KNS025 – Flucht nach vorn in die Botanik

Es war "Sommer", doch die Wissenschaft stand nicht still! Wir haben wieder ein paar der neuen Erkenntnisse für euch herausgepickt. Diesmal behandeln wir eine Studie, die beschreibt, wie man computergenerierte Musik menschlicher machen kann, und wie man jetzt Vanillin - die Hauptkomponente des Vanillegewürzes - mit Hilfe von Hefe produzieren kann. Weiterhin geht es um das Alter des Rezeptes für die Mumifizierung im alten Ägypten und auch mal wieder ein wenig Genetik: das Eukalyptus-Genom wurde sequenziert! Außerdem: wie magnetische Stimulation das Gedächtnis verbessert, wann der Mars seine Atmosphäre verloren hat. Zwei weitere Studien beschäftigen sich mit Afrika: einmal geht um die evolutionären Hintergründe der Pygmäenvölker, und in einer anderen erklärt Katrin die Produktion des neuen Medikamentes gegen das Ebola-Virus. Viel Spaß beim Hören!

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Sendungsnotizen

Fehlerhaft und trotzdem schön #

  • Holger Hennig (2014) Synchronization in human musical rhythms and mutually interacting complex systems (Proceedings of the National Academy of Sciences) DOI: 10.1073/pnas.1324142111
  • Menschen bevorzugen von Menschen gemachte Musik gegenüber der von Computern generierten, und womöglich wegen der kleinen Fehler, die wir machen. Womöglich kein Mensch kann einen perfekten beat halten.
  • Es gibt Programme, die zufällig kleine Fehler einbauen, um Musik menschlicher zu machen. Aber sind diese Fehler zufällig? Nö.
  • Die Fehlerchen, die Menschen beim musizieren machen, weisen Muster auf, und sind zeitlich korreliert. Jetzt hat jemand dasselbe für die Interaktion zweier Musiker (und auch Musiklaien) nachgewiesen.
  • Zwei gemeinsam musizierende Menschen synchronisieren nicht nur ihren beat, sondern zeigen eine cross-correlation zwischen ihren kleinen Variationen vom beat, ähnlich wie es schon für einzelne Musiker gezeigt wurde.
  • Skalenfreie Korrelation der Variation wurde auch anderswo in der Natur beobachtet: Herzschläge, Vögelschwärme, Finanzmarkt, EEG-Signale -> Kollektivverhalten
  • Dann hat der Autor auch noch einen Algorithmus gebastelt, der perfekte beats vermenschlicht, in dem er Fehlerchen nicht randomisiert einbaut, sondern beruhend auf den gefundenen Korrelationen. Klingt wohl besser.
  • Das Modell ist auch als Plugin für die ein oder andere Audiosoftware verfügbar: Humanizer

SynBio-Vanille jetzt aus Zucker statt aus Sägespänen #

Schläge auf den Hinterkopf sind jetzt out #

  • Wang et al. (2014). Targeted enhancement of cortical-hippocampal brain networks and
    associative memory. Science 345 , 1054.
  • Magnetpulse (transcranial magnetic stimulation, oder TMS), gezielt gerichtet auf bestimmte Hirnregionen scheinen gewisse Effekte auszulösen, vor allem eine Verbesserung der Erinnerungsleistung
  • Keiner weiß, wie es funktioniert, aber man hat mal begonnen, die Auswirkungen zu erforschen.
  • 16 gesunde Personen machen einen Gedächtnistest, und man bestimmt die Position ihres Hippocampus (Teil des Gehirns, der mit dem Gedächtnis in Verbindung gebracht wird).
  • Anschließend 5 Tage lange jeden Tag 20 min Behandlung mit TMS
  • Nach einem Tag folgt ein erneuter Test, und die stimulierten Personen waren plötzlich 20-25% besser als zuvor!
  • Als nächstes wird der Versuch mit Personen gemacht, die sich im Anfangsstadium einer neurodegenerativen Krankheit wie Alzheimer befinden

Eucalyptus-Genom #

  1. Stressantwort => dadurch hohe Anpassungsfähigkeit?
  2. Holzproduktion (Cellulose, Hemizellulose & Lignin); 5 neue Holz-bildende Enzymkandidaten => getrennte Evolution und Spezialisierung der duplizierten Genkopien?
  3. Phenylpropanoid– & Terpen-Produktion=> Aroma- & Bitterstoffe => Schädlingsabwehr
  • Muster: tandem-duplizierte Gene korrellieren mit superlativen Phänotypen
  • Aber: Ethischer, umweltfreundlicher Einsatz von Grundlagenerkenntnissen bei schon etabliertem Monokulturanbau & industrieller Anwendungen möglich?

Noch schrumpeligere Mumien #

  • Jana Jones, Thomas F. G. Higham, … Stephen A. Buckley (2014) Evidence for Prehistoric Origins of Egyptian Mummification in Late Neolithic Burials (PLoS ONE) DOI: 10.1371/journal.pone.0103608
  • Mumifikation (natürlich ablaufend) vs. Mumifizierung (durch den Menschen begünstigt/herbeigeführt)
  • Mumifizierung im Alten Ägypten wurde seit dem Alten Reich durchgeführt und war vorher (so meinte man), unbekannt (~2700-2200 vor Christus). Die Mumifizierung hängt stark mit dem Glauben der alten Ägypter zusammen.
  • Forscher haben jetzt die Leinentücher von Mumien untersucht, die aus der gleichen Region, aber aus noch älteren Perioden stammen.
  • Methoden: Mikroskopie, C-Datierung, TD-GC-MS (thermal desorption gas chromatography MS), Py-GC-MS
  • Scheinbar wurde die Mumifizierung & Einbalsamierun schon >1500 Jahre vor der Kultur des Alten Reiches durchgeführt, und mit ähnlicher Rezeptur für die Balsamflüssigkeiten, in denen man die Bandagen getränkt hat: Pflanzenstoffe, Tierfette, Harze, natürliches Erdöl, …
  • Zwischen den beiden untersuchten Perioden gab es einen Rezepturwechsel, der zeitlich mit Kulturwechsel und Klimawandel im Mittelmeerraum zusammenfällt (Übergang zur Sesshaftigkeit).
  • Damit muss die Entstehung eines essentiellen Teiles der altägyptischen Kultur ~1500 Jahre nach vorne verlegt werden
  • Ägyptologie-Podcast: Egyptian History (Feed)

Wasser, Wärme und Verwirrung auf dem Mars #

  1. unregelmäßiges, schwaches Magnetfeld schützte nicht vor Sonnenwind
  2. Kollision/Einschlag
  3. Verdampfen aufgrund geringer Anziehungskraft

Klein, oho, und konvergent #

  • George H. Perry, Matthieu Foll, … Luis B. Barreiro (2014) Adaptive, convergent origins of the pygmy phenotype in African rainforest hunter-gatherers (Proceedings of the National Academy of Sciences) DOI: 10.1073/pnas.1402875111
  • Kleinwuchs im Menschen scheint vor allem in Jäger/Sammler-Kulturen im Regenwald zu entstehen. Man vermutet, dass in einer kleinen Statur ein adaptiver Vorteil liegt, da er mindestens zweimal unabhängig entstanden ist (konvergente Evolution).
  • In dieser Studie wollten die Autoren herausfinden, in welchen Genomregionen die kleine Größe festgeschrieben liegt, und herausfinden, in wie weit natürliche Selektion einen Einfluss auf die Statur dieser Völker hatte.
  • Sequenzierung der Genome eines Pygmäenvolkes aus dem östlichen Zentralafrika (169 Batwa), sowie räumlichnahegelegenen landwirtschaftlichem Volk (61 Bakiga)
  • Anschließend folgte ein Vergleich mit 74 Genomen der Baka, einem Pygmäenvolk aus dem westlichen Zentralafrika
  • (1) Der afrikanische Pygmäen-Phenotyp hat einen genetischen Ursprung (je mehr Bakiga eingekreuzt war, desto größer waren die Batwa)
  • (2) Der Pygmäenphenotyp der Batwa ist polygenisch, da 16 Genomregionen immer wieder in den Analysen aufgetaucht sind
  • (3) Der Pygmäenphenotyp der Batwa ist wahrscheinlich adaptiv, da die Unterschiede zu anderen Völkern für diese 16 Genomregionen sehr viel höher ist als für andere
  • (4) Zumindest teilweise konvergente Evolution des Pygmäen-Phenotyps in Zentralafrika. Das bedeutet, dass Kleinwuchs für solche Völker tatsächlich adaptiv zu sein scheint!

Mit Tabak gegen Ebola #

  1. Antikörpergene (plus Translokationssequenzen) in Mosaikvirus => normale Infektion der Tabakpflanzen und stabile Integration => Ab-Expression & -aggregation
  2. Vakuum-unterstütze Agroinfiltration von Tabakpflanzen mit 2 transformierten Agrobacterium tumefaciens Linien => transiente Expression der Antikörperketten, Faltung durch Chaperone &

Empfehlungen #

Hausmeisterei #

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7 Gedanken zu „KNS025 – Flucht nach vorn in die Botanik

  1. Faldrian

    Mal wieder eine ganz wunderbare Folge! :)
    Ich finde es immer super spannend und irgendwie unterhaltsam, wenn ihr davon erzählt, wie jetzt schon wieder irgendwelche Organismen benutzt wurden um irgendwas nützliches zu erzeugen (das mit der Vanille und das mit dem Ebola-Impfzeug).

    Ich habe zwar auch diesmal nur wieder 80% verstanden – vermutlich müsste ich es dabei als räsentations-Folie sehen (nein! ich habe nur Ohren für euch, das muss reichen), damit ich weiß, wie genau da irgendwas ineinandergreift um dann transportiert zu werden – aber das macht gar nichts, denn wenn ihr mit so viel Begeisterung über das Thema referiert, macht das eine Menge Spaß.

    Also weiter so und dankeschön :)

    Antworten
    1. Katrin

      Hallo Faldi und danke für deine Rückmeldung :-)

      Zuerst bei uns, jetzt auch auf Fefes Blog ;-D Nee, im Ernst: die restlichen 20% gerne aus Frage formulieren. Das hilft auch uns aus der Doktorandenfilterbubble auszubrechen.

      Antworten
  2. Laborratte

    Hi Ihr beiden,

    wollte nach langem stillen Mithören nun endlich mal Rückmeldung geben und mich für die vielen informativen und unterhaltsamen Stunden bedanken, die mir dabei helfen, meinen leicht monotonen Hiwi-Job besser zu ertragen: DANKE!

    Und eine (hoffentlich nicht all zu dumme) Frage hätte ich auch gleich:
    Ich habe hier zwei Katzen, beide in Gefangenschaft geboren, beide hatten nie Freigang. Kürzlich verirrte sich ein Vogel in unser Treppenhaus und die beiden waren völlig aus dem Häuschen und waren kaum von der Wohnungstür fern zu halten. Jetzt frage ich mich: woher weiß die gemeine Dosenfutterkatze überhaupt, was sie mit einem Vogel anfangen soll? Gibt es einen Grundstock an Wissen oder Instinkten im Erbgut, die jedes Individuum einer Art hat, egal wie es aufwächst?
    Wie funktioniert das?

    LG, Laborratte

    Antworten
    1. Katrin

      Hallo Laborratte,
      darüber werden wir in der nächsten Folge reden, anstatt hier nur kurz einen Textkommentar zu verfassen. Ein bisschen Geduld noch ;-)
      Viele Grüße!

      Antworten

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