|
||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
bei allen aktuellen politischen Krisen dürfen wir unser Engagement gegen den Klimawandel nicht aus den Augen verlieren. Dabei reicht es nicht mehr aus, Emissionen zu reduzieren. Es wird notwendig sein, der Atmosphäre bereits ausgestoßene Treibhausgase wieder zu entziehen. Welche Technologie dafür zum Einsatz kommen kann, stellt Ihnen Detlef Stolten vom Forschungszentrum Jülich im Standpunkt vor. Tag für Tag suchen wir bei Helmholtz Antworten auf solche großen Fragen unserer Zeit. Wir – das sind inzwischen über 46.000 Menschen aus der ganzen Welt. Wir haben den Namen unserer Mitarbeitenden-Rubrik auf die aktuelle Zahl angepasst. Diesen Monat haben wir mit Robin Santra vom DESY gesprochen. Er verrät uns unter anderem, warum er als Naturwissenschaftler gerne mit einer Reihe von Künstler:innen zu Abend essen würde. Wir wünschen Ihnen eine inspirierende Lektüre! |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Epigenetische Veränderungen führen dazu, dass Gene in Zellen falsch abgelesen werden. Sie spielen daher eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Krebs oder Stoffwechselkrankheiten, liegen aber auch altersbedingten Erkrankungen oder einer verminderten Anpassungsfähigkeit zugrunde. Eine nun in der Fachzeitschrift „Nature“ erschienene wegweisende Studie von Wissenschaftler:innen von Helmholtz Munich liefert wichtige neue Erkenntnisse darüber, wie komplexe epigenetische Modifikationsmuster unsere Gene regulieren. Um den epigenetischen Code zu entschlüsseln, haben Till Bartke und seine Co-Autor:innen einen kreativen Ansatz entwickelt. Die Forscher:innen bauten hierfür eine große Anzahl epigenetischer Modifikationen im Reagenzglas nach und führten damit Experimente durch. Dabei konnten sie untersuchen, wie die Modifikationen mit den Proteinen in unseren Zellen interagieren. „Epigenetische Modifikationen wirken normalerweise im Zusammenspiel mit sogenannten epigenetischen Leserproteinen, die die Modifikationen erkennen können und so nachgelagerte Vorgänge bewirken“, erklärt Andrey Tvardovskiy, Postdoktorand und einer der Erstautor:innen der Studie. „Herauszufinden, wie epigenetische Leserproteine komplexe Modifikationsmuster interpretieren, ist daher der Schlüssel zum Verständnis der Funktionsweise unseres Genoms und wie Fehler hierbei zu Krankheiten führen.“ Die Forschenden konnten zum ersten Mal sehen, wie unterschiedliche Kombinationen von Modifikationen in unseren Zellen von epigenetischen Proteinen ausgelesen und interpretiert werden. Mit neu entwickelten KI-Methoden machten sich die Wissenschaftler:innen außerdem daran, die Sprache der epigenetischen Modifikationen zu entschlüsseln. Hierbei fanden sie heraus, dass einige Bestandteile des epigenetischen Codes einen großen Einfluss auf Leserproteine haben. All diese Informationen erlaubten es ihnen, mehrere grundlegende Regeln zu ermitteln, wie das Erbgut in unseren Zellen organisiert und kontrolliert wird. Diese Erkenntnisse sind für viele Wissenschaftler:innen unterschiedlicher Fachgebiete von großer Bedeutung und werden, so hoffen die Forscher:innen von Helmholtz Munich, die Grundlage für weitere zukünftige Forschungsaktivitäten bilden. Um ihre Resultate auf breiter Ebene verfügbar zu machen, hat die Forschungsgruppe eine Website namens „Modification Atlas of Regulation by Chromatin States“ (https://marcs.helmholtz-munich.de) erstellt, die einen intuitiven und interaktiven Zugang zu den Studienergebnissen ermöglicht. (Bild:Juan Gaertner/Shutterstock )
Durchbruch in der Modellierung PFAS im Blut sind allgegenwärtig und mit erhöhtem Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden |
|
Mich fasziniert das Wechselspiel von experimenteller und theoretischer Forschung. Ich finde es extrem motivierend, dass es dabei immer wieder gelingt, mit den Methoden der theoretischen Physik die Planung von Experimenten zu unterstützen beziehungsweise experimentelle Ergebnisse mit erheblichem Erkenntnisgewinn zu verknüpfen. In meinem Job habe ich die Gelegenheit, mich damit intensiv auseinanderzusetzen – in enger Zusammenarbeit sowohl mit den Mitgliedern meiner Gruppe als auch mit anderen Forscherinnen und Forschern national und international. Auch begeistert mich die Möglichkeit, zur Weiterentwicklung der universitären Lehre beitragen zu dürfen.
Meine Gruppe hat im Laufe der letzten 13 Jahre mathematische Modelle und dazugehörige Software entwickelt, mit deren Hilfe sich das mikroskopische Verhalten von Materie bei Bestrahlung mit Röntgenlicht vorhersagen lässt. Dies ist nützlich, um beispielsweise die grundlegenden Prozesse, die bei der Strahlentherapie oder auch in der Raumfahrt auftreten, tiefgründiger zu verstehen. Gegenwärtig sind wir aber bei der Komplexität der Systeme, die wir betrachten können, noch eingeschränkt. Wenn Geld und Zeit keine Rolle spielten, würde ich alle Anstrengungen darauf konzentrieren, eine Brücke zu schlagen zwischen der molekularen Skala, auf der wir uns primär bewegen, und der Skala von biologischen Zellen.
Den kreativen Denkprozess in den Naturwissenschaften kann ich ganz gut einschätzen. Weniger nachvollziehbar ist für mich, wie es zum Beispiel Künstlerinnen und Künstlern gelingt, weltweit viele Menschen in ihren Bann zu ziehen. Insofern könnte ich mir Abendessen mit J. K. Rowling, Christopher Nolan, Andrew Lloyd Webber, John Cleese und Steve Harris (Bandleader von Iron Maiden) vorstellen, um in dieser Hinsicht tiefere Einsichten zu gewinnen. Dabei würde ich auch gerne verstehen, wie es dazu kommt, dass innerhalb von Europa gerade Großbritannien so viele besondere Talente hervorgebracht hat. Zum Beispiel interessiert mich, wie bedeutsam dabei die Rolle des Individualismus ist. |
|
|
|
Denn zum Ersten wird langfristig die Transition zu Treibhausgasneutralität, wie sie im deutschen Klimaschutzgesetz festgelegt ist, nicht ausreichen, um die Klimaziele zu erreichen. So zeigen die Analysen des IPCC, dass spätestens ab etwa 2060/2070 der Atmosphäre aktiv CO2 entzogen werden müsste, um treibhausgasneutral zu werden. Zum Zweiten ist es sehr teuer, die „letzten Tonnen CO2“ beispielsweise in der Chemieindustrie oder im Flugverkehr zu vermeiden. In diesen Fällen stellen CO2-Abscheidung und -Speicherung günstigere Alternativen dar – das zeigen Analysen des IEK-3 am Forschungszentrum Jülich. Allerdings gilt das nur für schwer abscheidbare Emissionen oder schwer ersetzbare Grundchemikalien. Drittens sind einige CO2-Emissionen aufgrund chemischer Reaktionen bei der Stoffumwandlung in der Produktion unvermeidbar, insbesondere in der Zement-, Branntkalk- und Glasherstellung. Viertens können gewisse Zwischenziele der Transition des Energiesystems voraussichtlich nicht zeitgerecht erreicht werden. Gaskraftwerke, die erneuerbare Energien bei Flauten absichern sollen, werden beispielsweise nicht rechtzeitig mit einer Wasserstoffversorgung ausgerüstet sein. Deshalb soll es vorübergehend erlaubt sein, diese mit Erdgas zu betreiben. Solche Übergangsregelungen sollten allerdings mit klaren Ausstiegsregeln oder entsprechenden Kosten belegt werden. Wie kann die CO2-Abscheidung und -Speicherung erreicht werden? CO2 kann über Aufforstung und Renaturierung von Mooren biologisch abgeschieden und gespeichert werden sowie über die Nutzung von Biomasse mit nachfolgender Abscheidung und Speicherung. An punktuellen, also großen, möglichst konstanten Energieverbrauchern kann CO2 nach dem Verbrennungsprozess mit erprobten Techniken abgeschieden werden. Eine weitere neue Technik, an der insbesondere auch Helmholtz forscht, ist Direct Air Capture (DAC). DAC ermöglicht es, CO2 direkt aus der Luft abzuscheiden. Im Helmholtz-Projekt DACStorE untersuchen Forschende grundlegende Prozesse, entwickeln neue Abscheidungsverfahren, legen Anlagen aus, identifizieren potenzielle Standorte für den späteren Betrieb weltweit und identifizieren und bewerten Speicher. Ein besonderer Fokus liegt auf der Sicherheit der Speicher, beispielsweise durch ein engmaschiges Monitoring. Diese Technologien können die oben beschriebene Lücke füllen. Es ist zu begrüßen, dass die Carbon-Management-Strategie der Bundesregierung auf die schwer- vermeidbaren und unvermeidbaren Emissionen und den Übergang zu erneuerbaren Energien fokussiert. Nun kommt es darauf an, die langfristige Perspektive in einer separaten Strategie zu regeln. (Bild: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau) |
|
|
Sie verfügen über fundierte Kenntnisse in Themen wie künstlicher Intelligenz, Cybersicherheit und Computerwissenschaften? Sie kennen sich aus mit europäischer Forschungsfinanzierung und haben Erfahrung in der Positionierung wissenschaftlicher Themen in einem politischen Kontext? Dann könnte dieser Job etwas für Sie sein: Wir suchen für unser Brüsseler Büro zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine:n Delegierte:n für den Forschungsbereich Information. Sie vertreten die Helmholtz-Gemeinschaft und ihre einzelnen Forschungszentren in Brüssel und unterstützen deren strategische Positionierung in Europa. Die Einstellung erfolgt am Forschungszentrum Jülich mit einer Abordnung nach Brüssel.
|
|
|
Künstliche Intelligenz: Im Interview mit der WAZ berichtet Stefan Kesselheim, Leiter des Bereichs „Angewandtes Maschinelles Lernen“ am Forschungszentrum Jülich, von dem europäischen KI-Projekt „TrustLLM“, das er mit verantwortet. Ziel des Projektes sei es, in den nächsten drei Jahren die „ethisch bessere Alternative“ zu ChatGPT zu entwickeln, die nicht nur transparent hinsichtlich ihrer Trainingsdaten, sondern auch für die Wirtschaft frei zugänglich sei. Im besten Fall ergebe sich daraus ein offenes Ökosystem von Diensten, deren Historie nachvollzogen werden könne, erklärt Kesselheim. Klimaverträglicher Flugverkehr: Die Wirtschaftswoche stellt in ihrer Reihe „Ideen, die unsere Welt verändern“ die Software „Alicia“ vor, die von Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie weiteren Kooperationspartnern entwickelt wurde, um die Luftfahrt der Zukunft zu simulieren. Im Zentrum stehe dabei die Frage, wie die Branche klimaneutral werden könne, erläutert Björn Nagel, der seit 1998 am DLR zu dem Thema forscht und seinen Datensatz für die Software zur Verfügung stellt. Zukünftig sollen die Simulationen Agierende aus Politik und Wirtschaft bei der Entscheidungsfindung unterstützen. Grüner Brennstoff: Philipp Kessler, CEO und Gründer von Trun2X, erklärt dem Handelsblatt, wie sein Start-up mit der Belieferung von grünem Methan zukünftig mittelständische Unternehmen dabei unterstützen will, klimaneutral zu werden. Im Fokus stünden dabei Mittelständler aus energieintensiven Sektoren, die keine Möglichkeit hätten, an ein Wasserstoffnetz angebunden zu werden, betont Kessler. Das entwickelte Verfahren basiere auf zwölf Jahren Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Kritik am Weltklimarat: Im Spiegel-Klimabericht kritisiert der Klimaforscher Hans-Otto Pörtner vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) die Arbeitsweise des Weltklimarats (IPCC) und fordert durchgreifende Reformen. Er bemängelt unter anderem, dass die Arbeit am Weltklimabericht von politischem Kalkül beeinflusst sei und zu sehr davon abhänge, welche Vorstandsmitglieder einzelne Länder berufen und welche Themen sie setzen. Stattdessen sollte es eine stärkere fachliche Orientierung geben, fordert Pörtner. Wissenschaftler:innen sollten insgesamt mehr Gehör finden. Klimafreundliche Energieversorgung durch Wasserstoff: Der Focus und die Welt berichten von einem bundesweit einmaligen Projekt: Erstmals sollen Brennstoffzellen eine Klinik teilweise mit Strom und Wärme versorgen. Das Projekt ist im Rahmen des Helmholtz-Clusters Wasserstoff angesiedelt und untersucht, inwieweit neue Wasserstofftechnologien Gebäude klimafreundlich mit Energie versorgen können. |
|
Herausgegeben von: Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V., Anna-Louisa-Karsch-Str.2, 10178 Berlin Fragen an die Redaktion senden Sie bitte an monthly@helmholtz.de
Noch kein Abo? Hier geht's zur Registrierung Wenn Sie unseren Newsletter nicht mehr erhalten möchten, klicken Sie einfach hier: Newsletter abbestellen © Helmholtz
|
