Helmholtz Monthly 11/23
 
 
 
Weltklimakonferenz in Dubai
 
20 Jahre Helmholtz Young Investigator Groups
 
Entwicklung eines Netzhaut-ähnlichen Biochips
 
Drei Fragen an Sina Kürtz
 
Prävention: unsere schärfste Waffe gegen Krebs - Standpunkt von Michael Baumann
 
Helmholtz in den Medien
 
 
 
 
Liebe Leserinnen und Leser,
 
 
 

unter den mehr als 45.000 Menschen bei Helmholtz finden sich auch ungewöhnliche Karrierewege. Sina Kürtz ist Physikerin und arbeitet beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in der Nachwuchsförderung. Außerdem betreibt sie den erfolgreichen Youtube-Kanal „Sonne, Tod und Sterne“, der sich vor allem an junge Mädchen und Frauen richtet und astrophysikalische Phänomene wie Gravitationswellen und Galaxien-Zusammenstöße erklärt. Der Kanal gehört inzwischen zu Funk, dem Content-Netzwerk für junge Zuschauer von ARD und ZDF. In diesem Newsletter erfahren Sie mehr über Sina Kürtz. Außerdem: Netzhaut-ähnliche Biochips – am Forschungszentrum Jülich ist es Forscher:innen gelungen, einen intelligenten Biochip zu entwickeln, der die Netzhaut des Auges nachahmt. Und: Prävention ist unsere schärfste Waffe gegen Krebs – ein Standpunkt von Michael Baumann, Vorstand des Deutschen Krebsforschungszentrums.

 
 
Martin Trinkaus, Senior Online Manager
 
 
 
 
Talk of the Month
 
 
 
Weltklimakonferenz in Dubai
 
  Heute beginnt die Weltklimakonferenz in Dubai. Nach Einschätzung des Umweltprogramm der Vereinten Nationen steuert die Erde mit den derzeitigen Klimaschutzverpflichtungen auf eine Erwärmung von 2,5 bis 2,9 Grad Celsius zu – weit entfernt vom Pariser Ziel einer Begrenzung auf 1,5 Grad. Die Hoffnung ist, dass es in Dubai zu Beschlüssen und Zusagen kommt, die uns den Zielen näherbringen. Helmholtz-Forscher:innen sind auf verschiedenen Ebenen im Weltklimarat engagiert und beobachten den Prozess. Unter anderem ist Reimund Schwarze vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung vor Ort und berichtet über die Verhandlungen. Hans-Otto Pörtner, Co-Vorsitzender einer Arbeitsgruppe des Weltklimarats (IPCC) kommentiert auf helmholtz.de. Weitere Informationen und eine Expertenliste stellt die Helmholtz-Klimainitiative auf ihrer Webseite bereit.
 
KI-Strategie des BMBF
 
  Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat Mitte des Monats seinen KI-Aktionsplan vorgestellt. Ein zentrales Element sind Höchstleistungsrechner der Exascale-Klasse wie der geplante JUPITER ​​​​​​​am Forschungszentrum Jülich. KI-Anwendungen benötigen enorme Rechenkapazitäten, die für Forschungsprojekte und Unternehmen oft nicht zugänglich sind. JUPITER ist der erste europäische Supercomputer in dieser Liga und soll im Herbst 2024 betriebsbereit sein. Thomas Lippert vom Forschungszentrum Jülich betonte bei der Vorstellung der Strategie die Bedeutung der im Aktionsplan angekündigten Öffnung der Rechenkapazitäten auch für kommerzielle Anwendungen.
 
Anschubfinanzierung für PETRA IV
 
  Was die Finanzierung durch den Bund angeht, ist dieser Tage kaum etwas sicher. Doch die Anschubfinanzierung für das neue Röntgenmikroskop PETRA IV am DESY ist eine wegweisende Entscheidung. 40 Millionen Euro hat der Haushaltsausschuss in seiner Bereinigungssitzung am 17. November freigegeben. Mit den Mitteln können vorbereitende Maßnahmen umgesetzt werden, wie etwa die Konzeption eines Prototyps. PETRA IV soll Strukturen bis zur atomaren Ebene sichtbar machen und so die Entwicklung neuer Technologien und Materialien drastisch beschleunigen.
 
 
 
 
 
 
 
Was sind die großen Herausforderungen unserer Zeit? Und welche Lösungen entwickeln wir bei Helmholtz? Entdecken Sie unsere Challenges 
 
 
 
 
Aus der Gemeinschaft
 
 
 
20 Jahre Helmholtz Young Investigator Groups
 
  Karrieren in der Wissenschaft entscheiden sich vor allem in der Postdoc-Phase, wenn Wissenschaftler:innen auf eine Professur hinarbeiten. Die Voraussetzung dafür ist erfolgreiche eigenständige Forschung. Helmholtz fördert diese wichtige Karriereetappe seit 20 Jahren mit seinem Nachwuchsgruppenprogramm, den Young Investigator Groups. Insgesamt 265 Gruppen wurden seit dem Start des Programms gefördert. Wir haben einige Teilnehmer:innen des Programms gefragt, wie sie diese Zeit für die weitere Karriere gestärkt hat.
 
Breaking the Wall of Obesity – Talk von Matthias Tschöp bei Falling Walls
 
  Vom 7. bis 9. November trafen sich in Berlin wieder Wissenschaftler:innen zum Falling Walls Science Summit – darunter mehrere Helmholtz-Forscher:innen. Ziel der Konferenz ist es, das Potenzial der Wissenschaft zur Bewältigung der größten Herausforderungen unserer Zeit näher zu bringen. Matthias Tschöp, Geschäftsführer von Helmholtz Munich, Vizepräsident der Helmholtz-Gemeinschaft und Entdecker des Darmhormons Ghrelin sprach über die neuen Medikamente gegen Adipositas und ihre Bedeutung für die Bekämpfung der Diabetes-Epidemie. Der Vortrag ist online verfügbar.
 
Vielfalt leben. Wissenschaft stärken. Initiative Inklusion
 
  Menschen mit Beeinträchtigungen sind in der Forschung noch immer unterrepräsentiert. Die Allianz der Wissenschaftsorganisationen hat eine Initiative ins Leben gerufen, um das zu ändern. Im Mittelpunkt steht zunächst die interne Reflexion über die Ursachen und ein digitales Karriereevent. Nach außen sichtbar werden die Aktivitäten vor allem durch eine Social-Media-Kampagne, die in den nächsten Wochen starten wird.
 
Auszeichnung für Citizen Science-Projekte
 
  Gleich zwei Helmholtz-Wissenschaftler:innen sind von Wissenschaft im Dialog und dem Museum für Naturkunde Berlin für gemeinsame Forschungsprojekte mit Bürger:innen ausgezeichnet worden. Christopher Kyba vom Helmholtz-Zentrum Potsdam (GFZ) forscht zur Lichtverschmutzung und ist Mitautor einer 2023 im Fachmagazin „Science“ publizierten Studie, die mit Hilfe zehntausender Bürger:innen belegt, dass die Sichtbarkeit von Sternen durch die Lichtverschmutzung zwischen 2021 und 2022 rapide abgenommen hat. Ebenfalls ausgezeichnet wurde Anna Natalie Meyer vom Alfred-Wegener-Institut (AWI), die unter Mitwirkung von Bürgerwissenschaftler:innen die Ausbreitung von Plastikmüll auf Spitzbergen untersucht.
 
 
 
 
Forschung
 
 
 
 
 
 
 
 
Entwicklung eines Netzhaut-ähnlichen Biochips
 
 
 
 
Ein internationales Team um die Jülicher Forscherin Francesca Santoro hat einen intelligenten Biochip entwickelt, der die Netzhaut des Auges nachahmt. Mit solcher und ähnlicher Bioelektronik hofft das Team, Fehlfunktionen im Körper und im Gehirn korrigieren zu können.
 

Der Chip – eine Gemeinschaftsarbeit von Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums Jülich, der RWTH Aachen, des Istituto italiano di tecnologia und der Universität Neapel - basiert auf leitenden Polymeren und lichtempfindlichen Molekülen, mit denen sich die Netzhaut inklusive Sehbahnen nachahmen lässt.

„Unser organischer Halbleiter erkennt, wie viel Licht auf ihn fällt. Ähnliches passiert in unserem Auge. Durch die Menge an Licht, die auf die einzelnen Fotorezeptoren trifft, entsteht schließlich das Bild im Gehirn“, erläutert Santoro. Die Besonderheit des neuen Halbleiters: Er besteht vollständig aus nicht toxischen organischen Komponenten, ist verformbar und funktioniert mit Ionen, also mit geladenen Atomen oder Molekülen. Dadurch lässt er sich deutlich besser in biologische Systeme integrieren als herkömmliche steife Halbleiterbauteile aus Silizium, die nur mit Elektronen arbeiten.

„Unsere Körperzellen nutzen insbesondere Ionen, um bestimmte Prozesse zu steuern und Informationen auszutauschen“, erklärt die Forscherin. Die Entwicklung sei allerdings erst ein „Proof-of-concept", betont sie. Man habe das Material synthetisiert und anschließend charakterisiert: „Wir konnten zeigen, dass sich damit die typischen Eigenschaften der Retina nachahmen lassen“, sagt sie.

Und die Forscher:innen denken schon an eine weitere Einsatzmöglichkeit: Der Chip könnte auch als künstliche Synapse fungieren, weil Lichteinstrahlung die Leitfähigkeit des verwendeten Polymers kurz- und langfristig ändert. Ähnlich arbeiten echte Synapsen: Indem sie elektrische Signale weiterleiten, verändern sie zum Beispiel ihre Größe und ihre Effizienz, worauf die Lern- und Speicherfähigkeit unseres Gehirns basiert. „In künftigen Experimenten wollen wir die Bauteile mit biologischen Zellen koppeln und viele einzelne zusammenschalten“, blickt Santoro voraus.

Veröffentlicht in Nature Communications

(Bild: Istituto italiano di tecnologia)

 
Außerdem: 
 

Wann ist eine Stadt resilient?
Überschwemmungen, Trockenheit, Pandemien: Unsere Städte sind auf Extremereignisse schlecht vorbereitet. Das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ hat untersucht, wie krisenfest unsere Städte sind und stellt Konzepte und Lösungen für mehr Resilienz vor. Mehr lesen 

Nerven- und Immunsystem reparieren Herzen
Anders als beim Menschen können sich Zebrafisch-Herzen nach Schäden vollständig regenerieren. Dafür sorgt das Zusammenspiel zwischen Nerven- und Immunsystem, haben Forschende um Suphansa Sawamiphak vom Max Delbrück Center herausgefunden. Das Team hofft nun Angriffspunkte zu finden, um die Funktion des Herzens von Infarktpatienten zu erhalten. Mehr lesen 

Erste Bilder von Euclid
Die ESA-Mission Euclid liefert erstmals Bilder aus den nahegelegenen Regionen unseres Universums. Die Sonde ist darauf spezialisiert, Himmelsbereiche zu beobachten, die mehr als hundertmal größer sind als das, was die Infrarotkamera des James-Webb-Teleskops leisten kann. Ziel der Mission ist es, Dunkle Materie und Dunkle Energie im Weltall zu erforschen. Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist für die Koordinierung der deutschen ESA-Beiträge verantwortlich und fördert eines der beiden Instrumente des Teleskops. Mehr lesen 

 
 
 
One of 45,000
 
 
 
 

Sina Kürtz ist Physikern und arbeitet in der Nachwuchsförderung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Sie ist außerdem Wissenschaftsjournalistin und moderiert den Youtube-Kanal „Sonne, Tod und Sterne“. (Bild: DLR)

 
 
Was ist das Spannendste an Ihrem Job?
 

Begeisterung wecken! In der DLR-Nachwuchsförderung arbeiten wir oft an Projekten, bei denen wir das Feedback der Kinder direkt live erleben, wie etwa bei der DLR_Raumfahrt_Show. Es ist immer spannend zu schauen, ob unsere eigene Begeisterung für Forschung und Wissenschaft auch die Zielgruppe ansteckt. Wie können wir neugierig machen, wie können wir ein Wow-Erlebnis schenken und das berühmte Funkeln in den Augen entzünden? Bei den Projekten zum Wissenschaftsjahr 2023 hatte eine Gruppe Schülerinnen teilgenommen, die Physik als Schulfach zum Teil schon abgewählt hatten. Bei ihnen ist der Interessenkompass im Nachgang noch mal richtig umgeschwungen. Das hat mich sehr gefreut!

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

Das größte Wissenschaftsfestival der Welt extra für Schülerinnen und Schüler! Wir mieten ein Gelände in der Größe des Frankfurter Flughafens und dann gibt’s dort eine Woche lang Workshops, Vorträge, Panels, Experimentstationen, Spiele, Musik, Science-Slams und alles zum Thema Wissenschaft, Zukunft, Forschung – inklusive Übernachtung. Und abends gibt es entweder einen Interstellar-Filmabend mit Astrophysiktalk im Anschluss oder Party und Netzwerken mit Leuten aus Forschung und Wissenschaft. Das alles am besten direkt in der ersten Woche nach den Sommerferien. Vielleicht bestimmen die Schülerinnen und Schüler in dieser Woche sogar selber, was der Lehrplan in den naturwissenschaftlichen Fächern im kommenden Schuljahr beinhalten soll.

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

Darf es auch jemand aus der Geschichte sein? Ich wollte immer mal Leonardo da Vinci kennenlernen. Einer wie er, der Künstler und Naturwissenschaftler zugleich war, hätte bestimmt super Ideen für die Wissenschaftskommunikation im Jahr 2023!

 
 
 
Standpunkt
 
 
 
 
 
 
 
 
Prävention – unsere schärfste Waffe gegen Krebs
 
 
 
 
Unser Gesundheitssystem konzentriert sich noch zu sehr auf das „Reparieren“ – dabei ließen sich viele Krebserkrankungen durch Prävention und Früherkennung vermeiden. Michael Baumann, Vorstand des Deutschen Krebsforschungszentrums, erläutert, warum wir in Sachen Prävention so hinterherhinken und was wir tun müssen, um die Forschung und Anwendung voranzutreiben.
 

In den nächsten 20 Jahren wird die Anzahl der Krebserkrankungen weltweit deutlich steigen. In Deutschland zählen wir aktuell etwa 510.000 Neuerkrankungen im Jahr, mehr als 200.000 Menschen sterben an Krebs. Bereits für 2030 rechnen wir mit jährlich etwa 600.000 neuen Krebsfällen.

Rund 40 Prozent aller neu auftretenden Krebserkrankungen in Deutschland gehen auf das Konto einiger weniger, vermeidbarer Krebsrisikofaktoren: Tabakkonsum, ungesunde Ernährung, Übergewicht, Bewegungsmangel, hoher Alkoholkonsum sowie bestimmte Infektionen. Eine konsequente Primärprävention kann einen großen Teil dieser Fälle verhindern. Gleichzeitig sind die Ursachen für das Entstehen der übrigen 60 Prozent der Krebsfälle noch nicht völlig entschlüsselt.

Das Gesundheitssystem in Deutschland wie auch in den meisten Industrieländern ist primär auf die Behandlung von Krankheiten ausgerichtet – der Begriff „Reparaturmedizin“ drückt es aus. Doch unsere schärfsten Waffen gegen Krebs sind Prävention und Früherkennung. Leider jedoch herrscht in Deutschland ein eklatanter Mangel an langfristiger und zielgerichteter Präventionsforschung. Auch die Umsetzung unseres Wissens ist unzureichend.

Es fehlt an koordinierten und langfristig angelegten Informationskampagnen sowie an flankierender Evaluationsforschung. Es fehlt an Programmen, die zielgerichtet auf die unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen ausgerichtet sind und die insbesondere auch Menschen mit hohem Krebsrisiko erreichen. Wir brauchen geeignete Strukturen sowie den politischen Willen, Menschen eine gesunde Lebensweise zu erleichtern und sie zu motivieren, die Krebsfrüherkennung wahrzunehmen.

 
Handlungsfelder mit erhöhtem Forschungsbedarf
 

Es besteht Forschungsbedarf, um zentrale Fragen der Prävention zu beantworten: Wie entsteht Krebs und an welchen molekularen „Stellschrauben“ lässt sich dieser Prozess aufhalten? Was motiviert Menschen, bekannte Krebsrisikofaktoren zu meiden? Wie können Tumoren noch früher entdeckt werden? Was erhöht die Gesundheitskompetenz auf individueller und Systemebene? Welche Potenziale bietet die Digitalisierung für die Krebsprävention? Um in diesen Feldern weiterzukommen, sind Fortschritte in der Datenanalyse und im Datenmanagement notwendig.

Das Nationale Krebspräventionszentrum, das wir gemeinsam mit der Deutschen Krebshilfe in Heidelberg aufbauen, wird ein wichtiger Knotenpunkt und Taktgeber für die Krebspräventionsforschung in Deutschland sein – kann diese Aufgaben aber allein nicht bewältigen. Um diese große Herausforderung für eine gesündere Zukunft anzugehen, brauchen wir weitere Verstärkung – aus Lebenswissenschaften und Medizin, aber ebenso ist die Expertise aus der Datenwissenschaft, Pädagogik, Psychologie und anderen Fachdisziplinen gefragt.

Ein konsequent krebspräventiver Lebensstil verlangt den Einzelnen viel ab. Doch Forschungsergebnisse und daraus abgeleitete Appelle an die individuelle Einsicht sind nur ein Teil der Lösung. Denn die Umgebung und soziale Faktoren machen es Menschen leichter oder schwerer, den Präventionsempfehlungen zu folgen. Deswegen engagieren wir uns gleichermaßen für eine Gesetzgebung, die es allen erleichtert, gesundheitsbewusst zu leben – durch Anreize, durch Besteuerung oder Werbeeinschränkungen. Denn auch, wenn die Erfolge der Krebsprävention erst nach Jahrzehnten in der Statistik sichtbar werden, so gilt doch für jede:n Einzelne:n: Wer sich zu einem gesünderen Lebensstil entschließt, senkt damit sofort sein Lebenszeitrisiko, an Krebs zu erkranken!

(Bild: Uwe Anspach)

 
 
 
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Geolog:in für das Deutsche Zentrum für Astrophysik in der Lausitz
 

Sie haben ein abgeschlossenes Studium im Bereich Geologie, Mineralogie oder Geowissenschaften? Sie verfügen über detaillierte Kenntnisse der Petrografie, Stratigrafie und Genese neoproterozoischer/paläozoischer Sedimente und Magmatite sowie der känozoischen Abfolgen der Lausitz? Dann könnte dieser Job etwas für Sie sein! Mit dem Deutschen Zentrum für Astrophysik (DZA) entsteht ein neues Forschungszentrum in der Lausitz. Die Aufbauphase des Zentrums wird gemeinsam von Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) und der Technischen Universität Dresden organisiert. Arbeiten Sie in einem Team von Experten aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und Fachbehörden an einer komplexen geologischen Modellierung für die Planung eines unterirdischen Forschungslabors (Low Seismic Lab) in der Lausitz mit. Das Projekt ist auf zwei Jahre befristet.

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Helmholtz in den Medien
 
 
 

Batterieforschung: In einem Artikel über die Batterie der Zukunft zitiert die BBC auch Stefano Passerini vom Helmholtz-Institut Ulm. Passerini entwickelt Batterien, die Natriumionen aus Meerwasser als Speichermaterial nutzen. Elektrofahrzeuge, große Energiespeichersysteme und andere Anwendungen werden in den kommenden Jahren die Nachfrage nach Batterien enorm erhöhen. Forscher und Unternehmen arbeiten fieberhaft an der Entwicklung möglicher Alternativen zu den heute üblichen Lithium-Ionen- und Graphitbatterien. BBC

Antibiotika: Zahlreiche Krankheitserreger bauen zunehmend eine Resistenz gegen Antibiotika auf und stellen so die moderne Medizin vor große Herausforderungen. Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig, das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung, die Universitätsklinik Köln und das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf haben gemeinsam einen Ansatz gefunden, der resistente Bakterien neutralisieren könnte, berichtet die Ärztezeitung. Ärztezeitung

Klimaneutralität: Die Wirtschaftswoche berichtet über die Studie „Energieperspektiven 2030” des Forschungszentrums Jülich. In der Studie beschreiben die Forschenden, wie Deutschland bis 2045 tatsächlich treibhausgasneutral werden könnte. WiWo

Laserkommunikation: „Die Welt“ schreibt über das kleinste kommerziell verfügbare Laserkommunikationsterminal. Entwickelt hat es das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Forschenden des Zentrums ist es zum ersten Mal gelungen, Daten per Laserlicht vom Satelliten „Cube L“ störungs- und fehlerfrei nach Oberpfaffenhofen zu senden. Welt

Wohnen: In einem Artikel über die Wohnungskrise verweist der Tagesspiegel auch auf die Forschung von Sigrun Kabisch vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ. Die Forscherin untersucht seit Jahrzehnten die Plattenbausiedlung Leipzig-Grünau und hat in einer Studie herausgefunden, dass gerade in den Wohnkomplexen, die weiterhin in genossenschaftlicher Hand liegen, die Wohnzufriedenheit der Bevölkerung groß sei. Tagesspiegel

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

Redaktion: Sebastian Grote, Franziska Roeder, Martin Trinkaus
Fragen an die Redaktion senden Sie bitte an monthly@helmholtz.de

Bilder: Phil Dera (Editorial)

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