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Zellkultur-Modell: Mehrere Wirkstoffe stoppen SARS-CoV-2-Virus
FRANKFURT. Wie das SARS-CoV-2-Virus, der Erreger von COVID-19, menschliche Zellen verändert, konnte jetzt ein Team aus Biochemikern und Virologen der Goethe-Universität und des Universitätsklinikums Frankfurt beobachten. Dabei testeten die Wissenschaftler eine Reihe von Wirkstoffen in Modellversuchen im Labor, von denen einige die Vermehrung des Virus verlangsamten oder stoppten. Diese Ergebnisse ermöglichen es, die Suche nach einem Wirkstoff auf eine geringe Anzahl bereits zugelassener Medikamente zu fokussieren. (Nature DOI: 10.1038/s41586-020-2332-7). Ausgehend von diesen Ergebnissen bereitet ein US-amerikanisches Unternehmen eigenen Angaben zufolge einen Wirkstoff für eine klinische Studie vor. Mit einem weiteren Wirkstoff startet ein kanadisches Unternehmen eine klinische Studie.
Seit Anfang Februar verfügt die Medizinische Virologie des Universitätsklinikums Frankfurt über ein Zellkultur-Modell für das SARS-CoV-2-Virus. Aus Abstrichen zweier infizierter Rückkehrer aus Wuhan gelang den Frankfurter Wissenschaftlern um Prof. Sandra Ciesek die Anzucht des Virus in einer Darmzelllinie (Hoehl et al. NEJM 2020). Mit einer am Institut für Biochemie II der Goethe-Universität Frankfurt entwickelten Technik konnten Forscher beider Institute jetzt erstmals gemeinsam zeigen, wie das SARS-CoV-2-Virus die Wirtszelle verändert. Die Wissenschaftler nutzten dazu eine besondere Form der Massenspektrometrie, die sie erst vor wenigen Monaten entwickelt hatten, die so genannte mePROD-Methode. Mit ihr lässt sich die Menge und Herstellungsrate von tausenden Proteinen bestimmen, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zelle befinden.
Die Ergebnisse zeichnen ein Bild vom Verlauf einer SARS-CoV-2-Infektion: Während viele Viren die reguläre Proteinproduktion ihres Wirts zugunsten viraler Proteine herunterfahren, beeinflusst SARS-CoV-2 die Proteinproduktion der Wirtszellen nur wenig – die viralen Proteine scheinen in Konkurrenz zu den Proteinen der Wirtszelle hergestellt zu werden. Stattdessen scheint der Virus zur Erhöhung der Proteinsynthesemaschinerie zu führen. Ein Schwachpunkt, vermuteten die Forscher, und konnten tatsächlich mit Hemmstoffen der Proteinproduktion (Translationsinhibitoren) die Vermehrung des Virus deutlich mindern.
24 Stunden nach der Infektion verursacht das Virus markante Änderungen in der Zusammensetzung der Wirtszellproteine: Während der Cholesterinstoffwechsel reduziert wird, steigen die Aktivitäten im Kohlehydrat-Stoffwechsel und in der Herstellung von RNA zur Proteinproduktion an. Entsprechend konnten die Wissenschaftler die Virus-Vermehrung in den kultivierten Zellen erfolgreich mit Hemmstoffen gegen diese Prozesse stoppen. Ähnlich erfolgreich war der Einsatz eines Wirkstoffes, der die Produktion neuer Bausteine für virales Erbgut hemmt.
Die Ergebnisse haben jenseits des Atlantiks bereits hohe Wellen geschlagen: Wie seit Beginn der Corona-Krise üblich, haben die Frankfurter Forscher diese sofort auf einem Preprint-Server und auf der Webseite des Instituts für Biochemie II (https://www.biochem2.com/research-group/protein-quality-control#nav-coronavirus) zur Verfügung gestellt. Prof. Ivan Dikic, Direktor des Instituts für Biochemie II, kommentiert: „Sowohl die Kultur der `open science´, in der wir unsere wissenschaftlichen Ergebnisse schnellstmöglich teilen, als auch die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Biochemikern und Virologen haben zu diesem Erfolg beigetragen. Das Projekt wurde vor nicht einmal drei Monaten begonnen und offenbart schon jetzt neue therapeutische Ansätze bei COVID-19.“
Prof. Sandra Ciesek, Direktorin des Instituts für Medizinische Virologie am Universitätsklinikum Frankfurt, erläutert: „In einer besonderen Lage wie dieser müssen wir auch in der Forschung neue Wege gehen. Die bestehende Kooperation zwischen den Forschungsgruppen von Prof. Jindrich Cinatl und Dr. Christian Münch aus Virologie und Biochemie machte eine schnelle Fokussierung der Forschung auf CoV-2 möglich. Die bisherigen Ergebnisse sind eine großartige Bestätigung dieses interdisziplinären Ansatzes.“
Zu den Wirkstoffen, die in der Frankfurter Zellkultur die Virusvermehrung stoppten, zählt unter anderem 2-Deoxy-D-Glukose (2-DG), der direkt in den für die Virusvermehrung notwendigen Kohlehydrat-Stoffwechsel eingreift. Das US-amerikanische Unternehmen Moleculin Biotech verfügt über einen Wirkstoff namens WP1122, der 2-DG ähnlich ist, ein Prodrug. Ausgehend von den Ergebnissen der Frankfurter Wissenschaftler bereitet Moleculin Biotech eigenen Angaben zufolge diesen Wirkstoff bereits für klinische Studien vor: https://www.moleculin.com/covid-19/.
Auf Basis eines weiteren der in Frankfurt getesteten Wirkstoffe, Ribavirin, startet jetzt das kanadische Unternehmen Bausch Health Americas eine klinische Studie mit 50 Probanden: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04356677?term=04356677&draw=2&rank=1
Dr. Christian Münch, Leiter der Gruppe Proteinqualitätskontrolle am Institut für Biochemie II und korrespondierender Autor, sagt: „Dank der von uns entwickelten mePROD-Technologie konnten wir den Verlauf der Virusinfektion im Labor erstmals detailliert verfolgen. Wir waren uns natürlich der potenziellen Tragweite unserer Ergebnisse bewusst, auch wenn diese in der Zellkultur erzeugt wurden und weiter getestet werden müssen. Dass unsere Ergebnisse nun womöglich in weiterführende in vivo-Studien zur Medikamentenentwicklung münden, ist sicherlich ein großer Glücksfall.“ Auch unter den darüber hinaus getesteten Hemmstoffen, so Münch, gebe es weitere potenziell interessante Kandidaten, die zum Teil sogar bereits für andere Indikationen zugelassen seien.
Prof. Jindrich Cinatl vom Institut für Medizinische Virologie und korrespondierender Autor, erläutert: „Der erfolgreiche Einsatz von Wirkstoffen gegen SARS-CoV-2, die Bestandteile von bereits zugelassenen Medikamenten sind, ist eine große Chance für die Bekämpfung des Virus. Solche Wirkstoffe sind bereits gut charakterisiert, und wir wissen, wie sie von Patienten vertragen werden. Daher wird derzeit weltweit nach solchen Wirkstoffen gesucht. Im Wettlauf mit der Zeit kann unsere Arbeit einen wichtigen Beitrag dazu liefern, in welche Richtungen diese Suche die schnellsten Erfolge verspricht.“
Publikation: SARS-CoV-2 infected host cell proteomics reveal potential therapy targets. Denisa Bojkova, Kevin Klann, Benjamin Koch, Marek Widera, David Krause, Sandra Ciesek, Jindrich Cinatl, Christian Münch. Nature DOI: 10.1038/s41586-020-2332-7, https://www.nature.com/articles/s41586-020-2332-7 (aktiv ab 14.5.2020, 11 Uhr MESZ)
Bilder zum Download: http://www.uni-frankfurt.de/88340061
Bildtexte: Dr. Christian Münch (Foto: Uwe Dettmar) Prof. Dr. rer. nat. Jindrich Cinatl (Foto: Universitätsklinikum Frankfurt)
Mehr zum mePROD-Verfahren: Biochemie-Forscher der Goethe-Uni entwickeln neues Proteomik-Verfahren https://aktuelles.uni-frankfurt.de/aktuelles/biochemie-forscher-der-goethe-uni-entwickeln-neues-proteomik-verfahren/
Kontakt:
Professor Dr. rer. nat. Jindrich Cinatl,
Leiter der Forschergruppe Cinatl
Institut für Medizinische Virologie, Universitätsklinikum Frankfurt am Main
Tel. +49 (0) 69 / 6301-6409, E-Mail: cinatl@em.uni-frankfurt.de,
Homepage: https://www.kgu.de/einrichtungen/institute/zentrum-der-hygiene/medizinische-virologie/forschung/research-group-cinatl/
Dr. Christian Münch,
Leiter der Forschergruppe Münch
Institut für Biochemie II, Goethe-Universität Frankfurt am Main
Tel: +49 (0) 69 6301 6599, E-Mail: ch.muench@em.uni-frankfurt.de
Homepage: http://pqc.biochem2.de
Goethe-Corona-Fonds: Die Goethe-Universität und das Universitätsklinikum Frankfurt haben den Goethe-Corona-Fonds aufgelegt, um zusätzliche Mittel für Personal und Ausstattung zur wissenschaftlichen und klinischen Bewältigung der Krise einzuwerben. Der Fonds soll mit insgesamt 5 Millionen Euro an Spendengeldern ausgestattet werden. Mehr unter https://www.uni-frankfurt.de/86720349/Goethe_Corona_Fonds
Goethe-Universität zieht nach den ersten drei Wochen rein digitaler Lehre ein positives Resümee
FRANKFURT. Der Lockdown kam plötzlich, der Präsenzbetrieb an der Goethe-Universität wie an allen Hochschulen Mitte März Corona-bedingt zum Erliegen. Die Uni befand sich mitten in der Prüfungsphase für das Wintersemester 2019/2020. Doch unter schwierigen Bedingungen, so das erste Fazit nach gut drei Wochen ohne Präsenzlehre, klappt der virtuelle Lehrbetrieb inzwischen gut. Die Investitionen der vergangenen Jahre zum einen in die technische Infrastruktur, z.B. das Lernsystem OLAT, die langjährige Arbeit der E-Learning-Einrichtung studiumdigitale sowie die Förderung didaktischer Innovationen, z.B. über den uni-eigenen Förderfonds für innovative Lehre, zahlen sich nun aus. Nicht zufällig verfügt die Universität bereits seit 2017 über ein Leitbild „Digitale Lehre“. Die Präsidentin der Goethe-Universität, Prof. Dr. Birgitta Wolff zieht ein erstes vorsichtiges Zwischenfazit: „Wir haben zwar nicht damit gerechnet, jemals den kompletten Lehrbetrieb auf den digitalen Modus umstellen zu müssen. Aber gemessen an der Kürze der Vorlaufzeit ist der Start ins Ausnahmesemester gut gelungen. Inzwischen findet bis zu 95 Prozent der sonst üblichen Lehre an den 16 Fachbereichen virtuell statt, insgesamt ca. 80-90 Prozent.“ Notwendig sei gewesen, so Wolff, die Hardware der Universität kurzfristig weiter aufzurüsten und Software-Lizenzen nachzukaufen, z.B. für die unbegrenzte Nutzung von Zoom durch Uni-Angehörige. Außerdem habe man die Studien- und Prüfungsordnung dem Ausnahmesemester angepasst, damit die digitale Lehre rechtskonform und möglichst ohne Nachteile für die Studierenden durchführbar wurde. Bis mindestens Anfang Juni wird es nach jetzigem Stand einen rein digitalen Lehrbetrieb geben.
Das Hochschulrechenzentrum der Goethe-Universität kann mit Zahlen die großen Herausforderungen für die IT-Services belegen: Während im ganzen Monat April 2019 gerade einmal 36.000 Views auf dem Streaming Server verzeichnet wurden, waren es allein am 20. April 2020, dem Tag des Semesterstarts, über 46.000 Views. Die in den ersten Wochen aufgetretenen Probleme im Bereich Hardware und Software konnten mittlerweile gelöst werden, die Technik funktioniert weitgehend störungsfrei.
Auch die universitätseigene Lernplattform OLAT wird durchgehend sehr stark genutzt: Bis zu 12.000 Nutzer sind gleichzeitig im System unterwegs. Mit OLAT lassen sich vielfältige didaktische Konzepte umsetzen; auch Studierenden werden zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten geboten, zum Beispiel selbst eingerichtete Arbeitsgruppen mit eigenen Foren und Wikis.
Prof. Dr. Roger Erb, Vizepräsident für Studium und Lehre an der Goethe-Universität, sagt: „Ich bin beeindruckt davon, wie Lehrende, aber auch Studierende mit der Ausnahmesituation umgehen. Die digitalen Lehrangebote, ob im synchronen oder asynchronen Betrieb, ob als Vorlesung, Seminar oder Arbeitsgruppe, können von kleineren technischen Problemen mal abgesehen wie geplant stattfinden. Wir hören an vielen Stellen, dass die Möglichkeiten digitaler Kommunikation und Vernetzung auch Potenziale freisetzen können. Wir sehen das zugleich als Experiment und sind gespannt, daraus zu lernen. An der Vorbereitung und Organisation haben viele Menschen in den Fachbereichen, in unseren Arbeitsgruppen und überall dort, wo Prüfungen und Lehre betreut werden, schnell, motiviert und mit einem gemeinsamen Blick gearbeitet: Dafür ein ausdrückliches Dankeschön!“
Auch vonseiten der Studierendenschaft wird der Semesterstart insgesamt positiv bewertet: Florian Knapp und Maurice Schmidt, beide Studierende der Wirtschaftswissenschaften und aktive Fachschaftler, sagen: "Nachdem uns zu Anfang viele Beschwerden von Studierenden unseres Fachbereichs bezüglich schlechter Video-Wiedergabe erreicht haben, hat sich nun die hervorragende Arbeit des HRZ bezahlt gemacht. Mittlerweile kann man den Vorlesungen ohne nennenswerte Probleme folgen. Besonderer Dank gilt auch den vielen Lehrenden, die mit großem Engagement ihre Veranstaltungen interaktiv gestalten und sich eingehend mit Fragen und Wünschen der Teilnehmer beschäftigen. Das motiviert und ermutigt uns als Studierende, dieses Ausnahmesemester zu bestreiten."
Präsidentin Wolff blickt voraus: „Im Moment ist leider überhaupt nicht absehbar, dass wir im kommenden Wintersemester wieder zum alten Modus zurückkehren können. Wir stellen uns daher bereits jetzt darauf ein, auch für das nächste Semester wieder für eine zumindest zunächst rein digitale Lehre zu planen.“
Meisterwerk der Portraitkunst
Wärmeliebende Bakterien nutzen unterschiedliche Oberflächen-Härchen zu Bewegung und DNA-Aufnahme
Am 1. Mai trat Prof. Dr. Stefan Zeuzem das Amt als Dekan des Fachbereichs Medizin an
FRANKFURT. Mit
mehr als 100 Professuren und rund 4200 Studierenden ist die Medizin ein großer
und bedeutender Fachbereich in der Goethe-Universität. Neben den Schwerpunkten
Kardiovaskuläre Medizin, Neurowissenschaften, Onkologie/Immunologie und
Translationale Arzneimittelforschung steht aufgrund der aktuellen Lage die
Forschung an SARS-CoV-2-Viren und der Lungenkrankheit COVID-19 im Fokus der
Forschungsaktivitäten. Im Management des Fachbereichs Medizin stand zum 1. Mai
ein Wechsel an: Prof. Dr. Stefan Zeuzem wurde neuer Dekan und löste Prof. Josef
Pfeilschifter ab, der 18 Jahre lang dieses Amt innehatte.
Die hessische Wissenschaftsministerin Angela Dorn sagte: „Prof.
Dr. Zeuzem ist ein renommierter Facharzt, Wissenschaftler und als
Geschäftsführender Direktor des Zentrums Innere Medizin des Frankfurter
Uniklinikums auch Gesundheitsmanager. In unterschiedlichen Funktionen engagiert
er sich seit vielen Jahren für Forschung und Lehre an der Goethe-Universität.
Für die wichtige Führungsaufgabe an der Spitze des Fachbereichs Medizin ist er
damit eine hervorragende Wahl, und ich freue mich - auch als
Aufsichtsratsvorsitzende des Universitätsklinikums - auf die Zusammenarbeit.“
Prof. Dr. Birgitta Wolff, Präsidentin der Goethe-Universität,
begrüßte den neuen Dekan: „Stefan Zeuzem ist ein äußerst kompetenter und
vielseitig engagierter Kollege, der den Fachbereich Medizin durch und durch
kennt. Ich bin mir sicher, dass die Medizin mit ihm als Dekan gerade in dieser
schwierigen Zeit einerseits Kontinuität, andererseits die richtigen Akzente für
die Weiterentwicklung von Forschung und Lehre erfährt. Nachdrücklich danke ich seinem Vorgänger, Prof. Dr. Josef
Pfeilschifter, für sein langjähriges Engagement als Dekan.“
Prof. Dr. Jürgen Graf, Ärztlicher Direktor und
Vorstandsvorsitzender des Universitätsklinikum Frankfurt, sagte: „Zunächst
möchte ich Herrn Prof. Dr. Pfeilschifter für die gute Zusammenarbeit danken. In
seiner Amtszeit hat sich Frankfurt wissenschaftlich zu einem führenden
universitätsmedizinischen Standort entwickelt. Mit Prof. Dr. Zeuzem tritt ein
Vollblutmediziner seine Nachfolge an. Neben einer exzellenten, internationalen
Reputation in Forschung und Lehre verfügt er als Direktor einer großen Klinik
über die entsprechende Expertise auch in der Translation und der
Patientenversorgung. Damit ist seine Arbeit exemplarisch für das, was
Universitätsmedizin ausmacht. Ich freue mich sehr auf die Zusammenarbeit mit
ihm in dieser neuen Funktion!“
Prof. Dr. Stefan Zeuzem, Dekan des Fachbereichs Medizin der Goethe-Universität, sagte: „Ich freue mich auf die Herausforderungen meines Amtes, das ich neben der Leitung der Medizinischen Klinik I übernehmen werde. Als Arzt und Wissenschaftler stehe ich für die enge Verzahnung von medizinischer Forschung, akademischem Lehrbetrieb und der Krankenversorgung. Denn im Mittelpunkt stehen grundsätzlich die Patientinnen und Patienten, die wir bestmöglich behandeln wollen. Wie wichtig translationale Forschung ist, zeigt sich in Krisen wie der SARS-CoV-2-Pandemie: Hier leisten unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter herausragende Arbeit in Wissenschaft und Klinik.“
Professor Dr. med. Stefan Zeuzem studierte an der
Goethe-Universität sowie in Großbritannien Humanmedizin, promovierte 1986 über
ein chemisch modifiziertes Insulin und habilitierte sich 1992 an der
Goethe-Universität mit einem Thema aus der Krebsforschung. Im selben Jahr
erhielt er die Anerkennung als Facharzt für Innere Medizin. Prof. Zeuzem wurde
1998 zum „Außerplanmäßigem Professor“ der Goethe-Universität ernannt und folgte
2002 einem Ruf an die Universität des Saarlandes, wo er den Lehrstuhl für
Innere Medizin innehatte und als Direktor die Medizinische Klinik II der
Universitätskliniken des Saarlands leitete. 2007 konnte ihn die
Goethe-Universität für den Lehrstuhl für Innere Medizin mit dem Schwerpunkt
Gastroenterologie und Hepatologie und als Direktor des Medizinischen Klinikums
I des Universitätsklinikums Frankfurt gewinnen. Seit 2011 ist Prof. Zeuzem
Direktor des Zentrums für Innere Medizin und wurde vom Fachbereichsrat mit
Wirkung zum 1. Mai 2020 zum Dekan des Fachbereichs Medizin gewählt. Prof.
Zeuzem forscht im Schwerpunkt zu Lebererkrankungen und Tumorerkrankungen der inneren
Organe, hier gehört er zu dem einen Prozent der weltweit meistzitierten
Wissenschaftler in der Medizin. Er war Mitglied in zahlreichen DFG-Kommissionen
und engagiert sich als Herausgeber von führenden Fachzeitschriften und im
Vorstand zahlreicher wissenschaftlichen Fachgesellschaften und Gremien. Prof. Zeuzem wurde 2010 und 2013 durch den Bundespräsidenten in den Wissenschaftsrat
berufen und gehörte dem Medizinausschuss des Wissenschaftsrats mehr als 10
Jahre an.
Bild zum Download: http://www.uni-frankfurt.de/88022719
Bildtext: Prof. Dr. med. Stefan Zeuzem, neuer Dekan des Fachbereichs Medizin. Foto: Uwe Dettmar
Auszeichnung würdigt langjähriges Engagement für die Stiftungsuniversität
FRANKFURT. Dr. Rolf-Ernst Breuer ist zum Ehrensenator der Goethe-Universität ernannt worden. Der ehemalige Vorstandsvorsitzender der Deutschen Bank erhält die Auszeichnung für sein langjähriges und umfangreiches Engagement für die Stiftungsuniversität.
„Herr Breuer hat sich auf unvergleichliche Weise um die Goethe-Universität verdient gemacht. Die Reichweite seines Engagements ist kaum zu ermessen“, sagt Prof. Dr. Birgitta Wolff, die Präsidentin der Goethe-Universität. Das Präsidium der Goethe-Universität hatte Dr. Rolf-Ernst Breuer als neuen Ehrensenator vorgeschlagen, bereits im Februar hat der Senat dem Vorschlag ohne Gegenstimme zugestimmt. Die feierliche Überreichung der Urkunde wird wegen der derzeitigen Kontaktbeschränkungen auf einen späteren Zeitpunkt verschoben.
Dr. Breuer, Jahrgang 1937, war von 1997 bis 2002 Vorstandssprecher der Deutschen Bank, von 2002 bis 2006 deren Aufsichtsratsvorsitzender. Schon während seiner aktiven Zeit als Bankmanager trat er in mehreren exponierten Funktionen für die Belange der Goethe-Universität ein. Insbesondere war er von 2001 bis 2014 Mitglied im Hochschulrat, von 2005 an dessen Vorsitzender. „In dieser Rolle hat sich Herr Breuer mit unerschöpflicher Kraft für die Modernisierung unserer Hochschule eingesetzt und entscheidend an ihrer Weiterentwicklung zur Stiftungsuniversität mitgewirkt“, betont die Universitätspräsidentin.
Auch an vielen anderen Stellen machte er sich für Forschung und Lehre stark, als Kuratoriumsmitglied an der Goethe Business School und am House of Finance, im Aufsichtsrat und als Finanzausschuss-Vorsitzender des Aufsichtrates des Universitätsklinikums, im Präsidium der Gesellschaft für Kapitalmarktforschung und des Centers of Financial Studies (CFS). Auch an der Weiterentwicklung des SAFE (Sustainable Architecture for Finance in Europe) zum Leibniz-Institut für Finanzmarktforschung hatte er großen Anteil. Durch seine starke persönliche Präsenz und seinen authentischen Einsatz in den unterschiedlichsten Forschungs- und Kultureinrichtungen hat Dr. Breuer auch zur Vernetzung der Universität beigetragen. Dr. Breuer ist der 11. Ehrensenator der Goethe-Universität.
Neue DFG-Forschungsgruppe an Goethe-Universität zur Modellierung von Netzwerken
FRANKFURT. Der
Informationsfluss in Netzwerken birgt für die moderne Gesellschaft
gleichermaßen Chancen wie Risiken. Nachrichten können sich ebenso schnell und
dynamisch verbreiten wie Gerüchte. Eine neue Forschungsgruppe hat sich zum Ziel
gesetzt diese Prozesse zu modellieren, analysieren, zu verstehen und zu
regulieren. Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 2,1 Millionen Euro über drei Jahre gefördert.
„Eine der wichtigsten Erkenntnisse der Informatik der letzten zwei
Jahrzehnte ist, dass Netzwerke mit bestimmten Eigenschaften überraschend viele
Bereiche unseres Lebens beschreiben und beeinflussen“, erklärt
Forschungsgruppen-Sprecher Prof. Martin Hoefer vom Institut für Informatik an
der Goethe-Universität. Allen diesen Netzwerken ist gemeinsam, dass sie durch
eine Vielzahl von Faktoren entstehen, die nicht bis ins letzte Detail
rekonstruiert werden können.
Es existieren bereits Ansätze zur Modellierung und Simulation von
dynamischen Prozessen wie Infektionsketten oder Meinungsbildungsprozessen.
Diese will die Forschungsgruppe weiter entwickeln und auf weitere Gebiete
anwenden. Insbesondere will sie untersuchen, wie sich – reale wie virtuelle –
Epidemien verbreiten und wie Finanzkrisen entstehen. Die Forschungsgruppe will
dazu die Entstehung von Netzwerken modellieren und simulieren. In einem
weiteren Schritt will sie untersuchen, wie diese Prozesse durch neue
Algorithmen beherrschbarer machen kann.
Bei der Verbreitung von Epidemien geht es darum zu rekonstruieren,
wie Infektionsketten sich ausgehend von einem mutmaßlichen Ersterkrankten
entwickeln. Hier spielen viele Zufallsprozesse eine Rolle. Etwa, ob es bei der
Begegnung zwischen zwei Menschen zu einer Infektion kommt oder ob ein PC-Nutzer
eine Viren verseuchte Datei öffnet. Mithilfe realistischer Modellrechnungen
können unter anderem Test-Designs optimiert werden.
Ein Beispiel ist das „group testing“, das es ermöglicht, eine
große Anzahl von Personen mithilfe weniger Tests zu untersuchen und damit
Infizierte möglichst gezielt zu erkennen. Es geht auch um die Frage, wie viele
Tests notwendig sind, um mit großer Sicherheit festzustellen, wer erkrankt ist.
Eine Anwendung auf die aktuelle Corona-Pandemie erwarten die Forschenden jedoch
nicht. „Unsere Resultate könnten eher langfristig zu neuen Einsichten, Analysen
und davon ausgehend eventuell veränderten Herangehensweisen führen“, so Hoefer.
Ein weiterer Schwerpunkt ist, die Entstehung von Netzwerken zu
modellieren, etwa sozialen Netzwerken im Internet. Denn sie haben einen großen
Einfluss auf Meinungsbildungsprozesse. Um ein realistisches Modell zu erhalten,
müssen sowohl weit verbreitete Eigenschaften von Netzwerkstrukturen erfasst
werden als auch Besonderheiten von Netzwerken in bestimmten Anwendungen. Das
Ziel sind Modelle, die beide Aspekte gleichzeitig abbilden können. Außerdem
wollen die Forschenden effiziente Algorithmen entwickeln, um große Netzwerke
realistisch zu erzeugen.
Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist die Einschätzung von
Risiken in Finanznetzwerken. Hier ist eine realistische Modellierung wichtig,
um die systemischen Risiken in einer Portfolio-Struktur ermitteln zu können.
Partner in diesem Teilprojekt ist die Deutsche Bundesbank.
Die Forschungsgruppe unter Federführung der Goethe-Universität ist
ein Kooperationsprojekt mit der Universität Hamburg und dem
Hasso-Plattner-Institut in Potsdam.
Informationen:
Prof.
Martin Hoefer
Algorithmen
und Komplexität
Fachbereich
12 Informatik/Mathematik
Tel.
(069) 798-28155
E-Mail:
mhoefer@cs.uni-frankfurt.de
Computermodell verschmelzender Neutronensterne sagt voraus, wie dies erkannt werden kann
FRANKFURT. Der modernen Teilchenphysik zufolge ist Materie im Inneren verschmelzender Neutronensterne so dicht, dass sie aufgelöst in ihre Elementarteilchen vorliegen könnte. Dieser Materiezustand, das sogenannte Quark-Gluon-Plasma, könnte ein bestimmtes Muster in Gravitationswellen hervorrufen. Dies haben Physiker der Goethe-Universität und des Frankfurt Institute for Advanced Studies jetzt mithilfe von Supercomputern berechnet. (Physical Review Letters, DOI 10.1103/PhysRevLett.124.171103)
Neutronensterne gehören zu den dichtesten Objekten im Universum: Wäre unsere Sonne mit ihrem Radius von 700.000 Kilometern ein Neutronenstern, so wäre ihre Masse in einer nahezu perfekten Kugel mit einem Radius von rund 12 Kilometern zusammengepresst. Wenn zwei Neutronensterne miteinander kollidieren und zu einem hypermassiven Neutronenstern verschmelzen, so wird die Materie im Kern dieses neuen Objekts unvorstellbar heiß und dicht. Physikalischen Berechnungen zufolge hätte dies zur Folge, dass sich Hadronen wie zum Beispiel Neutronen und Protonen – aus diesen Teilchen setzt sich die Materie in unserer Umgebung zusammen – in ihre Bestandteile Quarks und Gluonen auflösen und ein Quark-Gluon-Plasma bilden.
2017 wurde erstmals entdeckt, dass verschmelzende Neutronensterne ein Signal in Form einer Gravitationswelle verursachen, die auf der Erde detektiert werden kann. Aus der Gravitationswelle lässt sich nicht nur etwas über Gravitation lernen, sondern auch über das Verhalten von Materie unter extremen Bedingungen. Bei der ersten Entdeckung solcher Gravitationswellen 2017 wurden diese allerdings nicht über den Verschmelzungszeitpunkt hinaus aufgezeichnet.
Dort setzt die Arbeit der Frankfurter Physiker an. Sie simulierten in einem Computermodell verschmelzende Neutronensterne und das Produkt dieser Verschmelzung, um die Bedingungen zu untersuchen, unter denen ein Übergang von Hadronen zu einem Quark-Gluon-Plasma stattfinden könnte und wie sich dies auf die entstehende Gravitationswelle auswirken würde. Das Ergebnis: In einer bestimmten, späten Phase der Existenz des verschmolzenen Objekts fand ein Phasenübergang zu einem Quark-Gluon-Plasma statt und hinterließ ein klares und charakteristisches Muster im Gravitationswellensignal.
Professor Luciano Rezzolla von der Goethe-Universität ist überzeugt: „Wir haben ein im Vergleich zu bisherigen Simulationen neues und wesentlich klarer zu detektierendes Muster in den Gravitationswellen entdeckt. Wenn sich dieses Muster in den Gravitationswellen findet, die wir von künftigen Neutronenstern-Verschmelzungen empfangen, haben wir einen deutlichen Beweis für die Entstehung eines Quark-Gluon-Plasmas im heutigen Universum.“
Publikation: Post-merger gravitational-wave signatures of phase transitions in binary mergers Lukas R. Weih, Matthias Hanauske, Luciano Rezzolla, Physical Review Letters DOI 10.1103/PhysRevLett.124.171103 https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.124.171103
Video: Visualisierung einer Neutronensternverschmelzung https://www.youtube.com/watch?v=rj-r-YA9d6E&t=1s
Diese Simulation zeigt die Dichte gewöhnlicher Materie, hauptsächlich Neutronen, in den Farben Rot und Gelb. Kurz nachdem die beiden Sterne verschmelzen, verfärbt sich das extrem dichte Zentrum nach Grün, was die Bildung des Quark-Gluon-Plasmas anzeigt.
Bilder zum Download: http://www.uni-frankfurt.de/87973606
Bildtext Montage: Montage aus Computersimulation der verschmelzenden Neutronensterne (links) und dem Bild einer Schwerionenkollision, die die Verbindung von Astrophysik und Kernphysik verdeutlicht. Bild: Lukas R. Weih & Luciano Rezzolla (Goethe-Universität Frankfurt) (right half of the image from cms.cern)
Bildtext Simulation: Kurz nach der Verschmelzung zweier Neutronensterne bildet sich im Zentrum des neuen Objekts ein Quark-Gluon-Plasma (grün). Rot, gelb: gewöhnliche Materie, hauptsächlich Neutronen. Bild: Lukas R. Weih & Luciano Rezzolla (Goethe-Universität Frankfurt)
Kontakt: Goethe-Universität Frankfurt, Prof. Dr. Luciano Rezzolla, Chair of Theoretical Astrophysics, Institute for Theoretical Physics, +49-69-79847871/47879, rezzolla@itp.uni-frankfurt.de, https://astro.uni-frankfurt.de/rezzolla/
Bundesregierung fördert Fem4Dem an der Goethe-Universität mit 5,7 Millionen Euro
FRANKFURT. Die Demokratie stärken, Radikalisierung verhindern und dabei wissenschaftliche Erkenntnisse über die Basis der Gesellschaft gewinnen – das sind die Hauptziele des Projekts Fem4Dem am Fachbereich Erziehungswissenschaften der Goethe-Universität in Kooperation mit der Universität Osnabrück. Das Projekt Fem4Dem II wird bis Ende 2021 von der Beauftragten der Bundesregierung für Migration, Flüchtlinge und Integration gefördert. Bereits 2019 hat die Beauftragte das vorangegangene Projekt Fem4Dem I gefördert. Insgesamt sind dafür rund 5,7 Millionen Euro vorgesehen.
Was geschieht an der Basis der muslimischen Zuwanderungsgesellschaft? Welche Initiativen gibt es, und wie versuchen Frauen und Mädchen, sich zu organisieren, um ihre Interessen in der Gesellschaft zu artikulieren? Um das herauszufinden, haben Prof. Dr. Harry Harun Behr und Dr. Meltem Kulaçatan von der Goethe-Universität sowie Prof. Dr. Bülent Uçar und Dr. Michael Kiefer von der Universität Osnabrück ihre Teams seit Anfang 2019 „ins Feld“ geschickt: Das heißt, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben recherchiert, wo es bereits Projekte der muslimischen Selbstorganisation gibt, wo Frauen und Mädchen mit islamischen Glauben sich organisieren im Interesse einer gemeinsamen Sache. Was sind die Ziele dieser Projekte, und wie kann man das Erreichen dieser Ziele mit wissenschaftlicher Expertise unterstützen? Bis zu 10.000 Euro können die Projekte erhalten, um sich besser zu organisieren und nachhaltiger wirken zu können. Von Januar bis Dezember 2019 ist das Projekt Fem4Dem I in einer Art Pilotphase gelaufen, und nun hat die Beauftragte der Bundesregierung für Migration, Flüchtlinge und Integration die Förderung des darauf aufbauenden Projekts bewilligt. Die Förderung steht im Kontext des Nationalen Präventionsprogramms gegen islamistischen Extremismus und des Strategiepapiers der Bundesregierung zur Extremismusprävention und Demokratieförderung.
In der Fortführung des Projekts soll die Zielgruppe nun erweitert werden, indem auch Jungen- und Männerarbeit in den Blick kommen. Die Zielsetzung bleibt jedoch gleich: Die Initiativen sollen enger mit der Wissenschaft verzahnt und auf ihrem Weg hin zu mehr Eigenständigkeit und Professionalisierung unterstützt werden. 15 Projektmitarbeiterinnen und -mitarbeiter forschen im gesamten Bundesgebiet nach Beispielen muslimischer Selbstorganisation und übernehmen für jeweils drei bis vier dieser Projekte die wissenschaftliche Begleitung. „Wir bieten ihnen eine inhaltliche und strategische Beratung an und unterstützen sie dabei, Anschluss an die Regelsysteme zu finden“, erklärt Dr. Kulaçatan. Dabei würden gezielt Probleme angesprochen und wissenschaftlich analysiert.
„Das ist für eine Universität ungewöhnlich: Wissenschaft begibt sich als Akteur ins soziale Feld“, erklärt Prof. Behr. Diese neue Rolle führe zu einem erweiterten Verständnis von Wissenschaft, mache diese „engagierter, kritischer“. Zusammen mit dem Team der Universität Osnabrück habe man ein echtes „Dreamteam“ gebildet: „Osnabrück ist vor allem stark in der Theorie der Sozialen Arbeit, sie arbeiten eng mit den Wohlfahrtsverbänden und den kommunalen Entscheidungsträgern zusammen“, so Behr. Der Großteil des Projekts werde jedoch von Frankfurt aus gesteuert, außerdem spiele hier der Aspekt der Genderforschung eine größere Rolle.
Die Projekte könnten von ihrer Ausrichtung her ganz unterschiedlich sein, sagt Dr. Kulaçatan. In der Pilotphase beteiligte sich zum Beispiel eine Gruppe aus Bielefeld, in der sich muslimische Frauen gegen Antisemitismus in der Stadtgesellschaft engagierten. „Diese Frauen haben auf mehreren Seiten mit Vorurteilen zu kämpfen, wir helfen ihnen, ein Konzept zu entwickeln, damit sie erfolgreich Aufklärung betreiben können, zum Beispiel in Schulen und in der Erwachsenenbildung“, so die Erziehungswissenschaftlerin. Die Frauen müssten auch lernen, mit Rückschlägen klarzukommen und nicht aufzugeben – auch dabei würden sie vom Projekt Fem4Dem gestärkt.
Bilder zum Download finden Sie unter dem Link: www.uni-frankfurt.de/87969984
Bildtext: Bild 1: Einige der Fem4Dem Wissenschaftlerinnen am Rande einer gemeinsamen Tagung.
Bild 2: Die Migrations- und Bildungsexpertin Bahar Aslan auf dem Podium einer Fem4Dem-Tagung.
Bild 3: Prof. Harry Harun Behr lehrt am Fachbereich Erziehungswissenschaften an der Goethe-Universität.
Bild 4: Dr. Meltem Kulaçatan hat das Projekt Fem4Dem initiiert. (Fotos: Deniz Greschner/Hilal Akdeniz)
Psychologen der Goethe-Universität Frankfurt erforschen Kurzzeitgedächtnis visueller Eindrücke
Dr. Birgit Sander tritt Nachfolge von Dr. Großkinsky an
Forscherteam der Goethe-Universität und der Universität Hildesheim fragt Eltern und Kinder nach ihren Erfahrungen mit den Corona-Beschränkungen
Professorin der Goethe-Universität tritt das Amt im Dezember 2020 an.
Erfreulicher Platz 8 in den Naturwissenschaften
„Jetzt kommen andere Zeiten angerückt“: Schriftstellerinnen der Romantik im Zentrum der Jubiläumsausgabe
Montag, 20. April,
um 18:15 Uhr
auf der Plattform Moodle,
Die Schriftstellerinnen der Goethezeit waren besonders produktiv. Viele ihrer Werke wurden in den vergangenen 30 Jahren von den literaturwissenschaftlichen Gender Studies neu ediert und im kulturhistorischen Kontext der Zeit untersucht. Die 10. Goethe-Ringvorlesung bietet einen Überblick über das vielfältige Schaffen der Schriftstellerinnen der Romantik, dabei werden auch aktuelle und neue Aspekte der Forschung vorgestellt.
Für die Autorinnen jener Zeit war es schwer, sich einen Namen zu machen. Oft publizierten sie unter Pseudonym oder waren auf die Unterstützung durch einflussreiche Freunde angewiesen. Der Anteil von Marianne Willemer (1784-1860) an Goethes West-Östlichem Divan wird beispielsweise erst in jüngerer Zeit gewürdigt. Sophie Mereau (1770-1806) hingegen gelang es schon damals, sich als Berufsschriftstellerin zu etablieren, gegen alle gesellschaftlichen Widerstände und intellektuellen Vorbehalte der männlichen Kollegen. Ihre Briefromane – mit denen sie sich auf dem Buchmarkt etablieren konnte – zeigen die Relevanz der Empfindsamkeit für die Emanzipation der Frauen. Als „moralisches Geschlecht“ beanspruchen die Autorinnen eine gleichberechtigte Stellung; die erfolgreiche Breitenwirkung ihrer Werke gibt ihnen Recht. Waren diese Autorinnen im „historizistischen Kanon“ stets präsent, wurde ihnen in der universitären Lehre jedoch nur wenig Aufmerksamkeit zuteil. Die Ringvorlesung will dazu beitragen, ihre Texte und Lebensumstände sichtbarer zu machen.
Die regelmäßig vom Institut für deutsche Literatur und ihre Didaktik ausgerichtete Goethe-Ringvorlesung richtet sich an die Studierenden der Universität und an die Bürgerinnen und Bürger der Stadt Frankfurt. Das Thema „Schriftstellerinnen der Romantik“ wurde in Kooperation mit dem Deutschen Hochstift entwickelt.
Der virtuelle Ort der Ringvorlesung ist ein ‚Raum' in der Lernplattform ‚Moodle'. Dort finden Sie auch das aktualisierte Programm: https://kurzelinks.de/seno. Das Passwort für den Gast-Account lautet „Blütenalter“.
Die Vorträge werden von Mal zu Mal unterschiedlich sein – live oder vorproduziert. Die Veranstalter raten, vor jedem Vortrag wieder die aktualisierten Informationen in Moodle zu konsultieren.
Den Link zur
Videokonferenz am 20. April finden Sie spätestens am Tag der Veranstaltung in
Moodle. Zoom muss einmalig (kostenfrei) installiert werden, danach am Montag
einfach dem Link in Moodle folgen.
Die Termine und Themen im Überblick:
Montag, 20. April, 18:15
bis 19:45 Uhr
Prof. Dr. Wolfgang Bunzel (Frankfurt): Autorin ohne Werk, Publizistin
undercover,
Dokumentaristin avant la lettre – Bettine Brentano/von Arnim
Montag, 27. April, 18:15
bis 19:45 Uhr
Prof. Dr. Marita Metz-Becker (Marburg): „Im Widerspruch mit der Welt“.
Das Leben der Schriftstellerin Sophie Schubart-Mereau-Brentano (1770-1806)
Montag, 4. Mai, 18:15 bis
19:45 Uhr
Dr. Christiane Holm (Halle-Wittenberg): Romantische Textilien.
Zum Wechselspiel von weiblichen Hand- und Schreibarbeiten
Montag, 11.Mai, 18:15 bis
19:45 Uhr
Prof. Dr. Roland Borgards (Frankfurt): „Treu bis in den Tod“.
Tiere bei Caroline de la Motte Fouqué, Bettina von Arnim und Rahel Varnhagen
Montag, 18. Mai, 18:15
bis 19:45 Uhr
Prof. Dr. Barbara Becker-Cantarino (Ohio State University, Columbus): Webinar
zu Bettina von Arnims „Clemens Brentanos Frühlingskranz“ (1844)
Montag, 25. Mai, 18:15
bis 19:45 Uhr
Prof. Dr. Anne Bohnenkamp-Renken (Frankfurt): Romantische Geheimschrift?
Zu Marianne von Willemers Autorschaft
Montag, 8. Juni, 18:15 bis
19:45 Uhr
Prof. Dr. Günter Oesterle (Gießen): Johanna Schopenhauer und Johann Wolfgang
Goethe. Zur Bedeutung von Netzwerkbildung und Geselligkeit in Weimar
Montag, 22. Juni, 18:15
bis 19:45 Uhr
Prof. Dr. Frederike Middelhoff (Frankfurt): Lost/Life in Translation
Dorothea Schlegel, Caroline Schelling, Henriette Hertz
Montag, 6. Juli, 18:15
bis 19:45 Uhr
Bryan Norton, MA (Pennsylvania, University of Pennsylvania, Urban):
Zweckmäßigkeit ohne Zweck, Weiblichkeit ohne Weib.
Leserschaft und das algorithmische Denken Dorothea Schlegels
Montag, 13. Juli, 18:15
bis 19:45 Uhr
Dr. Frank Berger (Frankfurt): Romantisches Geld.
Die Finanzen der Dichterinnen
Organisation: Apl. Prof.
Dr. Carola Hilmes und Dr. Martina Wernli
Information/Kontakt: Dr. Martina Wernli, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für deutsche Literatur und ihre Didaktik: wernli@lingua.uni-frankfurt.de
Mit den eingeworbenen Mitteln kann nun ein Projekt der Infektiologie gefördert werden, das auch zur Sonographie der Lunge und Mitarbeitersicherheit forscht.
Psychologie sucht Teilnehmende für Online-Umfrage zur Corona-Pandemie.
Frankfurter Forscher lösen Rätsel um Compton-Effekt – neuer Ansatzpunkt zum Testen quantenmechanischer Theorien
Studie der Goethe-Universität Frankfurt und der Technischen Universität Darmstadt zeigt, dass verlässliche Daten zu neuen Covid-19-Infizierten erst mit Verzögerung vorliegen. Andere Datenquellen sollten ergänzend zu Rate gezogen werden.
Institut für Sportwissenschaften an der Goethe-Universität sucht Teilnehmer für Online-Studie