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Hitzegesteuerte Mikrobe

25.04.2012

Wissenschaftler der University of Georgia haben eine temperaturgesteuerte Mikrobe geschaffen. Der neue Mikroorganismus könnte ein effizientes Mittel sein, um komplexe Chemikalien aus einfachen Ausgangsmaterialien herzustellen.

Zunächst nahmen die Wissenschaftler die Mikrobe Pyrococcus furiosus, die in heißen Meeressedimenten lebt und sich bei Temperaturen um 100 Grad Celsius aktiv vermehrt. Dieser Mikroorganismus ist ein Archaea, ein einzelliger Prokaryot, der einem Bakterium ähnlich ist, aber auf molekularer Ebene erhebliche Unterschiede aufweist und in der Lage ist, Prozesse durchzuführen, die Bakterien nicht können.

Heutzutage sind viele Herstellungsprozesse auf Mikroorganismen angewiesen. Die Produktionsaktivität von Bakterien ist jedoch sehr schwer zu kontrollieren, insbesondere um sie von einer Aktivität auf eine andere umzustellen.

Amerikanische Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, wärmeliebende Mikroben mit einem Temperaturschalter zu kontrollieren. Einfach ausgedrückt: Bei hohen Temperaturen produziert die Mikrobe ein Produkt, bei niedrigen Temperaturen ein anderes oder gar kein Produkt. Dies vereinfacht den Einsatz von Mikroorganismen als Miniaturpflanzen für die Produktion von Wertstoffen wie Biokraftstoffen erheblich. Außerdem ist es Wissenschaftlern erstmals gelungen, Änderungen am Genom eines hyperthermophilen Bakteriums vorzunehmen, was neue Möglichkeiten bei der Schaffung gentechnisch veränderter Mikroorganismen mit einzigartigen Funktionen eröffnet.

Wie andere hyperthermophile Bakterien kann Pyrococcus furiosus bei hohen Temperaturen funktionieren, was bei vielen industriellen Prozessen in der chemischen Industrie sehr nützlich ist. Allerdings lassen sich nicht alle Stoffe unter solchen Bedingungen herstellen – einige Enzyme können nur bei niedrigen Temperaturen arbeiten.

Um dieses Problem zu lösen, nahmen Wissenschaftler ein spezifisches Gen aus dem Bakterium Caldicellulosiruptor bescii, das unter kühleren Bedingungen (72 Grad Celsius) lebt, und fügten es in das Genom von Pyrococcus furiosus ein. Infolgedessen funktioniert Pyrococcus furiosus bei hohen Temperaturen wie gewohnt, und wenn die Temperatur sinkt, beginnt es, ein anderes, ungewöhnliches Produkt zu produzieren, Laktatdehydrogenase.

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Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

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Hauptrisikofaktor für Spielsucht 07.05.2024

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Verkehrslärm verzögert das Wachstum der Küken 06.05.2024

Die Geräusche, die uns in modernen Städten umgeben, werden immer durchdringender. Allerdings denken nur wenige Menschen darüber nach, welche Auswirkungen dieser Lärm auf die Tierwelt hat, insbesondere auf so empfindliche Tiere wie Küken, die noch nicht aus ihren Eiern geschlüpft sind. Aktuelle Forschungsergebnisse bringen Licht in diese Frage und weisen auf schwerwiegende Folgen für ihre Entwicklung und ihr Überleben hin. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der Verkehrslärm bei Zebraküken zu ernsthaften Entwicklungsstörungen führen kann. Experimente haben gezeigt, dass Lärmbelästigung das Schlüpfen der Küken erheblich verzögern kann und die schlüpfenden Küken mit einer Reihe gesundheitsfördernder Probleme konfrontiert sind. Die Forscher fanden außerdem heraus, dass die negativen Auswirkungen der Lärmbelästigung auch auf die erwachsenen Vögel übergreifen. Reduzierte Fortpflanzungschancen und verringerte Fruchtbarkeit weisen auf die langfristigen Auswirkungen von Verkehrslärm auf die Tierwelt hin. Die Studienergebnisse unterstreichen den Bedarf ... >>

Kabelloser Lautsprecher Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

In der Welt der modernen Audiotechnik streben Hersteller nicht nur nach einwandfreier Klangqualität, sondern auch nach der Kombination von Funktionalität und Ästhetik. Einer der neuesten innovativen Schritte in diese Richtung ist das neue kabellose Lautsprechersystem Samsung Music Frame HW-LS60D, das auf der World of Samsung-Veranstaltung 2024 vorgestellt wurde. Das Samsung HW-LS60D ist mehr als nur ein Lautsprechersystem, es ist die Kunst des Rahmenklangs. Die Kombination aus einem 6-Lautsprecher-System mit Dolby Atmos-Unterstützung und einem stilvollen Fotorahmen-Design macht dieses Produkt zur perfekten Ergänzung für jedes Interieur. Der neue Samsung Music Frame verfügt über fortschrittliche Technologien, darunter Adaptive Audio, das bei jeder Lautstärke klare Dialoge liefert, und automatische Raumoptimierung für eine satte Audiowiedergabe. Mit Unterstützung für Spotify-, Tidal Hi-Fi- und Bluetooth 5.2-Verbindungen sowie der Integration intelligenter Assistenten ist dieser Lautsprecher bereit, Ihre Wünsche zu erfüllen ... >>

Eine neue Möglichkeit, optische Signale zu steuern und zu manipulieren 05.05.2024

Die moderne Welt der Wissenschaft und Technik entwickelt sich rasant und jeden Tag tauchen neue Methoden und Technologien auf, die uns in verschiedenen Bereichen neue Perspektiven eröffnen. Eine dieser Innovationen ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Steuerung optischer Signale durch deutsche Wissenschaftler, die zu erheblichen Fortschritten auf dem Gebiet der Photonik führen könnte. Neuere Forschungen haben es deutschen Wissenschaftlern ermöglicht, eine abstimmbare Wellenplatte in einem Wellenleiter aus Quarzglas zu schaffen. Dieses auf der Verwendung einer Flüssigkristallschicht basierende Verfahren ermöglicht es, die Polarisation des durch einen Wellenleiter fließenden Lichts effektiv zu ändern. Dieser technologische Durchbruch eröffnet neue Perspektiven für die Entwicklung kompakter und effizienter photonischer Geräte, die große Datenmengen verarbeiten können. Die durch die neue Methode bereitgestellte elektrooptische Steuerung der Polarisation könnte die Grundlage für eine neue Klasse integrierter photonischer Geräte bilden. Dies eröffnet große Chancen für ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Vakuum-Teilchen-Antiteilchen-Paar 18.02.2022

Zum ersten Mal in der Geschichte haben Wissenschaftler der Universität Manchester direkte experimentelle Beobachtungen des sogenannten Schwinger-Effekts gemacht, eines subtilen Effekts, der nur im Bereich hochenergetischer kosmischer Ereignisse wie Supernova-Explosionen oder Neutronensternkollisionen auftreten kann und Schwarze Löcher. Durch das Anlegen von elektrischen Strömen mit sehr hohem Potenzial an speziell entworfene Graphengeräte konnten Wissenschaftler Teilchen-Antiteilchen-Paare buchstäblich aus dem Nichts, aus einem tiefen Vakuum, erzeugen.

Nach bestehenden Theorien ist Vakuum ein völlig leerer Raum, in dem sich keine Materie und sogar Elementarteilchen befinden. Der Nobelpreisträger Julian Schwinger sagte jedoch vor 70 Jahren voraus, dass die stärksten elektrischen und magnetischen Felder die Basis des Vakuums (Raum-Zeit-Kontinuum) durchbrechen könnten, was zum spontanen Auftreten von Teilchen-Antiteilchen-Paaren, den sogenannten Schwinger-Paaren, führen könnte.

Ein solcher Effekt erfordert die Beteiligung von Kräften auf wahrhaft kosmologischen Skalen - Magnetfelder, die in ihrer Stärke mit den Feldern von Magnetaren vergleichbar sind, oder elektrische Potentiale, die aus Kollisionen hochenergetischer kompakter Weltraumobjekte entstehen. Die Untersuchung solcher Prozesse und Phänomene ist eine der Hauptrichtungen der modernen Physik, und für die Durchführung solcher Studien ist bereits der Bau neuer Hochenergie-Beschleunigeranlagen geplant.

Ein Forschungsteam aus Manchester unter der Leitung des Nobelpreisträgers Professor Sir Andrew Game hat jedoch Graphen verwendet, um mithilfe des Schwinger-Effekts Positron-Elektron-Paare zu erzeugen.

Wissenschaftler haben eine Reihe von Geräten aus Graphen hergestellt, wie z. B. schmale Verbindungen und Übergitter, mit denen die stärksten elektrischen Felder in einem ziemlich einfachen Aufbau erzeugt wurden, der auf einen typischen Schreibtisch passt. Und die Wissenschaftler konnten das Auftreten von Paaren von Elektronen und Elektronenlöchern, die eine Art festes Analogon des Positrons sind, deutlich beobachten. Gleichzeitig stimmten alle Merkmale des Herstellungsprozesses von Teilchen und Antiteilchen vollständig mit den bestehenden theoretischen Vorhersagen überein.

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