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Portal Wissen = Wege
(2015)
Wie Merkmale von Generation zu Generation weitervererbt werden, wie sich die Erbinformation dabei durch Mutationen verändert und somit zur Ausprägung neuer Eigenschaften und der Entstehung neuer Arten beiträgt, sind spannende Fragen der Biologie. Genetische Differenzierung führte im Laufe von Jahrmillionen zur Ausbildung einer schier unglaublichen Artenvielfalt. Die Evolution hat viele Wege beschritten. Sie hat zu großartiger natürlicher Biodiversität geführt – zu Organismen, die an sehr unterschiedliche Umwelten angepasst sind und zum Teil eine ulkige Gestalt haben oder ein merkwürdiges Verhalten zeigen. Aber auch die von Menschenhand gemachte Biodiversität ist überwältigend – man denke nur an die 10.000 verschiedenen Rosensorten, die uns entzücken, oder die Myriaden unterschiedlicher Weizen-, Gerste- oder Maisvarianten; Pflanzen, die allesamt früher einmal einfache Gräser waren, uns heute aber ernähren. Wir Menschen schaffen eine eigene Biodiversität, eine, die die Natur selbst nicht kennt. Und wir „fahren“ gut damit. Dank der Genomforschung können wir heute die gesamte Erbinformation von Organismen in wenigen Stunden bis Tagen aus- lesen. Sehr viel länger dauert es aber, die zahlreichen Abschnitte eines Genoms funktionell zu kartieren.
Die Wissenschaftler bedienen sich dazu vielfältiger Methoden: Dabei gehört es heute weltweit zum Standardrepertoire, Gene gezielt zu inaktivieren oder zu aktivieren, ihren Code zu modifizieren oder Erbinformationen zwischen Organismen auszutauschen. Dennoch sind die Wege, die zur Erkenntnis führen, oft verschlungen. Nicht selten müssen ausgeklügelte experimentelle Ansätze gewählt werden, um neue Einsichten in biologische Prozesse zu gewinnen.
Mit den Methoden der Genomforschung können wir nicht nur das erkunden, was sich in der Natur „da draußen“ findet. Wir können auch fragen: „Wie verhält sich ein Lebewesen, beispielsweise ein Moos, eigentlich, wenn wir es zur International Space Station (ISS) schicken? Und können wir daraus Kenntnisse gewinnen über die Anpassungsstrategien von Lebewesen an harsche Umweltbedingungen oder gar für eine spätere Besiedlung des Mondes oder des Mars´?“ Oder können wir mithilfe der synthetischen Biologie Mikroorganismen präzise, quasi am Reißbrett geplant, so verändern, dass neue Optionen für die Behandlung von Krankheiten und für die Herstellung innovativer biobasierter Produkte entstehen? Die Antwort auf beide Fragen lautet eindeutig: Ja! (Wenngleich ein Umzug auf andere Planeten derzeit natürlich nicht vornan steht.).
Landnutzung durch den Menschen bestimmt die Biodiversität. Andererseits tragen Organismen zur landschaftlichen Formenbildung bei und beeinflussen über kurz oder lang die Zusammensetzung unserer Atmosphäre. Auch hier gibt es spannende Fragen, mit denen sich die Forschung beschäftigt.
Um neue Erkenntnisse zu gewinnen, müssen Forscher immer wieder neue Wege einschlagen. Oft kreuzen sich auch Pfade. So war es beispielsweise vor wenigen Jahren noch kaum absehbar, wir stark die ökologische Forschung beispielsweise von den schnellen DNA-Sequenziermethoden profitieren würde, und die Genomforscher unter uns konnten kaum erahnen, wie die gleichen Techniken uns neue Möglichkeiten an die Hand geben sollten, die hochkomplexe Regulation in Zellen zu untersuchen und für die Optimierung biotechnologischer Prozesse zu nutzen.
Beispiele aus den vielfältigen Facetten der biologischen Forschung finden Sie – neben anderen interessanten Beiträgen – in der aktuellen Ausgabe von „Portal Wissen“. Ich wünsche Ihnen eine anregende Lektüre!
Prof. Dr. Bernd Müller-Röber
Professor für Molekularbiologie
Portal Wissen = klein
(2016)
Seien wir mal ehrlich: Auch Wissenschaft hat das Ziel, groß rauszukommen, zumindest im Namen der Erkenntnis. Dabei gilt doch: Wenn etwas ins Stammbuch erfolgreicher Forschung gehört, dann ist es wohl die Vorstellung vom Kleinen. Schließlich ist es schon immer ihr Selbstverständnis gewesen, das zu ergründen, was sich nicht auf den ersten Blick erschließt. Schon Seneca war der Ansicht: „Wenn etwas kleiner ist als das Große, so ist es darum noch lange nicht unbedeutend.“
Kleinste Einheiten des Lebens wie Bakterien oder Viren bewirken Gewaltiges. Und immer wieder müssen (scheinbar) große Dinge erst ver- oder zerkleinert werden, um ihre Natur zu erkennen. Eines der größten Geheimnisse unserer Welt – das Atom als kleinste, wenn auch (nicht mehr) unteilbare Einheit der chemischen Elemente – hat sich erst beim Blick auf Winzigkeiten offenbart. Dabei war klein mitnichten immer nur das Gegenstück zu groß. Zumindest sprachlich, denn das Wort geht auf das westgermanische klaini zurück, das so viel wie „fein“ und „zierlich“ bedeutet, und ist darüber hinaus auch mit dem englischen clean, also „sauber“, verwandt. Fein und sauber – durchaus ein erstrebenswertes Credo für wissenschaftliches Arbeiten. Auch ein wenig Kleinlichkeit schadet nicht.
Dabei darf ein Forscher beileibe kein Kleingeist, sondern sollte bereit sein, das Unvermutete zu ahnen und seine Arbeit entsprechend darauf auszurichten. Und wenn das Ziel nicht kurzfristig zu erreichen ist, braucht es den namhaften langen Atem, sich nicht kleinreden zu lassen und klein beizugeben.
Genau genommen ist Forschung eigentlich ein nicht enden wollendes Klein-klein. Jede nobelpreiswürdige Entdeckung, jedes Großforschungsprojekt muss mit einer kleinen Idee, einem Fünklein beginnen, nur um anschließend bis ins Kleinste durchgeplant zu werden. Was folgt, die Niederungen der Ebene, ist Kleinarbeit: stundenlange Interviews auf der Suche nach dem Geheimnis des Kleinhirns, tagelange Feldstudien, die Kleinstlebewesen nachspüren, wochenlange Experimentreihen, die das mikroskopisch Kleine sichtbar machen sollen, monatelange Archivrecherche, die Kleinkram zutage fördert, oder jahrelange Lektüre des Kleingedruckten. All das auf der Jagd nach dem großen Wurf …
Darum haben wir Ihnen ein paar „Kleinigkeiten“ aus der Forschung an der Universität Potsdam zusammengestellt, ganz nach dem Motto: Klein, aber oho! So arbeiten Ernährungswissenschaftler daran, einigen der kleineren Erdenbewohner – den Mäusen – das Schicksal von „Laborratten“ zu ersparen, indem sie Alternativen zu Tierversuchen entwickeln. Wie Hänschen klein Sprachen lernt, untersuchen Sprachwissenschaftler gleich in mehreren Projekten und mit innovativen Methoden. Nur scheinbar klitzeklein sind dagegen die Milliarden von Sternen der Magellanschen Wolken, die Potsdamer Astrophysiker im Blick haben – vom Babelsberg aus. Die Geowissenschaftler des Graduiertenkollegs „StRATEGy“ wiederum waren vor Ort in Argentinien, um das (Klein-)„Kind“ – das Wetterphänomen El Niño – und seine Ursachen einmal genauer unter die Lupe zu nehmen. Klein anfangen, aber (die Potsdamer Kulturlandschaft) groß rausbringen soll das Research Center Sanssouci, das die Stiftung Preußische Schlösser und Gärten und die Universität Potsdam gemeinsam initiiert haben. Schließlich zeigen wir, dass schon jetzt eine ganze Reihe von Projekten und Initiativen angeschoben wird, um 2019 ein Kleinod der Region neu zu entdecken: den Wanderer durch die Mark, Theodor Fontane.
Wie gesagt: Kleinigkeiten. Wir wünschen viel Spaß beim Lesen!
Die Redaktion
Portal Wissen = Paths
(2015)
How traits are inherited from one generation to the next, how mutations change genetic information and consequently contribute to the development of new characteristics and emergence of new species – all these are exciting biological questions. Over millions of years, genetic differentiation has brought about an incredible diversity of species. Evolution has followed many different paths. It has led to an awesome natural biodiversity – to organisms that have adapted to very different environments and are sometimes oddly shaped or behave strangely. Humanmade biodiversity is stunning, too. Just think of the 10,000 rose varieties whose beauty delights, or the myriad wheat, barley, and corn variations; plants that had all once been plain grasses feed us today. We humans create our own biodiversity unknown to nature. And it is serving us well.
Thanks to genome research we are now able to read the complete genetic information of organisms within a few hours or days. It takes much longer, however, to functionally map the many genomic sequences. Researchers achieve this through various methods: Activating or deactivating genes systematically, modifying their code, and exchanging genetic information between organisms have become standard procedures worldwide. The path to knowledge is often intricate, though. Elaborate experimental approaches are often necessary to gain insight into biological processes.
Methods of genomic research enable us to investigate not only what is “out there” in nature, but also to ask, “How does a living organism, like a moss, react when sent to the International Space Station (ISS)? Can we gain knowledge about the adaptation strategies of living beings in harsh environmental conditions or even for colonizing the Moon or Mars?” Can we use synthetic biology to precisely alter microorganisms, planned on a drawing board so to speak, to create new options for treating diseases or for making innovative biology-based products? The answer to both questions is a resounding Yes! (Although moving to other planets is not on our present agenda.) Human land use determines biodiversity. On the other hand, organisms influence the formation of landscapes and, sooner or later, the composition of our atmosphere. This also leads to exciting scientific questions. Researchers have to strike new paths to reach new conclusions. Paths often cross other paths. A few years ago it was still unforeseeable that ecological research would substantially benefit from fast DNA sequencing methods. Genome researchers could hardly assume that the same techniques would lead to new possibilities for examining the highly complex cellular regulation and optimizing biotechnological processes.
You will find examples of the multi-faceted research in biology as well as other very interesting articles in the latest edition of Portal Wissen. I wish you an enjoyable read!
Prof. Dr. Bernd Müller-Röber
Professor of Molecular Biology
Portal = Digitalisierung
(2020)
Di|gi|ta|li|sie|rung, Substantiv, feminin [die]
Leere Hörsäle, digitale Lehrveranstaltungen, Teammeetings per ZOOM. Studierende in häuslicher Selbstisolation, geschlossene Mensen, Maskenpflicht auf dem Campus. In diesen Zeiten wünscht man sich, man hätte durch eine VR-Brille geschaut, die eine virtuelle Welt im Pandemiemodus inszeniert, wie es das digitale Schulungsprogramm oKat- SIM tut, um auf mögliche Katastrophen vorzubereiten. Dann könnte man diese VR-Brille einfach absetzen, um in eine corona-freie Welt zurückzukehren.
Doch das erste rein digitale Semester in der Geschichte der Uni Potsdam ist Realität. Wir alle – von Wissenschaft bis Verwaltung, Studierende wie Lehrende – sind gemeinsam (nicht) einsam in diese neue Zeit gestolpert. Auch wenn die Digitalisierung bereits seit Jahrzehnten im Gange ist, war es für die UP doch irgendwie ein Sprung ins kalte Wasser: „Corona-Digitalisierungs-Schub, Digitalisierung im Schnelldurchlauf, Hau-Ruck- Digitalisierung, Verwaltungs- und Retrodigitalisierung …“ Die Beiträge zu Digitalisierungstendenzen unterschiedlicher Bereiche der Uni bezeugen, dass wir in den vergangenen Monaten eine neue Stufe der Digitalisierung erklommen haben, beschleunigt durch die Pandemie. Gleichzeitig werden virtuelle Lehr- und Lernwelten in der Forschung seit Langem vorangetrieben, wie vier VR-Projekte in diesem Heft eindrücklich zeigen.
Neben der professionellen, technischen und funktionalen Ebene hat Digitalisierung auch eine soziale, emotionale und individuelle Komponente: Wie fühlt es sich für Studierende und Lehrende an, digital kulturelle Grenzen zu überwinden? Wie war es für Beschäftigte der Uni, auf digitale Events umzusteigen? Wie sieht derzeit ein Tag in der Studienberatung aus? Was hat es mit Digital Humanities und dem neuen Dezernat für Forschungs- und Publikationsunterstützung auf sich? In Interviews, Experten- und Streitgesprächen geben unterschiedliche Akteure der Uni Potsdam Antworten darauf, was uns die Digitalisierung gebracht hat und wie sie künftig umgesetzt werden soll. In den Beiträgen wird die digitale Transformation erfasst, beschrieben und – von einigen ganz Schnellen – sogar zeitgleich wissenschaftlich ausgewertet.
Dabei hat uns im Team der Pressestelle schon die Visualisierung des Leitthemas für das Titelbild dieser Ausgabe in punkto Meinungsaustausch zur Höchstform auflaufen lassen: Weckt ein leerer Hörsaal negative Assoziationen? Bedeutet ein Hintergrund in pastelligem Rosa, wir stecken noch in digitalen Babyschuhen? Überrascht, irritiert oder langweilt die Illustration? Bei Redaktionsschluss war zumindest eines klar: Digitalisierung ist ein höchst sensibles Thema mit vielen streitbaren Aspekten. Sie kann Menschen verunsichern, aber auch Dinge aus ihnen herausholen, die sie selbst nicht für möglich gehalten hatten. Digitalisierung trennt Menschen räumlich, zugleich verbindet sie – allen Nullen und Einsen, aller Glasfaser- und Satellitentechnik zum Trotz. Sie fördert das Zwischenmenschliche an der Universität. Sie lehrt uns im Homeoffice und im virtuellen Hörsaal, wie wichtig uns das Soziale war, ist und bleibt. Welchen großen Stellenwert der Austausch am Kaffeeautomaten, das Experiment im Labor, die Forschung im Feld, das Lachen in der Mensa und der Flirt auf dem Campus haben, sobald diese physischen Begegnungen wegfallen.
Digitalisierung in Zeiten der Pandemie ist eine Reise mit „Destination unbekannt“. Aber ganz gleich, ob Sie Überraschungen mögen oder nicht, ob Sie der Sicherheits- oder Risikotyp sind, der dem Analogen nachhängt oder sich in unbekannten Strömungen des Digitalen treiben lässt – wir freuen uns, dass Sie diese Ausgabe in Händen halten, so oder so, analog oder digital.
Portal Wissen = Departure
(2021)
On October 20, 1911, the Norwegian Roald Amundsen left the safe base camp “Framheim” at the Bay of Whales together with four other explorers and 52 sledge dogs to be the first person to reach the South Pole. Ahead of them lay the perpetual ice at temperatures of 20 to 30 degrees Celsius below zero and a distance of 1,400 kilometers. After eight weeks, the group reached its destination on December 13. The men planted the Norwegian flag in the lonely snow and shortly afterwards set off to make their way back – celebrated, honored as conquerors of the South Pole and laden with information and knowledge from the world of Antarctica. The voyage of Amundsen and his companions is undoubtedly so extraordinary because the five proved that it was possible and were the first to succeed. It is, however, also a symbol of what enables humans to push the boundaries of their world: the urge to set out into the unknown, to discover what has not yet been found, explored, and described.
What distinguishes science - even before each discovery and new knowledge – is the element of departure. Questioning apparent certainties, taking a critical look at outdated knowledge, and breaking down encrusted thought patterns is the starting point of exploratory curiosity. And to set out from there for new knowledge is the essence of scientific activities – neither protected nor supported by the reliable and known. Probing, trying, courageously questioning, and sensing that the solid ground, which still lies hidden, can only be reached again in this way. “Research is always a departure for new shoreless waters,” said chemist Prof. Dr. Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger. Leaving behind the safe harbor, trusting that new shores are waiting and can be reached is the impetus that makes science so important and valuable.
For the current issue of the University of Potsdam’s research magazine, we looked over the shoulders of some researchers as they set out on new research journeys – whether in the lab, in the library, in space, or in the mind. Astrophysicist Lidia Oskinova, for example, uses the Hubble telescope to search for particularly massive stars, while hydrologist Thorsten Wagener is trying to better understand the paths of water on Earth. Economists and social scientists such as Elmar Kriegler and Maik Heinemann are researching in different projects what politics can do to achieve a turnaround in climate policy and stop climate change.
Time and again, however, such departures are themselves the focus of research: And a group of biologists and environmental scientists is investigating how nature revives forest fire areas and how the newly emerging forests can become more resilient to future fires.
Since – as has already been said – a departure is inherent in every research question, this time the entire issue of “Portal Wissen” is actually devoted to the cover topic. And so we invite you to set out with Romance linguist Annette Gerstenberg to research language in old age, with immunologist Katja Hanack to develop a quick and safe SARS-CoV-2 test, and with the team of the Potsdam Center for Industry 4.0 to the virtual factory of tomorrow. And we will show you how evidence- based economic research can inform and advise politicians, and how a warning system is intended to prevent future accidents involving cyclists.
So, what are you waiting for?!
Portal Wissen = Health
(2020)
The Coronavirus pandemic has made it very clear how much health and well-being determine our lives. And that science led the way in this regard could not be ignored. At the University of Potsdam, too, many researchers deal with aspects of health maintenance, whether in nutritional sciences, sports and rehabilitation medicine, biochemistry, or psychology. Their research includes supporting chronically ill children and the professional handling of risks, as you can read in this issue of our magazine.
With the establishment of our seventh faculty, the Faculty of Health Sciences, these and many new medical topics are getting more attention at the University of Potsdam. While in the beginning, the “Brandenburg Health Campus” funded by the federal state of Brandenburg was a virtual network of university and non-university research, it is now getting more points of intersection and, not only since COVID-19, a very practical use and plausible to everyone.
The Faculty of Health Sciences, founded in 2018, is supported by three institutions: the University of Potsdam, the Brandenburg Technical University Cottbus-Senftenberg and the Brandenburg Medical School in Neuruppin. They pursue an interdisciplinary approach that holistically develops teaching, transfers new scientific findings from theory to practice and thus further improves overall medical care in Brandenburg. Their vision of being a central platform of research, teaching, and transfer combines socially relevant issues and existing expertise to align them with the needs of people in Brandenburg and use them to their benefit. This interdisciplinary structure has never been more important to advancing patient-oriented basic research and health care models. An innovative concept that can make Brandenburg a pioneer.
In the meantime, the Faculty of Health Sciences has established 16 new professorships at the supporting universities, which are concerned with medicine and healthy aging, health services research, nursing and rehabilitation sciences, and telemedicine. Cardiology and physiology will play a central role as well. In general, the innovative faculty counts on strong interdisciplinary relationships, for example with nutritional sciences and the digital health department at the Digital Engineering Faculty. The role of digitization and well-prepared data in combating the Coronavirus pandemic can also be read about in this issue.
As usual, the research magazine addresses the full range of research at the university: We introduce historian Dominik Geppert, who deals with the history of unified Germany after 1990 embedded in the tensions created by a context of national unification, European integration, and global networking. In a self-experiment, we explored together with a psycholinguist how to research word-finding disorders. Last but not least, we were able to take part in a trip to Namibia, where ecologists from Potsdam examine wildlife management in the threatened savannah. Let them take you where kudu and springbok live!