Basler Forscher kontrollieren Quantenprozesse einzelner Moleküle

Medienmitteilung der Universität Basel vom 04.10.2010

Dank eines neuartigen Verfahrens lassen sich individuelle Quantenprozesse in einzelnen Molekülen mit hoher Präzision untersuchen und kontrollieren. Die an der Universität Basel entwickelte Technologie liefert wichtige Erkenntnisse über die Grundmechanismen der Chemie und könnte gleichzeitig ein wichtiger Schritt bei der Realisierung des Quantencomputers sein. Über die Arbeit berichtet die neue Ausgabe der Fachzeitschrift «Physical Review Letters».

Der Forschungsgruppe von Prof. Stefan Willitsch vom Departement Chemie der Universität Basel ist es erstmals gelungen, Moleküle in einer Falle zu lokalisieren und dabei ihre Dreh- und Schwingungsbewegungen vollständig zu kontrollieren. Damit ist es erstmals möglich, die wichtigsten Bewegungsformen einzelner Moleküle zu beobachten und gezielt zu manipulieren.

Die zahlreichen Bewegungen der Moleküle spielen in der Chemie und Biologie eine wichtige Rolle. Bis heute war es nur möglich, die mittlere Bewegung eines grossen Schwarms von Molekülen zu beobachten. Interessant für die Wissenschaftler ist aber die Natur eines einzelnen Moleküls. Mit dem neuen Verfahren ist es gelungen, einzelne Individuen aus dem Schwarm zu isolieren und ihre Eigenschaften festzulegen. Eine solche präzise Kontrolle über Moleküle war zuvor noch nie erreicht worden.

«Nun können wir chemische Reaktionen an isolierten Molekülen beobachten und gezielt beeinflussen», beschreibt Willitsch die Bedeutung seiner Arbeit. Das neuartige Verfahren wird der Chemie neue Erkenntnisse über die quantenmechanischen Mechanismen liefern, die jeder Reaktion zugrunde liegen.

Auf grosses Interesse stossen die Forschungsresultate auch bei Willitschs Kolleginnen und Kollegen am Departement Physik der Universität Basel. Sie arbeiten an den technischen Grundlagen zur Realisierung eines Quantencomputers. Der Ansatz von Willitsch und seinem Team könnte dazu einen wichtigen Beitrag leisten. Die neuartige Entwicklung stellt die Weichen, Information in einzelnen lokalisierten Molekülen zu speichern. Sie erlaubt damit wichtige Anwendungen in der Quanteninformationsverarbeitung.

Möglich wurde diese bahnbrechende Technologie dank der interdisziplinären Zusammenarbeit von Physikern und Chemikern innerhalb des vom Kanton Aargau finanzierten Schweizer Instituts für Nanowissenschaften an der Universität Basel. Die Arbeit erscheint als speziell ausgezeichneter Artikel in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift «Physical Review Letters».

Originalbeitrag:
Xin Tong, Alexander H. Winney, and Stefan Willitsch
Sympathetic Cooling of Molecular Ions in Selected Rotational and Vibrational States Produced by Threshold Photoionization
Phys. Rev. Lett. 105 (2010), Art. Nr. 143001, Published September 27, 2010 | doi: 10.1103/PhysRevLett.105.143001

Externer Link: www.unibas.ch

Wenn der Wurm einmal drin ist

Presseinformation der LMU München vom 24.09.2010

Neue Einblicke in die Funktion basophiler Granulozyten

Sie sind so etwas wie das „hässliche Entlein“ des Immunsystems: Basophile Granulozyten kommen relativ selten vor und wurden von der Forschung bis vor wenigen Jahren kaum beachtet. Doch in Wirklichkeit erfüllen diese weißen Blutkörperchen eine wichtige Funktion bei der Abwehr von Krankheitserregern, wie ein Forscherteam um den LMU-Immunologen Dr. David Vöhringer nun zeigen konnte. Die Forscher haben ein Mausmodell entwickelt, dem die basophilen Granulozyten fehlen. Damit lässt sich erstmals gezielt untersuchen, ob diese Blutkörperchen an bestimmten Immunreaktionen beteiligt sind oder nicht. „Auf diese Weise konnten wir schon jetzt einige der bisher vermuteten Funktionen der basophilen Granulozyten bestätigen und andere widerlegen“, sagt Christian Schwartz, der maßgeblich an der Studie beteiligt war. „So sind die Basophilen wichtig, um eine Wiederinfektion mit parasitischen Würmern zu verhindern, und sie spielen auch bei der allergischen Dermatitis, einer chronischen Hautentzündung, eine entscheidende Rolle.“ Das innovative Mausmodell könnte künftig dazu beitragen, die Rolle der basophilen Granulozyten sehr detailliert zu untersuchen und möglicherweise neue Behandlungsstrategien zu entwickeln. (Immunity online, 24. September 2010)

Die Leukozyten oder weißen Blutkörperchen umfassen verschiedene Zelltypen, wobei die aus dem Knochenmark stammenden basophilen Granulozyten nicht einmal zwei Prozent ausmachen und damit am seltensten vorkommen. Ihre Funktion war bislang weitgehend unklar. Es gab allerdings Anhaltspunkte, dass sie bei der allergischen Dermatitis, einer chronischen Entzündung der Haut, und bei der akuten immunologischen Überreaktion einer Anaphylaxie von Bedeutung sind. Auch mit sogenannten Th2-Immunantworten wurden basophile Granulozyten in Verbindung gebracht.

Nun hat ein Forscherteam um Privatdozent Dr. David Vöhringer vom Institut für Immunologie der LMU München erstmals ein Mausmodell entwickelt, mit dessen Hilfe sich die Funktionen der basophilen Granulozyten bei verschiedenen Immunantworten gezielt untersuchen lassen. Dazu veränderten die Wissenschaftler das spezifisch in basophilen Granulozyten aktive Gen Mctp8 und erzeugten auf diese Weise Mäuse, denen diese weißen Blutkörperchen fehlen. Mithilfe des Modells konnten die Immunologen erstmals die Rolle der basophilen Granulozyten bei der Abwehr verschiedener Krankheitserreger und der Entstehung allergischer Reaktionen unter die Lupe nehmen.

„Dabei haben wir festgestellt, dass diese Blutkörperchen tatsächlich mit Th2-Immunantworten assoziiert sind, aber nicht entscheidend an deren Induktion“, berichtet Christian Schwartz. „Das sind Abwehrreaktionen, an denen T-Helferzellen vom Typ 2 beteiligt sind. Hierbei sind die basophilen Granulozyten für die Abwehr von Wurminfektionen wichtig, vor allem schützen sie vor einem wiederholten Parasitenbefall.“ Diese Immunzellen tragen zur Entstehung der chronischen allergischen Dermatitis bei, sind aber nicht an der Anaphylaxie beteiligt. Bei dieser allergischen Überreaktion des Immunsystems kommt es nach Kontakt mit dem Allergen in der Folge zu einer Erweiterung der Blutgefäße, was einen starken Abfall des Blutdrucks bis hin zum tödlichen Kreislaufversagen bewirken kann.

Das neue Mausmodell könnte auch künftig helfen, die Rolle der basophilen Granulozyten an verschiedenen Immunantworten aufzuklären und Regulierungsprozesse genauer zu verstehen, an denen die Blutkörperchen beteiligt sind. „Entsprechende Projekte planen wir bereits“, so Vöhringer. „Zunächst müssen wir aber die Funktionen dieser bislang weitgehend unbekannten Zellen im Detail entschlüsseln. Diese Erkenntnisse, etwa zur Beteiligung der Basophilen an allergischen Reaktionen, könnten in Zukunft auch zu neuartigen Behandlungsstrategien führen.“ (CA/suwe)

Publikation:
„Basophils Orchestrate Chronic Allergic Dermatitis and Protective Immunity against Helminths“;
Caspar Ohnmacht, Christian Schwartz, Marc Panzer, Isabell Schiedewitz, Ronald Naumann, David Voehringer;
Immunity, Band 33, S. 1-11
24. September 2010
DOI: 10.1016/j.immuni.2010.08.011

Externer Link: www.uni-muenchen.de

technologiewerte.de – Börsenblick September 2010

Rückblick September 2010

Performance

Der TecDAX der Deutschen Börse AG legte im September 2010 um circa 5% zu. Unter den Index-Top-Performern finden sich die Aktien von Dialog Semiconductor, Adva Optical sowie Singulus; zu den Underperformern zählen die Papiere von Roth&Rau, Centrotherm und Nordex.

Ausblick Oktober 2010

Kalender

o Adva Optical:

21.10.2010 Veröffentlichung der Q3 2010 IFRS Ergebnisse

o Aixtron:

28.10.2010 Q3/2010 Ergebnis

o BB Biotech:

28.10.2010 Quartalsbericht per 30. September 2010

o Carl Zeiss Meditec:

05.10.2010 Jefferies Global SpecPharma and European Healthcare Conference London

12./13./15.10.2010 Road Show USA

o Conergy:

05.10.2010 Ordentliche Hauptversammlung

o Dialog Semiconductor:

26.10.2010 Publication of Q3 2010 Results Interim Report

o Evotec:

05.10.2010 Jefferies Global SpecPharma and European Healthcare Conference London

o Kontron:

27.10.2010 Veröffentlichung Quartalsbericht Q3

o Morphosys:

29.10.2010 Veröffentlichung 9-Monatsbericht 2010

10.-12.10.2010 BioPartnering Europe London

o Phoenix Solar:

12.-14.10.2010 Solar Power International Los Angeles

o Roth&Rau:

12.-14.10.2010 Solar Power International Los Angeles

26.-28.10.2010 PV Taiwan

27.-29.10.2010 Delhi International Renewable Energy Conference (DIREC) New Delhi

o Smartrac:

21.10.2010 Extraordinary General Meeting Amsterdam

o Software AG:

26.10.2010 Vorläufiges Ergebnis drittes Quartal 2010 (IFRS, ungeprüft)

27.10.2010 Roadshow Frankfurt

28.10.2010 Roadshow London