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Transplantation der biologischen Uhr

25.06.2015

E. coli gehört zu jenen Organismen, die ohne einen inneren Tagesrhythmus auskommen, der dem Wechsel von Tag und Nacht unterliegt. Aber Cyanobakterien haben eine solche Uhr, was nicht verwunderlich ist: Sie betreiben Photosynthese, und wenn Sie Photosynthese betreiben, folgen Sie, ob Sie wollen oder nicht, der Sonne. Tatsächlich haben außer Cyanobakterien keine anderen Bakterien zirkadiane Rhythmen erworben. (Wir betonen, dass wir speziell über die zirkadiane Tagesuhr sprechen und nicht über biologische Rhythmen im Allgemeinen.)

Pamela A. Silver und ihre Kollegen vom Weiss-Institut der Harvard University hatten die Idee, die biologische Uhr von einem Bakterium auf ein anderes zu übertragen – also, wie Sie sich vorstellen können, von Cyanobakterien auf E. coli. Bekanntlich dienen in Cyanobakterien drei Proteine namens KaiA, KaiB und KaiC als molekulare „Quelle“ des Tagesrhythmus: Tagsüber phosphoryliert KaiA KaiC, nachts führt KaiB die umgekehrte Reaktion durch, d. h. entfernt Phosphorsäure Rückstände von KaiC. KaiC selbst kann die Aktivität anderer Gene (einschließlich seines eigenen) beeinflussen und die Transkription stimulieren, dh die Synthese von RNA auf ihnen, aber es kann dies tun, je nachdem, in welcher Form es vorliegt, tagsüber phosphoryliert oder nachts nicht -phosphoryliert.

Wie Sie sehen können, ist das System recht einfach, es war lediglich erforderlich, drei Gene aus dem Cyanobakterium Synechococcus elongatus in Escherichia coli zu transplantieren. Phosphoryliertes KaiC interagiert mit einem anderen Protein, SasA, und die Forscher führten auch ein leuchtendes Proteingen in das E. coli-Genom ein, das durch den KaiC-SasA-Komplex eingeschaltet wurde. Der Tag kam, KaiC erhielt eine Phosphatgruppe, gebunden an SasA, und beide zusammen aktivierten die RNA-Synthese auf dem fluoreszierenden Proteingen. Das Protein selbst wurde auf seiner RNA synthetisiert, und die Zelle begann zu leuchten. Mit anderen Worten, E. coli, das nie eine Tagesuhr hatte, war mit zirkadianen Uhren ausgestattet. Richtig, drei Tage später ging die Uhr kaputt. Den Autoren zufolge verfügen Cyanobakterien selbst über zusätzliche Mechanismen, die die Synchronisation des Kerns der molekularen „Quelle“ mit der Tageszeit gewährleisten, während gewöhnliche Bakterien keine solche „Bewegungskorrektur“ haben (obwohl nichts die Transplantation solcher Gene verhindert auch in E. coli). Die vollständigen Ergebnisse der Experimente sind in einem Artikel in Science Advances beschrieben.

Ziel der Arbeit war natürlich nicht nur, ein Bakterium zu erhalten, das nach der Uhr leuchtet. Solche Zellen, die auch Medikamente synthetisieren könnten, könnten als gute Spender dienen und die richtige Substanz zur richtigen Zeit freisetzen (Krankheiten haben auch ihre eigenen zyklischen Rhythmen).

Es wird angenommen, dass Fettleibigkeit und die damit einhergehenden Stoffwechselstörungen auf die gestörte Tagesuhr des Körpers zurückzuführen sind, die Darmbakterien, die ja keine eigene Uhr haben, nicht mehr den richtigen Tagesablauf vorgibt. Und hier würden vielleicht gerade jene Bakterien helfen, die mit solchen Uhren im Labor versehen wurden. Wenn wir schließlich über Mikroorganismen sprechen, die zur Herstellung von Biokraftstoffen verwendet werden, dann könnten sie dazu gebracht werden, von der Sonne aus zu arbeiten, und um dies mit maximalem Nutzen zu erreichen, wären wiederum tägliche Stunden erforderlich.

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Nokia Lumia 1020 Smartphone mit 41 MP Kamera 15.07.2013

Nokia stellte auf einer besonderen Veranstaltung in New York sein neues Flaggschiff-Smartphone Lumia 1020 vor, das mit einer 41-Megapixel-Kamera ausgestattet ist. Zunächst erscheint die Neuheit in den USA im AT&T-Betreibernetz: Vorbestellungen beginnen am 16. Juli, der Verkauf beginnt zehn Tage später. Für ein Smartphone mit einem zweijährigen Abonnementvertrag verlangt AT&T 300 US-Dollar. In China und einigen europäischen Ländern wird das Gerät im laufenden Quartal in den Handel kommen, die Kosten in diesen Regionen wurden jedoch noch nicht gemeldet.

Detaillierte Spezifikationen des Nokia Lumia 1020 erschienen am Vorabend der Veranstaltung und wurden während der offiziellen Premiere vollständig bestätigt. Es macht keinen Sinn, sie zu wiederholen, also bleiben wir beim Highlight des Smartphones – der Kamera.
Die Hauptkamera des Nokia Lumia 1020 verwendet einen rückwärtig beleuchteten 1/1,5-Zoll-Bildsensor, ein optisches Stabilisierungssystem und ein Zeiss-Tessar-Objektiv mit einer maximalen Blende von F/2,2. Der minimale Fokussierabstand beträgt 15 cm, die maximale Bildauflösung 7712 x 5360 Punkte. Die Kamera wird von zwei Blitzen begleitet: Xenon und LED. Der erste ist für die Aufnahme von Bildern vorgesehen, der zweite für die Aufnahme von Videos.

Mit der Anwendung Nokia Pro Camera können Sie Belichtung, Verschlusszeit und ISO-Empfindlichkeit (im Bereich von 100 bis 3200 ISO) manuell anpassen. Die Kamera kann gleichzeitig zwei Bilder aufnehmen - eine Auflösung von 40 und 5 Megapixel. Die erste kann gespeichert werden und die zweite eignet sich gut für die Veröffentlichung im Web.
Die hohe Auflösung des Originalbildes ermöglicht es Ihnen, das Foto ohne Qualitätsverlust zuzuschneiden, eine Funktion, die Nokia "High Resolution Zoom 3x" nennt. So hat Nokia den Zoom „neu erfunden“.

Die Hauptkamera des Smartphones ermöglicht die Aufnahme von Videos in Full-HD-Auflösung mit 30 Bildern pro Sekunde, Stereoton und Tracking-Autofokus. In diesem Modus wird die optische Stabilisierung unterstützt, bei Bedarf können Sie einen 6-fachen Zoom verwenden.

Während das Lumia 1020 das neueste Smartphone von Nokia ist, sind die einzigen signifikanten Unterschiede zu seinen Vorgängern Lumia 925 und Lumia 920 eine stark verbesserte Kamera und 2 GB RAM statt 1 GB. Die meisten anderen Eigenschaften aller drei Smartphones sind gleich.

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