Bastian Greshake | 12. Juli 2011, 15:51

Darf ich vorstellen, ihr seht die 2 Katzen, die wir am Wochenende bei uns aufgenommen haben. Und damit hat dieses Blog auch endlich einmal die Ehre nicht nur Hunde-Content abzubekommen, sondern auch den langerwarteten Katzen-Content. Aber das ist nicht der eigentliche Grund, wieso das Posting angebracht ist, sondern die beiden können auch ein bisschen aus der Wissenschaftsgeschichte plaudern. Denn die beiden hören auf die Namen Miller (links) & Urey (rechts). Falls euch die Namen schon zum Hals raushängen, dann habt ihr vermutlich ausreichend viel über chemische Evolution gehört. Für alle denen es noch nicht so geht, jetzt ein kleiner Einstieg in das Thema.

Denn so großartig das Werk Darwins auch heute noch ist, die ultimative Antwort auf die Frage „Woher kommt das Leben?“ bleibt der Ansatz „von dem letzten gemeinsamen Vorfahren allen Lebens“ genauso wie die „von Gott“. Was aber nicht heisst, dass sich Forscher seit Jahren mit der Frage beschäftigen. Und da unsere Entstehungsgeschichte seit Milliarden von Jahren über relativ einfachen, chemischen Bausteine, namentlich den Nukleinsäuren und den Aminosäuren, geprägt ist, liegt es relativ nahe, sich anzusehen, ob und wie aus „einfacher“ Chemie Leben werden kann. Und an einem der ersten Experimente dazu haben Stanley Miller und Harold Urey maßgeblich beigetragen, deshalb findet sich das Miller-Urey-Experiment bis heute auch auf so jedem Biologie-Lehrplan wieder (im Bible Belt mag das natürlich anders aussehen, aber wir reden ja von den Lehrplänen zivilisierter Länder).

Schon 1952 haben sich die beiden nämlich daran gemacht zu beweisen, dass komplexere Organische Moleküle wie eben Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, in einer hypothetischen Uratmosphäre, wie sie vor der Entstehung des Lebens auf der Erde vorhanden gewesen sein könnte, entstehen können. Dazu mischten sie Wasser, Methan, Ammoniak, Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid, erhitzten das gesamte Wasser-Gas-Gemisch und liessen in die entstehende Gas-Atmosphäre elektrische Entladungen, also simulierte Blitze, einschlagen. Nachdem man diese Atmosphäre vor sich hat hinbrüten lassen, hat man per Chromatographie ausgewertet, welche Stoffe in dieser künstlichen Atmosphäre entstanden sind.

Neben verschiedenen Zuckern konnte man auch die 20 Aminosäuren, aus denen die Proteine sämtlicher Lebewesen bestehen, vorfinden. Allerdings in einer Mischung aus L- und R-Aminosäuren, während in Proteinen nur die L-Varianten vorkommen können. Und auch Nukleinsäuren konnten in den Gemischen von Miller und Urey nicht gefunden werden. Und trotzdem sind das spannende Ergebnisse: In einer einfachen, simulierten Atmosphäre und in kurzer Zeit können also schon grundlegende Bausteine des Lebens entstehen. Da kann man sich dann schon recht einfach ausmalen, was die chemische Evolution mit ihren Millionen von Jahren Zeit hervorbringen kann.

Darüber hinaus haben Miller & Urey mit ihrem Experiment viele Forscher angestachelt, selbst ähnliche Versuche durchzuführen. Zum Beispiel dazu, unter welchen Bedingungen die Nukleinsäuren entstehen. Und mittlerweile gibt es viele Beweise dafür, dass die Uratmosphäre der Erde selbst auch komplexer aufgebaut war, und unter anderem auch Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthalten haben dürfte. Entsprechende Versuche mit angepassten Ausgangsstoffen brachten dabei noch weitere Moleküle mit hervor.

Wer sich für chemische Evolution und die Entstehung des Lebens interessiert findet mit dem Miller-Urey-Experiment auf jeden Fall einen spannenden Einstieg in die Thematik (das könnte man eigentlich auch mal in der WG-Küche nachspielen). In wie weit Miller & Urey meine heimische Atmosphäre verändern werden, wird sich in den nächsten Wochen zeigen. Dafür müssen sie sich nur erstmal aus dem Sofa raus trauen.

Grafik: Wikipedia (Xerxes2k), CC-BY 2.5

Miller, S. (1953). A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions Science, 117 (3046), 528-529 DOI: 10.1126/science.117.3046.528

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Bastian Greshake | 20. Juni 2011, 17:04

Martin hatte in seinem Blogpost „Ich habs im Urin: es ist Spargelzeit“ ja über die Einflüsse von Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), also Punktmutationen, bei der Wahrnehmung von Spargelgeruch im Urin geschrieben. Falls ihr euch jetzt fragt „Wovon zum Teufel reden die denn da?“, dann geht es euch wahrscheinlich wie mir. Ihr nehmt den Geruch nicht wahr bzw. produziert diesen Geruch bei der Verdauung von Spargel vielleicht einfach nicht. Aber viele Menschen nehmen nach dem Verzehr von Spargel einen recht charakteristischen Geruch (andere würden Gestank sagen), in ihrem Urin wahr, bei dem nächsten WC-Besuch deutlich zu riechen ist.

Man geht man davon aus, dass die Mutation an Stelle Rs4481887 zur “Asparagus Anosmia”, also der fehlenden Fähigkeit den Geruch von Methanthiol (dem Stoff der so fies riecht) wahrzunehmen, führt. Als Martin dann über die möglichen Ursachen geschrieben hat, hab ich gleich eingeworfen, dass ich mit meiner Rs4481887(G;G)-Variante ebenfalls den Geruch nicht wahrnehmen kann. Aber das war wohl etwas voreilig, denn es gibt ja 2 Gründe, wieso man am eigenen Urin diesen Geruch nicht wahrnehmen kann:

Entweder es fehlen einem wirklich die entsprechenden Rezeptoren, die dafür zuständig sind, dass man diesen Geruch wahrnehmen kann (oder die Rezeptoren sind einfach kaputt). Oder der eigene Körper produziert einfach kein Methanthiol, wenn er den Spargel verdaut. Und da es bei uns gestern die grüne Variante des Spargels zu essen gab, habe ich die Chance dann mal für einen kleinen Test benutzt. Das entsprechende Experiment ist ganz einfach: Man nehme eine Testperson A, die in ihrem eigenen Urin keinen solchen Geruch wahrnehmen kann. Und man nehme eine Testperson B, die diesen unangenehmen Geruch in ihrem eigenen Urin wahrnehmen kann.

Der Testperson B gibt man nun den Urin von Testperson A zu riechen. Falls Testperson B keinen Spargel-Geruch wahrnehmen kann, dann ist es relativ wahrscheinlich, dass Testperson A beim Abbau von Spargel kein Methanthiol produziert. Und das ist genau der Fall, der im Heimversuch aufgetreten ist. Die entsprechende Testperson konnte keinen Spargelgeruch in meinem Urin wahrnehmen, offensichtlich bin ich also unfähig zur Methanthiol-Produktion.

Dies schliesst aber nicht aus, dass ich den Geruch von Methanthiol nicht doch prinzipiell wahrnehmen kann. Und dazu haben wir dann gestern auch direkt noch mal den Gegenversuch durchgeführt: Testperson A riecht an der Urin-Probe von Testperson B. Und dabei zeigt sich (zumindest für mich), dass ich Methanethiol eben doch riechen kann, trotz der SNP-Variante die mit der fehlenden Sinneswahrnehmung assoziiert ist. Für jene die das noch nicht getestet haben, und noch testen wollen: Ihr werdet recht schnell merken, ob die Person, deren Urin ihr gerade olfaktorisch testet, den Stoff produziert.

Auf die Schnelle hab ich nicht finden können, ob man für die fehlende Produktion bereits SNPs gefunden hat, die damit assoziiert sind. Und damit kann ich Martin nur zustimmen: Es ist definitiv noch mehr Forschung in dem aufstrebenden Feld der Spargelurinomics notwendig. Besonders spannend ist das natürlich, wenn ihr bereits eine Genotypisierung gemacht (und veröffentlicht habt). Aber auch wenn nicht, dann ist das ein nettes kleines Experiment für daheim. Das Beste daran: Ihr benötigt nicht zwingend ein Mikroskop dafür! Ihr könnt ja dann mal in den Kommentaren davon berichten, wie die Ergebnisse bei euch ausgefallen sind.

Foto: BlueRidgeKitties, CC-BY-NC-SA

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Bastian Greshake | 30. Januar 2011, 12:42

Es ist Wochenende. Und damit auch der ideale Zeitpunkt dem Namen unseres Blogs endlich wieder alle Ehre zu machen. Allerdings (ausnahmsweise) nicht in der Form, dass wir uns einfach nur volllaufen lassen und schauen was passiert (auch wenn es ein Experiment ist, dass niemals langweilig wird). Sondern mehr aus der Not heraus. Denn zum Abendessen sollte es Pfannkuchen geben, nach diesem Rezept, dass neben der Verwendung von Eischnee auch die Verwendung von kohlensäurehaltigem Mineralwasser vorsieht. Dabei sollen die beiden Zutaten dafür sorgen, dass viele Bläschen im Teig sind und so auch die gebratenen Pfannkuchen luftig und fluffig sind. So weit die Theorie. Aber was tun, wenn man kein Mineralwasser im Haus und auch keinen dieser Kohlensäure-Injektoren hat?


In dem Fall gibt der Blick in den Kühlschrank gibt die restlichen Optionen her: Bier oder doch lieber (Cherry)-Cola? Oder lieber ganz auf die Kohlensäure und fluffigen Teig verzichten? Oder doch vor lauter Verzweiflung, ob der Schwierigkeiten im Alltag, gleich den Pizza-Dienst anrufen?


Die Antworten bei Twitter waren gespalten: Einfach nur Milch nutzen, auf jeden Fall Bier nehmen, auf jeden Fall die Cola benutzen oder auch komplexere Bedingungen wie "wenn süße Pfannkuchen dann Bier oder Cola, wenn deftige Pfannkuchen dann nur Bier möglich" wurden angeboten. Aber das sind natürlich alles nur anekdotische Berichte und deshalb hatte Lars die genau richtige Idee: Verschiedene Chargen ansetzen und ein Experiment daraus machen.


Da 2 Sorten Pfannkuchen, einmal süß mit Apfel und Aprikosen und einmal deftig mit Speck, Zwiebeln, Sauerkraut & Käse bereits eingeplant waren gab es dann insgesamt 4 Chargen: Die süßen Pfannkuchen mit Cola und ohne als Negativ-Kontrolle für Geschmack & Fluffigkeit und die deftigen Pfannkuchen mit Bier und auch hier einmal ohne Bier als Negativ-Kontrolle. Auf die Variante süß/bier und deftig/Cola wurde vorerst verzichtet.


Bereits in der Pfanne zeigt sich, zumindest bei den deftigen Pfannkuchen, ein Unterschied. Die Biervariante erzeugt einen charakteristischen Bier-Duft. Bei der Cola-Variante kann keine Geruchsbildung festgestellt werden. Bei den fertigen Pfannkuchen lassen sich Unterschiede zwischen den kohlensäurehaltigen und den beiden Chargen ohne Kohlensäure feststellen: Sowohl die Kohlensäure aus der Cola als auch aus dem Bier hat dazu beigetragen, dass diese beiden Chargen fluffiger werden. Während bei den Bier-Pfannkuchen kein Versuchsteilnehmer einen geschmacklichen Unterschied feststellen kann, berichten 50 % der Probanden für den Cola-Pfannkuchen eine Geschmacksveränderung. Unterschiede in den Cola/Bier-Konzentrationen könnten die Geschmacksänderungen erklären. Weitergehende Experimente, mit Cola/Bier-Gradienten können helfen dieses Verhalten zu erklären.

Aufgrund des geringen Stichprobenumfangs bei den Versuchsteilnehmern (n=2) und der fehlenden Doppelverblindung, ebenfalls wegen Teilnehmermangels (und es wollte niemand den Versuchsleiter spielen und hungrig bleiben müssen), sind weitere Untersuchungen im neugeschaffenen Feld der Pancakeomics, auch in Hinsicht auf die Anwendungen bei der Krebsheilung, dringend notwendig.

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Bastian Greshake | 24. Mai 2009, 13:33

Bastian sagt:
Es hat ein bisschen gedauert doch jetzt haben wir endlich auch mal wieder einen kleinen Artikel über aktuelle Wissenschaft im Angebot und zwar geht es um das gute, alte Calcium. Das dieses auch in unserem Körper eine wichtige Rolle spielt dürfte allgemein bekannt sein. Hat doch die Werbung für Milchprodukte immer wieder deutlich gemacht dass ein gesundes Knochenwachstum Calcium in rauen Mengen verschlingt. Und deshalb literweise Milch in Kinder gekippt werden sollte. » weiter

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