der DNA-Base Cytosin ( C ) durch Thymin ( T ) kommt demnach nicht nur durch eine zufällige chemische Reaktion zustande, sondern vor allem durch Fehler bei der Zellteilung. Schuld ist offenbar ein Enzym, das die DNA kopiert und dabei Kopierfehler normalerweise erkennt und beseitigt. Doch an bestimmten Stellen „stolpert“ dieses Enzym, wie Forscher in „Nature Genetics“ berichten. Die Erkenntnisse könnten nun die Krebsforschung voranbringen.

Paper: Human DNA polymerase ε is a source of C>T mutations at CpG dinucleotides | PDF

Alternativer Link @Archive.ph

Bald wird es kaum noch eine Forschungsarbeit geben, die auf den Einsatz von künstlicher Intelligenz verzichtet. Doch blindes Vertrauen auf das vermeintliche Zaubermittel rächt sich.

Eine Folgerung aus den aufgedeckten Missständen drängt sich auf: Den Artikeln, die sich auf ML-Resultate berufen, sollten konkrete Angaben zu den verwendeten Algorithmen, zu den Trainingsdaten und zur Lernmethodik beigefügt werden. Hinderlich ist freilich, dass die gängigsten KI-Modelle kommerziell angeboten werden und aus ihrem Innenleben ein patentgeschütztes Geheimnis machen.

Stressreaktion: Bakterienkolonien bilden manchmal spektakuläre geometrische Muster aus konzentrischen Kreisen. Wie diese entstehen, haben Biologen mithilfe von Computersimulationen aufgeklärt. Demnach bremsen die Bakterienzellen ihr Wachstum absichtlich, wenn sie zu wenig Platz und zu viele Nachbarn haben, um Spannungen und Stress zu reduzieren. Das Wissen um diese biophysikalischen Mechanismen könnte künftig helfen, die Ausbreitung von Krankheitserregern zu drosseln.

Wissenschaftlicher Hintergrund (PDF): Computational protein design and protein structure prediction

Weiterer Artikel zum Thema:

• scinexx: Chemie-Nobelpreis für KI-gestützte Proteinforschung

Der Medizin-Nobelpreis 2024 geht an zwei US-Forscher, die eine entscheidende Frage der Genetik geklärt haben: Wie kann unser Körper so viele verschiedene Zellen und Gewebe bilden, obwohl alle Zellen die gleiche DNA in sich tragen? Einen dafür wichtigen Prozess haben Victor Ambros und Gary Ruvkun durch ihre Forschung an Fadenwürmern entdeckt. 1993 fanden sie heraus, dass kurze RNA-Stücke, sogenannte microRNA, die Produktion von nicht benötigten Proteinen blockieren – und dass unser Erbgut tausende Gene für solche Mikro-RNAs enthält.

Älterer Post zum Thema:

• Medizin-Nobelpreis geht an microRNA-Entdecker Ambros und Ruvkun

Dieses Bild [im Artikel] zeigt das komplette Konnektom der Fruchtfliege: alle 139.255 Gehirnzellen im Gehirn einer erwachsenen Fruchtfliege. Diese Neuronen sind durch mehr als 50 Millionen Synapsen miteinander verbunden. Die Aktivität in den Neuronen steuert einen ganzen Organismus, von der Sinneswahrnehmung über die Entscheidungsfindung bis hin zum Fliegen.

Paper: Neuronal wiring diagram of an adult brain | PDF

Paper: Whole-brain annotation and multi-connectome cell typing of Drosophila | PDF

Wo selbst Nobelpreisträger falsch lagen

• Krebs durch Parasiten? - Fibiger und der fiese Fadenwurm
• "Klebrige Nervenbahnen" - Der Fall Moniz und die Lobotomie
• Das falsche Element - Irrtümer und "halbe Sachen" in der Physik
• Trügerische Kristalle - Stanley und das Tabakmosaikvirus
• Biochemische Verwirrungen - Fehlschlüsse bei Makromolekülen und Enzymen

Auf einer Seite anzeigen: Noble Irrtümer

Sonderrolle oder nicht? Die Null hat einen besonderen Stellenwert in Zahlenraum – aber wie ist das für unser Gehirn? Welche Neuronen die Zahl Null verarbeiten und ob sie dies anders tun als bei anderen Zahlen, haben Forschende nun untersucht. Dabei zeigte sich: Es gibt spezielle Neuronen, die leere Mengen oder die Ziffer Null verarbeiten. Allerdings scheint die Null trotzdem in den mentalen Zahlenstrang integriert zu sein, wie das Team in „Current Biology“ berichtet. Was aber bedeutet dies konkret?

Paper: Single-neuron representation of nonsymbolic and symbolic number zero in the human medial temporal lobe | PDF

Wie von Aliens erzeugt: Im Marianengraben wurden mehrfach seltsam metallisch klingende Laute aufgezeichnet – doch woher kommen sie? Jetzt haben Meeresbiologen die Quelle dieser „Biotwangs“ gefunden: Die mysteriösen Laute stammen offenbar von einer lokalen Population von Brydewalen, die diese neuartigen Laute als „regionalen Dialekt“ entwickelt haben, wie das Team berichtet. Warum ausgerechnet diese Walgruppe so ungewöhnliche Laute erzeugt, ist jedoch unbekannt.

So klingen die seltsamen Laute: wallaut.mp3

Paper: Bryde’s whales produce Biotwang calls, which occur seasonally in long-term acoustic recordings from the central and western North Pacific | PDF | EPUB

Die in Genf ansässige Organisation Cern entschied sich nach dem russischen Einmarsch in die Ukraine im Jahr 2022, die Beziehungen zu Moskau abzubrechen, und beendete damit eine fast 60-jährige Zusammenarbeit. Die bestehenden Vereinbarungen laufen nun aus. Russland war zwar nie Vollmitglied, arbeitete jedoch eng im Bereich der Kernphysik mit.

Hightech-Material: Ingenieure haben eine neue Methode entwickelt, mit der Sensoren hauchdünn auf die Haut gedruckt werden können. Die „elektronische Seide“ legt sich dadurch wie ein Spinnennetz auf biologische Gewebe – sei es unsere Hautoberfläche oder eine Blüte. Die Biosensoren passen sich der Form des Untergrunds an, sind für den Träger nicht zu spüren und obendrein umweltfreundlich herstellbar. Damit eignen sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen in Bioforschung und Medizin.

Paper: Imperceptible augmentation of living systems with organic bioelectronic fibres | PDF

Höhlen sind sehr spezielle und empfindliche Lebensräume. Eine Tüte mit Maiskäseflips hat in den Carlsbad Caverns gehörige Auswirkungen.

Ein bestimmtes Protein könnte die Antwort auf die Behandlung von Demenz sein. Erstaunliche Resultate wurden von den Forschern der UCSF erzielt.

Mysteriöse Ausstülpungen: Die Doppelhelix unserer DNA ist durch mehr als 53.000 winzige Knoten durchbrochen, wie eine Studie nun enthüllt. Die kurzen, vierlagigen Ausstülpungen des Erbmoleküls – sogenannte i-Motive – kommen in allen untersuchten Zellen und DNA-Abschnitten vor. Sie häufen sich jedoch vor allem an aktiven Genen. Dies legt nahe, dass diese Knoten eine wichtige Rolle für die Genregulation spielen – und auch an der Krebsentstehung könnten sie beteiligt sein, wie Forschende berichten.

Paper: Human genomic DNA is widely interspersed with i-motif structures | PDF

Fast wie im Film „Invisible Man“: Eine simple Lebensmittelfarbe macht Haut und Gewebe lebender Wesen durchsichtig – selbst Schädelknochen werden transparent. Für diesen reversiblen und unschädlichen Effekt genügt es, die Haut einfach mit der Farblösung einzureiben, wie Tests mit Mäusen demonstrieren. Der Trick dahinter: Die Farbe – Tartrazin – verändert beim Einziehen in die Gewebe den Brechungsindex der Zellflüssigkeit. Das erlaubt das Eindringen des Lichts, ohne dass dieses gestreut oder gebrochen wird, wie das Forschungsteam in „Science“ berichtet.

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• Spektrum: Lebensmittelfarbe macht Haut durchsichtig | Alternativer Link @archive.org

Das #Vertrauen in die #Wissenschaften scheint zunehmend zu bröckeln. Die Pandemie-Jahre, zurückgehaltene Forschungsergebnisse oder solche, die sich im Nachhinein als falsch erwiesen haben, haben diesen Trend zusätzlich verstärkt. Dann noch #Populisten, die Zweifel sähen und gezielte #Desinformation betreiben. Wem soll man da noch glauben? Gert Scobel schaut sich in einem neuen Video an, wie es um das Vertrauen in Wissenschaften bestellt ist.