In seinem Vortrag in Lindau berichtete er ja bereits über seinen persönlichen Werdegang. Im Interview erzählt er, von wievielen Überlegungen und Problemen seine Forschungsarbeiten begleitet waren. Wie er zunächst zum Botenstoff zyklische AMP und der Rolle der Proteinkinase A forschte und wie diese Vorarbeiten dann den Weg für die Erforschung und Entwicklung der GFPs bereiteten.
Außerdem berichtet er von seinem aktuellen Forschungsprojekt, mit dem er Neuland nach eigener Einschätzung betritt und versucht nanoskalige fluoreszierende Proteine zu entwickeln, die gegenüber den GFPs einige Vorteile aufweisen und prinzipiell auch am Menschen angewandt werden könnten. Zum Schluß spricht er über die Bedeutung des Nobelpreises, der – so seine Hoffnung – nicht das Ende seiner Forscherkarriere darstellen soll und er betont, wie wichtig die Teamarbeit für ihn ist.
00:32 Developing Genetically Encoded Macromolecular Indicators
08:02 Infrared-Fluorescent Proteins, IFPs
10:54 On the Nobel Prize and the Importance of Team Effort
—
]]>Werner Arber hatte in Lindau einen kurzen Vortrag zum “Molekularen Darwinismus” gehalten. Im Interview erinnert er sich an den Start seiner wissenschaftlichen Karriere. Die Entdeckung der Doppelhelix-Struktur der DNA durch Watson und Crick lag gerade mal ein Jahrzehnt zurück. Damals ging es zunächst – wie Arber erzählt – um ein grundlegendes Verständnis der Genfunktionen und Entwicklung neuer Methoden.
Im Gespräch erzählt er dann, wie er sich der Erforschung der Funktionsweise von Restriktionsenzymen widmete und auf welche Weise das Genom durch epigenetische Prozesse beeinflusst werden kann, ohne selbst verändert zu werden.
00:32 Looking Back
03:24 Restriction
06:34 Observing first epigenetic Phenomena
—
]]>1. Don’t try to win a Nobel Prize! I was going to say this last but thought I would note it at the beginning. This may come as a disappointment to many who want to rush home and start doing research right away with the explicit goal of winning a Nobel. But such a thought would miss the point made by every single laureate that attended the meeting. I think I can safely say that every one of the laureates would tell us that he was never working toward a prize. Or rather that he was always working toward a prize; the prize was the deep satisfaction that comes from understanding the world, from the pleasure of finding things out, from helping humanity through the power of science. Scientists do science for the joy of discovery. A Nobel or any other prize can only be a happy but unintended side-effect of the work. Plus, sheer statistics dictates that most people who make great discoveries do not win Nobel prizes; after all the number of great scientists who never won a Nobel outnumber those who did by orders of magnitude. The Nobel is undoubtedly a great honor and rewards the most creative and important work, but an aspiration to win the prize can only sidetrack us from the great and overriding goals of science that are beyond prizes, individuals and institutions.
Don’t covet prizes, covet the excitement of probing the frontiers of knowledge. After a hundred years that might be the only thing that counts. The last word on this has already been said by a master of the game.
2. Don’t count on serendipity, but be prepared for it: Peter Agre was working on isolating the Rh factor protein that is important in blood transfusion. When he also isolated a curious unidentified protein, he was intrigued and wise enough to investigate this side product. His curiosity led to the prizewinning discovery of aquaporins or water channels. When Herbert Brown was investigating the reaction of the compound diborane with certain organic halides, his assistant reacted several halides with diborane to investigate their reactions. Only one halide did not react as expected. Rather than discard the result as an outlier, Brown investigated the contaminant in the halide that was causing the strange result. His curiosity led him to discover the prizewinning hydroboration reaction of alkenes with diborane.
Alexander Fleming’s accidental discovery of penicillin and his quip about “chance favoring only the prepared mind” has become almost a cliche. Yet cliches are cliches because they are so true. Serendipity is the retrospective name given to careful investigation of unexpected observations. Serendipity in science needs the highest standards of curiosity and perseverance. Echoing another cliched saying, a Nobel Prize winner is a scientist who sees what everything sees but thinks what nobody thinks. Don’t discount the great role of serendipity in discovery, but be prepared to recognize it when it comes knocking at your door. Keep your eyes open and your mind even more so.
3. Work on big problems: This might sound obvious, but it’s not always recognized. Daniel Koshland was the editor of Science for twenty years and formulated the important “induced fit” hypothesis of how molecules like drugs bind to proteins. In an interview he had this to say
“You are probably going to spend the same amount of time working on small problems as on big problems. So you might as well work on big problems anyway”
The key point here is that most of science is hard and it’s all too easy to spend a lot of time working on small problems, time that would promise more returns (and more risk!) when spent on big problems. At the same time it is important not to underestimate the importance of working out trivial details; it’s the overarching goal that must be big. To work on big problems we have to do whatever is necessary; find the smartest and most accessible people in our field and try to work with them, constantly scour the literature and look for trends and keep on asking fundamental questions.
Sometimes working on big problems might overwhelm us because of their sheer complexity. Yet the history of the Nobel Prizes shows that such perseverance often pays off. Roger Kornberg worked on the structural basis of transcription for twenty years before he nailed the molecular mechanism. Max Perutz spent his entire career working on hemoglobin. Roderick McKinnon made a late start in crystallography in mid-career and stayed with the problem of potassium channels for fifteen years before cracking the puzzle of how these fundamental proteins conduct ions in living systems. All these prizewinners demonstrated the value of working on big problems, and they all recognized a big problem when they saw one. At the same time they were not sure they would succeed and their efforts were not contingent on a high probability of success. They worked on these problems primarily because of the intellectual challenge they posed, not only for the results they would yield.
At Lindau every Nobel Prize winner demonstrated that he worked on a big problem, whether it was visualization of gene expression (Tsien, Chalifie, Shimomura), investigating important organic reactions (Schrock, Grubbs), investigating the effects of reactive molecules on an important atmospheric component (Molina, Crutzen, Rowland) finding out the fate of proteins (Ciechanover, Hershko, Rose) or exploring fundamental methods for determining biological structure (Ernst, Wuthrich, Michel, Huber). The message from all these laureates was that one should work on fundamental problems with abandon, and let the rest take care of itself.
3. Collaborate: Science is now an international endeavor. Many of the most pressing scientific problems that currently concern us are interdisciplinary in nature and it can be beyond the capability of a scientist from a single field to solve them. Biology is an especially salient example of the era of multidisciplinary research.
Roger Tsien started out by designing molecules that would exhibit fluorescence but he had to collaborate with molecular biologists to find out how they and the green fluorescent protein could be expressed and visualized in cells. Kurt Wuthrich and Richard Ernst developed pioneering NMR methods but they had to collaborate with protein chemists and molecular biologists who had to purify and obtain the proteins they needed to study. Collaboration not only involves amiable interaction with colleagues from a different field but it involves the ability to explain your problems clearly and patiently to them, and it certainly involves knowing the basics of your colleagues’ fields. Collaboration is exciting since it enables us to learn about a variety of fields and approaches while at the same time diversifying our own field.
Curiously collaboration needs some human skills that are not always well-developed in scientists; tact, a friendly demeanor and powers of persuasion. It seems that interdisciplinary scientific research teaches you not only about science but also about engaging with people. Most of the Lindau laureates demonstrated the value of such interaction.
4. Persevere: This sounds even more obvious, and yet this is perhaps the single most important quality that has distinguished Nobel Prize winners from other smart people, or highly successful scientists from others. Intellectual brilliance is by no means a sufficient trait for winning prizes. The American physicist Robert Oppenheimer for instance was widely considered to be one of the most brilliant scientists of his time and did work of fundamental importance, yet some believe that he did not win a Nobel Prize because of a lack of a perseverance; he was interested in everything and flitted from field to field without sticking to one for a long time. Thomas Edison is probably the model example of perseverance paying off. Both Albert Einstein and Isaac Newton claimed that the reason they were successful was not because they were unusually intelligent but because they stuck to problems for months and sometimes years. Once we are imbibed with the quest to solve a particular problem then perseverance should naturally follow. But it isn’t always so. Many problems including funding, problems with publication, difficulties in personal life and animosity from others in the field might put us off. The lesson to be learnt from all the prize winners is to try to take as much of all of this in our stride and stick to what interests us as much as possible. It may be difficult, but it also may be the only way to discover something important.
4. Don’t stop dreaming: All the above qualities and traits are simply preludes to the most important one; don’t give up on your dreams. Science has always been made possible by people who pushed the frontiers of available knowledge, who constantly asked themselves “What if”, who playfully sidestepped objections and opposition to pursue their favorite idea.
Sadly I have found out as a young researcher that too frequently as we progress in our scientific careers, science becomes much more about publishing, getting tenured positions, competing with other scientists for recognition, attending conferences, pursuing “fashionable” research and of course, winning prizes. At such times I close my eyes and try to imagine the little boy who was mixing chemicals in the spare bathroom in his home just for the colors and smells, who was catching beetles from the garden and putting them in pickle jars just to see what they do. All the little boy was concerned with was to find out more about nature and not about what others were doing or whether it was important enough or not. And I am sure all of us were like that at some time. That’s really all the Lindau laureates were concerned with when they did their pioneering work. Let’s just explore the wonderful ideas of scientific discovery; the rest should follow and we should rest assured.
In the end all we need to remember is something that someone said hundreds of years ago when he also alluded to the childhood fascination for science and nature. Let us be that little boy he was referring to, and then maybe we can aspire to be the grown man he became when he uttered these words
]]>I do not know what I may appear to the world; but to myself I seem to have been only like a boy playing on the seashore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay undiscovered before me…Isaac Newton
Auf was für Menschen treffe ich?
Was macht einen hervorragenden Wissenschaftler aus. Ist es ihre Genialität, oder ist es Glück? Sind sie joviale Menschen, oder zurückgezogene Einzelgänger?
Gibt das Treffen Handlungsimperative, oder nur Inspiration weiter?
Wie macht man denn Chemie in anderen Ländern?
Auf einige Fragen habe ich auch Antworten gefunden und dann habe ich noch einiges gelernt, was ich nicht erwartet hätte.
Lindau ist klein nett und voller skurriler Leute, dass kurz vor meiner Abreise noch eine Veranstaltung christlicher Abtreibungsgegner auf dem Marktplatz stattfand habe ich auch mal noch in diese Kategorie gesteckt. Im anderen Fall hätte ich mich zu sehr aufgeregt und meine gute Lindauer Laune verdorben. Zum Glück gibt es die Straße runter eine tolle Eisdiele mit dem himmlischsten Schokoladen Eis aus 80%iger Schokolade. Wer mich kennt weiß, dass ich nicht nur einmal da war.
Auf dem Treffen war ich beeindruckt. Ich habe mich als Bloggerin gut betreut gefühlt. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer nahmen die Aufforderungen der Rednerinnen und Redner ernst und networkten was das Zeug hielt, wobei wohl die wenigsten alle 50 Vistienkarten los geworden sind die sie von der Organisation bekamen. Die Laureaten waren alle sehr umgänglich, auch wenn der eine oder andere vielleicht ein wenig desorganisiert war. Viele haben mich mit ihrer Bescheidenheit beeindruckt.
Auf die Frage, was einen hervorragenden Wisenschaftler ausmacht habe ich verschiedene Antworten bekommen. Hervorragende Wissenschaftler sind nicht auf Karriere, Preise und fesche Artikel aus, sie beobachten detailiert und versuchen sich auf ihre Forschung einzulassen. Dabei widmen sie sich den großen Fragen ihres Gebietes, vernachläßigen aber nicht ihre Interessen auserhalb des Labores. Oft habe ich mich gefragt, ob das überhaupt möglich ist für Menschen die Familie haben und einen Partner oder Partnerin die auch Arbeitet und an ihrem Job hängt. Eine Familie zu erhalten geht meines Erachtens über das “nicht vernachläßigen von Interessen auserhalb des Labores” hinaus.
Die Tagung hatte ein klar gesetztes Thema Nachhaltigkeit im Angesicht des Klimawandels. Dazu gab es die allgemein bekannte lamentiererei und ein gutes Beispiel wie man es richtig machen kann, aber darüber hinaus hätte ich mir mehr konstruktive richtungsweisende Impulse gewünscht. Aber ich denke das war nicht der Sinn der Veranstaltung. Allem in allem war es aber sehr inspirierend, für mich wie für die Teilnehmer mit denen ich dannach gesprochen habe.
Über Chemie in anderen Ländern habe ich auch viel gelernt. Es war schon bezeichnend, dass der Einzige der am Eröffnungspanel sagte für gute Forschung brauche es gute Ausrüstung aus Nigeria stammte. Dieser Faktor wird von uns aus Wohlstandsorten oft nicht berücksichtigt. Ansonsten kocht man auch in anderen Ländern meißt mit organischen Lösungsmitteln und macht sich um die gleichen Schwierigkeiten Gedanken. Es scheint Chemie ist wirklich international.
Und dann habe ich noch etwas gelernt, was nicht mit Chemie zu tun hat. Linux ist nämlich voll toll. Diese Erkentniss habe ich Jan und Zettt zu verdanken. Ersterer borgte mir einen alten Laptop mit an dem alles funktionierte und Lezterer hat mir dann schwups ein Ubuntu drauf gemacht. Wenn ich das früher gewusst hätte hätte ich mir viel Windowsleid gespart, aber ich wollte ja nicht hören.
Nun bleibt mir nichts weiter als mich von euch zu verabschieden. Es hat Spaß gemacht und waren schöne Tage. Mit dem einen oder anderen Nachklapp und viel Chemie geht es bei Dr. Emmas Chemielabor weiter.
]]>Im Interview erinnert sich Chalfie an die Anfänge seiner Studien zu den GFPs, seine Arbeit am Fadenwurm C. elegans und die Forschungen zur Genexpression. Er erzählt, wie seine Mitarbeiterin Ghia (Marie) Euskirchen ab 1992 die Arbeiten entscheidend voranbrachte, wie wichtig die Auswahl des richtigen Mikroskops war und beendet das Gespräch mit einem Plädoyer für die Grundlagenforschung.
00:32 And the animal is transparent
04:04 Ghia Euskirchen
09:12 Lessons from the GFP-Story
—
In Coproduction with JoVe.com
Sponsored by Mars.
—
]]>That won’t be the case now. I am on a flight back to the United States, where I won’t have the pleasure anymore of using efficient public transportation. For some reason I get the feeling that I am making up for all the train rides in Germany by traveling home by air, not to mention by consequently resorting to driving my fossil fuel loving car.
Aircraft contribute massively to air pollution by emitting carbon and nitrogen oxides. In the 1970s Harold Johnston at the University of California, Berkeley began to examine the gases emitted especially by supersonic jets and their reactions in the atmosphere. Johnston conducted pioneering studies of ozone destruction, the first of their kind. Two researchers at the University of California, Irvine, F. Sherwood Rowland and Mario Molina, picked up his work. Interested especially by the scope of Johnston’s work on reactions of gases with ozone they began to explore reactions of other compounds with ozone, and especially those of halogens. In the 1980s they and other scientists obtained definitive proof that chlorofluorocarbons used in dozens of household products were reacting destructively with ozone. For their efforts Molina, Rowland and Crutzen received the Nobel Prize in 1991. The fourth man, Harold Johnston, was left out as has happened in many other Nobel-related cases. But his work endures. All three Nobel Laureates were at this year’s Lindau meeting.
So the initial question; what do we do about the massive use of fossil fuel transportation in the United States? One suggestion that is now floated around by many scientists and policy makers is to impose a gas tax on the use of gasoline in cars. Nobody knows what the correct number for this tax would be. NASA’s Jim Hansen who is called the “father of global warming” has proposed a tax of one dollar per gallon. Some think this is too high. In any case, simply imposing a tax is going to elicit howls from the people if there is no alternative to driving cars. However, there are several people who think that the tax may be the only or best option. One of these people is Mario Molina.
Mario Molina took part in the panel discussion on climate change on the last day of the Lindau meeting. He was joined by two other Nobel Prize winners; Rajendra Pachauri who is chairman of the IPCC and Richard Schrock of MIT. The panel also included Prof. Thomas Stocker from Bern who is a scientist with the IPCC and Cornelia Quennet-Thielen, the state secretary. The last person on the panel was a specifically chosen adversary; Bjorn Lomborg, who has been long vilified as a climate change ‘denier’. Lomborg is a professor at the Copenhagen Business School and became infamous for authoring two books, The Skeptical Environmentalist and Cool It that criticized environmentalists for exaggerating the problems and policy-makers for focusing on the wrong solutions. But Lomborg is not a denier, at least not now and surely not a completely uninformed one. And he is not a knee-jerk rebel who does not back his assertions with facts. Otherwise his presence on such panels would not have been welcome. Instead Lomborg has turned into playing the devil’s advocate, trying to moderate the concern about global warming. He tries to act as a foil to what is perceived as widespread consensus. The Linda organizers clearly thought his input would be valuable, if controversial.
The discussion was on the beautiful island of Mainau, about two hours by boat from Lindau. The more than five hundred students, guests and journalists were sitting on chairs in the open air for more than two hours. The atmosphere was hot, humid and largely unpleasant. At the end of the discussion these qualities for the weather had translated into part of the tone of the argument.
The discussion was moderated by Geoffrey Carr who is a British economist. He asked each of the participants to make a five-minute opening statement which was going to be followed by a question and answer session. Pachauri started by stressing the importance of sustainable development and how changes in lifestyle, habits and local as well as global policies are going to necessary for such development. He also reemphasized how pernicious the effects of global warming can be, and how quick action is necessary. In his statement Pachauri was essentially echoing the consensus of the IPCC, the organization that won a Nobel Prize under his leadership. The IPCC consensus is considered the most exhaustively detailed and studied consensus on climate change, generated by the work of thousands of scientists and policy makers around the world. In his statement Pachauri did what the IPCC does best, lay out the facts and drive home the serious nature of the problem.
Stocker focused on the actual physical effects of climate change including the melting of polar ice and the destruction of natural habitats. He also briefly discussed some of the measures that have been proposed for mitigating the problem but especially criticized geoengineering solutions, which he thinks would be unpredictable and expensive. But he is lukewarm towards geoengineering most of all because he thinks that it does not address the root cause and simply tries to make the problem disappear by pushing it under the rug.
Mario Molina has observed first hand the effects of human activities on climate at the most fundamental scientific level. He now spends part of his time at the Scripps Institute of Oceanography in La Jolla, California and part in Mexico. Molina works with economists and politicians in Mexico and California and tries to have a very well rounded perspective of the problem. Molina is also the only person at the Lindau meeting who included new generations of nuclear reactors as an important part of the solution to the climate change problem. In both his statement in the panel discussion as well as his earlier talk, Molina stressed his concern about tipping points which could cause irreversible changes in climate. We must not forget that the period of relatively temperate climate that we have been enjoying for about ten thousand years is a rare event in the climate history of our planet, an interglacial period between ice ages or glaciations. Ice ages seem to be earth’s favorite state of being. At least based on her history, there is no reason to believe that our earth’s climate would be extraordinarily resilient to large changes. Molina is concerned that tipping points induced by anthropogenic global warming might easily consign the earth to one of these common states.
Molina’s statement was followed by Cornelia Quennet-Thielen’s and Schrock’s. Quennet-Thielen focused on Germany’s contribution to mitigating climate change. Germany has installed the largest connection of wind farms in the world and is also the largest exporter of wind turbines. It has also committed large resources and funds to installing solar panels. Germany has also phased out the building of new nuclear reactors. The merits and drawbacks of all these policies are not certain and the phasing out of nuclear energy seems to be especially unfortunate, considering the safety and efficiency of the new generation of nuclear reactors. Richard Schrock is a chemist, a dedicated scientist who has spent his entire career working out the minute details of organic reactions that he along with others fine-tuned into potent instruments for producing valuable substances like drugs and polymers. Keeping true to his field of expertise, Schrock emphasized the role of chemistry in producing novel technologies for combating climate change. One of the most promising chemical technologies is the splitting of water into hydrogen and oxygen, one of the holy grails of science, which plants have conquered billions of years ago. Developments such as those spearheaded by Daniel Nocera of MIT might go a long way in making such technologies a practical possibility. However I would have liked to hear much more about new technologies from Schrock. Perhaps he is just exploring the landscape right now before making forays.
It was Bjorn Lomborg’s turn next. Lomborg is an economist, not a scientist. He is also suave, well-read and speaks almost perfectly grammatically correct English. He peppers his words with anecdotes, numbers and wit. Among all the people on stage Lomborg was probably the best and most effective speaker. That is what makes him a worthy adversary. That also means that we need to be constantly wary of him.
Lomborg did not deny the fact of climate change or the contribution of human activities to it. However he reiterated the points he has made in his other talks, interviews and writings. Lomborg’s focus since the beginning has been on what he considers are the exaggerated effects of global warming in certain quarters. For instance he has long since been an advocate of the benefits from warming that would accrue for people living in cold parts of the world like Siberia or Greenland. Being an economist Lomborg has also analyzed the possible future allocation of financial resources to solutions for warming. Lomborg thinks that at least in some areas financial resources could be spent much more fruitfully doing things other than battling the consequences of warming. In his statement for instance, Lomborg talked about studies indicating that because of the increased hospitability of once colder locations for mosquitoes due to warming, the global incidence of malaria would go up by three percent. Lomborg noted that the fatality rate from malaria already runs into the millions. Should you use money for combating global warming that would increase this number by three percent, or would you rather use it for battling the other factors that lead these millions to be afflicted with the disease in the first place, such as mosquitoes, drinking water and malnutrition?
Lomborg’s viewpoint should not be flippantly discarded out of hand. The allocation of resources to mitigating specific consequences of global warming is a sensible and cogent problem. Yet I have always thought that Lomborg is being intellectually dishonest when he talks about what he thinks is faulty resource allocation. For one thing, resource allocation is not always necessarily a binary choice, although Lomborg makes it sound like that. Secondly, Lomborg resorts to one of the oldest strategies of debate; cherry-picking and taking a one-sided view of the situation, and I think that here he oversteps into scientific territory. For instance, would the benefits to people living in cold areas really outweigh the hazards to people elsewhere? What about the overwhelming exodus of people from the previous warm areas who will now start migrating to the previously cold areas? And would the number of people in cold places whose lives would be saved by warm weather really vastly outweigh the number of people whose lives and property would be destroyed by rising sea-levels for instance? In all his interviews, talks and books that I have come across, Lomborg has always tried to put a positive spin on the effects of global warming. However when it comes to the effects of global warming, selective optimism is only going to harm us. Pragmatic thinking that considers all sides of the issue is the only realistic way forward.
Having said that, let me not completely discount the value of Lomborg’s thinking. One of the important realizations emerging from recent studies and such discussions is that the problem of climate change is one that is as much within the domain of economists as scientists. The science is now largely accepted although many details still need to be ferreted out and new discoveries will undoubtedly continue to be made. But once we start talking about how best to manage the consequences of climate change within our limited budgets, the problem essentially becomes an economic problem. The future of climate change needs to be spearheaded by economists at least for a while. An analysis of budget allocation for dealing with climate change is one that will challenge and sharpen the minds of our best economic theorists and policy makers. For instance Yale economist William Nordhaus has laid out one of the most notable strategies which involve the mechanism of discounting that is familiar to all economists. In his book Nordhaus criticizes both Al Gore and Nicholas Stern for suggesting policies that ignore discounting and are too draconian. Nobody knows who is right, but we need professional economists like Nordhaus to put forward thoughtful proposals for targeting various consequences of climate change. This panel discussion as well as the initial one discussed earlier made it clear that most Nobel Prize winning scientists, perhaps not surprisingly, are not much more informed about the economics of global warming than are intelligent laymen. A sound strategy for tackling climate change can only come about when scientists and economists work together, each side complementing the knowledge that it lacks using the other side’s expertise.
The opening statements of the panel discussion were followed by a few questions. A common question was about how we could encourage ordinary people to do their bit against global warming and change their personal habits. I have not yet received the answer to this question and I don’t think any of the panelists had a good one. But everyone acknowledged that only by providing information about the serious consequences of climate change on a personal level could one make a difference. Yet the question stands; how do you convince, say, a farmer in China or Africa who is having trouble putting food on his family’s table, that he should save electricity by switching to fluorescent light bulbs? Such problems are usually remote from the minds of the hundreds of millions of poor people who could care less about climate change and who care more about where their next bag of rice is going to come from. One feature of global climate change is that it is not always abrupt and it is not always possible to point to a particular climate event and ascribe it to global warming. The problem of how to convince hundreds of millions to pay attention to climate change especially when they are aspiring to live third world lifestyles may indeed be the most pressing and challenging problem in the field. In this context panelist Pachauri raised an interesting issue when he said that in the slums of Mumbai one finds incredibly poor families who don’t have furniture in their one-room home but who do have brand new TV sets on which they are watching American soap operas. Clearly if the developed world sets an example many of the developing countries’ poorest are going to follow it. This is not a call for moral action- it very well might be- but more simply an elucidation of a cause and effect relationship. The world is not so much about right and wrong as it is about action and reaction.
The question and answer session also turned into a heated debate when panelist Lomborg clashed over most of the others regarding the proper dissemination of information. Most panelists and especially Molina and Pachauri stressed the constant need for making sure that people have all the relevant information. Global warming has unfortunately become such a highly politicized issue that most of the time the information that people get is biased. However Lomborg challenged this view and said that careful studies indicate that information people had in 2008 was comparable to that in 1988 and yet people have not changed. This statement rose more than a few hackles. Panelist Stocker indignantly said that Lomborg is assuming that people actually had full knowledge of the problem in 2008 when his own two books contributed to misinformation about climate change. I have to agree with Stocker here since Lomborg is not being completely intellectually honest. Plus, is the knowledge that people had in 1988 really comparable to that they had in 2008? I doubt it.
Perhaps the most startling moment came when someone in the audience asked if it would be necessary to suspend democracy for effecting climate change regulations. That such a suggestion can even be considered is a sign of how desperate some think the situation could become. Pachauri said that democracy should not be suspended, but people should make efforts on a war footing of the kind that they made when Churchill called upon them to make tremendous sacrifices during the Second World War. But this example raises probably the most serious dilemma about the climate change problem. The British people took up Churchill’s soaring exhortations with alacrity because the country was in obvious mortal peril and could have been overrun in a short time by Hitler had it not been fully prepared. Climate change is an even more pressing need, but most of its effects are spread over relatively long periods of times, and even there it is not always easy to attach specific causes to specific events. How do you convince people that such events should galvanize them the same way that a possible invasion of their country galvanized them in 1940? This question is perhaps deeper than any of the participants on that day thought to discuss.
Then the questions turned to Kyoto. Many have now admitted that Kyoto has been unsuccessful with more than half of the signatories not adhering to the targets. At this point Lomborg made an interesting statement; that setting targets usually goads people into using existing technologies than creating new ones. I am not sure why this would be so. Minister Cornelia Quennet-Thielen strongly disagreed with Lomborg and said that Germany had invested heavily in solar power after Kyoto, but Lomborg questioned how effective this has been. There is a new meeting in Copenhagen that is again going to focus on targets and consensus. Overall Lomborg was extremely wary of such meetings, saying everyone who comes there agrees and decides to do something and gives beautiful speeches, but nothing is actually done. Citizens don’t always follow the guidelines. At this point Pachauri made the rather remarkable prediction that after Copenhagen this year, people will vote governments out of office if they don’t combat climate change. Given what has happened earlier this might not be impossible, but I cannot see it being manifested dramatically anytime soon. Let’s hope the world’s citizens prove me wrong and Pachauri right.
In the end, any progress against global warming is going to dependent as much on basic scientific research as any other factor. The development of new technologies to mitigate the severity of the problem is going to come from bright young researchers investigating the interesting properties of fuels, materials and living systems. Roger Tsien who won the chemistry Nobel Prize last year rose rather animatedly from his chair for a comment and said that this lesson should never be forgotten, that attention to basic science should never falter and in fact should receive a significant boost. To this end, he asked the panelists what specific technologies they see as contributing to the solution. One of Tsien’s goals was for the young researchers gathered at Lindau to get a perspective on the future. In this context no one technology is going to be a panacea and only a combination would help. Only Molina mentioned nuclear power, while most others mentioned solar and wind power, biofuels and cellulose gasification. Each one of these has problems- for instance base-load power needs to be provided when the sun is not shining or the wind is not blowing- but Schrock underscored the always open-ended nature of research which holds endless promises.
Nobody mentioned what might turn out to be a revolutionary technology; the development of genetically engineered carbon-eating plants that could carpet lost forest areas. Considering that the twentieth century would likely be a century of biotechnology this does not sound so far-fetched, and both Freeman Dyson and William Nordhaus have suggested this. Dyson’s main premise for the suggestion is the basic observation that plants exchange carbon dioxide with the atmosphere more rapidly than any other entity. I believe that this technology should be considered very seriously.
This was when the discussion came to an end. However I could not shake off a strange feeling of déjà vu, a feeling that endured long after I left the hot and humid location to wander around in more temperate areas of the beautiful island. Lifestyles changes, solar power, attitude changes, education, comprehensive information access; hadn’t we all heard these issues being discussed hundreds of times before? In one way, the panel had the strange air of a group of retired, proper ladies meeting for tea and holding forth with erudite opinions on the state of humanity. Of course the panelists were much more experienced and wise, and yet their pronouncements had a strange analogy with the pronouncements of the prim, old ladies. But a better and more disturbing analogy is a Greek tragedy, where the world inevitably hurtles towards destruction even as its denizens sit around a table year after year and discuss how to save it.
Is this what will happen? Only time will tell. But unlike Greek tragedies, human history has repeatedly and remarkably demonstrated that truth and wisdom can be snatched from the jaws of defeat and despair by human dignity, rationality and common sense. There is every hope that this will be the case with the problem of climate change, and it is only that hope that will keep moving us onward.
]]>Im Interview am Rand der Lindauer Tagung sprach der “nette Laureat” über seine schwierige Forschungsarbeit, die am Ende die Mechanismen des Wassertransports in Zellen aufklärte. Er rekapituliert die verschiedensten Gedankengänge und Überlegungen zur damaligen Zeit und erinnert sich daran, wie er zum ersten Mal von den “Wasserkanälen” hörte und erklärt die Rolle von Aquaporinen. Und am Ende des Gesprächs erzählt er, wie der Nobelpreis sein (Forscher-)Leben veränderte und spricht über sein Engagement im Kampf gegen Malaria.
—
The biochemist Peter Agre was awarded with the 2003 Nobel Prize for chemistry (along with Roderick MacKinnon) for the research on channels in cell membranes. He was explicitly allocated for the discovery of water channels.
In this interview at the Nobel Laureates Meeting in Lindau the “friendly laureate” talks about his complicate research work that in the end helped to understand the mechanisms of water transports in cells.
He sums up the various streams of thought and considerations he had at that time and remembers how he first heard about “water channels”. Furthermore he explains the role of aquaporines. By the end of the conversation he tells us how the Nobel Prize changes his (scientific) life and talks about his commitment in the battle against Malaria.
00:32 Channel-Mediated Water Permeability?
02:17 A 28kD Protein
06:36 Deciphering the Structure
09:33 New Frontiers
—
]]>**Ich habe Martin Chalfie, Nobelpreisträger 2008 für Chemie, in Lindau interviewt. Er hat zur Entdeckung von GFP erzählt, zu *C. elegans* als Modellorganismus, den Anwendungen von GFP, Auswirkungen des Nobelpreises auf sein Leben und Gründe für Erfolg in der Wissenschaft.**
Es ist ein Haufen Material zusammen gekommen, das ich hier in kleinere mp3s aufgeteilt habe. Ich habe mir die halbe Stunde Interviewzeit mit dem spanischen Jounrnalisten und Blogger Salvador Ferré geteilt.
Während bei meinem ersten Interview mit Robert Huber der Ton zu leise war, ist bei diesen Aufnahmen alles etwas übersteuert. Vielleicht also besser erst mal die Lautstärke runter drehen, bevor man auf “Start” bei den jeweiligen mp3s drückt. Irgendwann habe ich die Technik dann auch noch im Griff.
Die kurze Zusammenfassung des jeweiligen Beitrags (zwischen 1:30 und 5:00 min) steht oben drüber.
**01:** Mehrere glückliche Zufälle. Wie kam Martin Chalfie dazu mit GFP so erfolgreich zu arbeiten?
**02:** War die breite Anwendbarkeit von GFP abzusehen bei der Entdeckung?
**03:** Die ersten Schritte: Orchideenfach GFP und die richtige Klonierungsstrategie.
04: Die Verträglickeit von überexprimierten GFP für die Zelle: “Letztendlich überlebt die Qualle damit ja auch gut”
05: Wie hat der Nobelpreis Ihr Leben und Ihre Forschung verändert? Und was für Vorteile und Nachteile ergeben sich für Sie?
06: Nobelpreise für C. elegans. Genexpression und Zelltod, RNAi und GFP. Chalfie über die Wichtigkeit von C. elegans als Modellorganismus.
07: Der Nutzen von GFP im Labor: Genexpressionsmarker, Imaging, Lokalisierungsstudien.
08: Geteiltes GFP. GFP kann in zwei Hälften exprimiert werden, es leuchtet, wenn beide Hälften sich vereinen. Geteiltes GFP dient als Sensor für Protein-Protein Interaktionen und der selektiven Markierung von Zellen in Chalfies Labor.
09: Kommerzielle Anwendungen von GFP. Vom GFP-Hasen als Kunstobjekt bis zum angemalten Fisch in der Zoohandlung.
10: Faktoren für den Erfolg in der Wissenschaft. Martin Chalfie über Enthusiasmus, und die Notwendigkeit zu mögen, was man macht.
» Tobias Maier ist Biochemiker und forscht als Postdoc am CRG in Barcelona. » Er führt das Blog WeiterGen auf ScienceBlogs |
Podiumsdiskussionen dienen ja üblicherweise vor allem einer öffentlichen Artikulation der unterschiedlichen Perspektiven und weniger der Klärung und Problemlösung. Das war auch gestern nicht anders, als ein prominent besetztes Panel vor den mehr als 500 Nachwuchswissenschaftlern der Lindauer Tagung diskutierte. Zunächst standen den Diskutanten fünf Minuten zur Verfügung, um ein kurzes Eingangsstatement abzugeben, im zweiten Teil fand dann die eigentliche Diskussion statt, die sich freilich über weite Strecken mehr an politischen, denn an wissenschaftlichen Fragen abarbeitete.
Unsustainable Development
Einigkeit auf dem Podium: Klimawandel nur Teil eines größeren Problemzusammenhangs
Den Anfang machte Rajendra K. Pachauri, Vorsitzender des IPCC. Er stellte klar, daß der Klimawandel nur Teil eines größeren Problemzusammenhangs ist. Mit großer Sorge beobachte er den Raubbau an den natürlichen Ressourcen, wodurch in absehbarer Zeit die Lebensgrundlagen von zwei Dritteln der Weltbevölkerung gefährdet sei. Als Beispiel nannte er etwa das Abschmelzen der Himalayagletscher, das die Wasserversorgung von Millionen Menschen bedrohe. Angesichts dieser Entwicklungen sei ein dringendes Umdenken und schnelles Handeln erforderlich: das Prinzip der Nachhaltigkeit müsse in allen Lebens- und Wirtschaftszusammenhängen leitend werden.
Im Moment sieht Pachauri freilich fast überall eine Politik des Weiter-so. Für ihn – das wurde klar – ist das nichts anderes als ein “unsustainable development”.
Was die grundsätzliche Einschätzung des Problemzusammenhangs betrifft, so ist Björn Lomborg (Copenhagen Business School) gar nicht einmal so weit von Rajendra K. Pachauris Standpunkt entfernt. Beide betonen den Kontext, in dem der Klimawandel abläuft und insistierten darauf, daß es immer auch um den Zugang zu sauberem Wasser oder Kommunikationsmöglichkeiten, den Kampf um medizinische Grundversorgung und Bildungs- und Lebenschancen gehe.
Und so konstatierte der anfangs recht zahme Lomborg: “We all agree that climate change is an important issue.” Im Unterschied zum IPCC-Chef, blickt der selbstbewußte Däne allerdings deutlich zuversichtlicher in die Zukunft. Erstens, so Lomberg, habe man schon viele Prozesse in Sachen Nachhaltigkeit auf den Weg gebracht. Zweitens werde der technologische Fortschritt die Probleme in Zukunft lösen helfen. Entscheidend sei aber heute, daß finanzielle Ressourcen nicht für ineffiziente Maßnahmen (hier der erwartete Seitenhieb auf Programme zur Förderung der Photovoltaik) verschleudert werden.
Lomborg mahnte: Let please focus on sustainability, but also focus on development.
Wäre Lomborg nicht derjenige, der seit bald zehn Jahren immer wieder gegen internationale Verträge wie das Kyoto-Protokoll oder den Weltklimarat IPCC stänkert, wäre an einer solchen Aussage wenig auszusetzen. Auch Chemie-Nobelpreisträger Mario Molina hieb anschließend in die selbe Kerbe, als er wiederholte, daß drei Viertel der Weltbevölkerung dringenden Nachholbedarf haben, was den Lebensstandard und die wirtschaftliche Entwicklung angehe.
Zwei, die sich nicht mögen: Rajendra K. Pachauri und Björn Lomberg:
Bei Molina ist es eher eine unausgesprochene Hoffnung auf Fortschritt und wissenschaftliche Problemlösungen, bei Lomborg dagegen der frech-naive Technologieoptimismus, der im Hintergrund steht.
Ganz anders, deutlich skeptischer und – wenigstens mir sehr sympathisch – war Professor Thomas Stocker aus der Schweiz. Sicherlich: den meisten Zuhörern wird er nicht viel Neues erzählt haben, als er erklärte, daß sich Extremwetterereignisse (wie der Hitzesommer 2003) häufen werden. Schon in 30 Jahren – so die Schätzungen – stehen uns alle 2 Jahre solche Hitzewellen bevor.
Dennoch darf man es bei einer solchen Gelegenheit gerne nochmal wiederholen: seit 500 Jahren gab es keinen vergleichbaren Sommer mit solchen Temperaturen und den entsprechenden Folgen. Die CO2-Konzentration in der Atmospähre, so führte er aus, ist höher als jemals in den letzten 800 000 Jahren. Die Strategie des Abwartens, die von Lomberg propagiert wird, ist für ihn folgerichtig grundfalsch. Schließlich gebe es längst irreversible Schäden. Bis 2050 müssten alle Staaten ihre Treibhausgas-Emissionen um 80% reduziert haben. Daran führe kein Weg vorbei.
Geo-Engineering ist keine Option, alle technischen Lösungen machen das Problem nur schlimmer, so Prof. Stocker.
Und Stocker gefiel auch mit einer weiteren klaren Aussage, die eine Absage an alle Geo-Engineering-Träume war. (“When you start geo-engineering, you forget the origin of the problem.”) Alle einseitig-technischen Lösungen machten das Problem nur schlimmer.
Ebenfalls gegen Lomborgs provokant-lässige Abwartehaltung (“wait and see”) argumentierte Staatssekretärin Cornelia Quennet-Thielen in Vertretung von Annette Schavan. Wohltuend nüchtern wies sie darauf hin, daß die Herausforderung doch bitte nicht nur Entweder-Oder-Handlungen erlaube. Wenn man heute den Ausbau von regenerativen Energiequellen fördere, dann könne man doch gleichzeitig dennoch in die Erforschung künftiger Lösungen investieren. Und daß sich die Investitionen in den grünen Energiesektor für Deutschland längst ausgezahlt hätten und daß es in Deutschland eine Ökosteuer gäbe, wiederholte Qennet-Thielen ein gefühltes dutzendmal.
Bekannte Thesen, Diskussionen um des Kaisers Bart
Was hatte man also bis dahin gelernt? Daß IPCC-Chef Pachauri dringende Handlungen anmahnt und die Situation ernst ist? Daß Lomborg seine bekannten liberal-naiven Thesen wiederholt und jede Regulierung des Staates verteufelt? Daß Deutschland weltweit führend im Sektor der Solarenergie ist?
Wenig Neues also in Mainaus Sonnenschein. Währenddessen fächelten sich die Laureaten im Publikum frische Luft zu und weitere Wasserflaschen wurden durch die Reihen gereicht.
Die Wissenschaftsblogger Paula Schramm und Lars Fischer am schattigen Rand der Paneldiskussion. Im Hintergrund die schwitzenden Zuhörer:
Mehr Erkenntnisse lieferte freilich auch das Ende der Paneldiskussion nicht. Einig war sich die Fraktion von Pachauri über Molina bis zu Stocker, daß CO2-Emissionen unbedingt als Kostenfaktor im Wirtschaftssystem auftauchen müssen. Wobei hier auch von Lomborg kein Widerspruch kam.
Wenigstens hier schien man einig. Doch ob sich Lomberg und Pachauri jemals auf einen Preis für eine Tonne CO2 einigen könnten darf stark bezweifelt werden. Für Rajendra Pachauri sind die derzeit diskutierten 7 US-$/Tonne jedenfalls eindeutig zu wenig. Die Arbeiten des IPCC zeigen, daß die Schäden ein Vielfaches betragen.
Für die anstehende Klimakonferenz in Kopenhagen zeigte er sich allerdings sehr optimistisch. Er geht davon aus, daß dort ein überwältigendes Votum für ein Kyoto-Nachfolgeprotokoll zustande kommen wird. Er nimmt allerorten einen Stimmungsumschwung wahr. Die Bevölkerungen in den einzelnen Ländern würden ihre Regierungen – sollten diese nicht unterzeichnen – abwählen. Man würde sich wünschen, Pachauri behielte recht.
Fragen eines Nobelpreisträgers
Zum Schluß kam dann aber doch noch ein wenig Schwung in die Runde. Als nämlich Laureat Roger Y. Tsien das Mikrofon ergriff und vom Podium wissen wollte, welche technologischen Pfade, denn so vielversprechend seien, so daß man den versammelten jungen Wissenschaftlern mit gutem Gewissen raten könne, sich dafür ein Forscherleben lang zu engagieren. Denn schließlich – und für ein solches Statement bekäme der gute Tsien auf den Scienceblogs wohl heftige Prügel – sei die Fusionsforschung so ein Beispiel, so Tsien, für Technologien, die immense Forschungsbudgets vershclingen, aber keinen Nutzen stiften. Fusionsforschung sei Zeitverschwendung und rausgeworfenes Geld.
“Fusion is a waste of time”, erklärte Roger Y. Tsien.
Ein naiver Standpunkt? Auf der Bühne versuchte man sich anschließend in der Aufzählung von vielversprechenden Feldern. Die Solarenergie (Stocker) wurde gennannt, Pachauri brachte die Biomasse ins Spiel und schließlich beendete Molina mehr oder minder diesem Spielchen ein Ende, als er betonte, daß es keine frühzeitige Festlegung geben dürfe. Er nannte das Beispiel der quantenmechanischen Forschung, die in vielen Feldern enorm wichtig sei. Und: Überraschungen dürften nicht ausgeschlossen werden.
Eine Antwort auf die Fragen, wie man dem Klimawandel heute begegnen muß oder wie nachhaltige Politik und Technologien des Jahres 2009 aussehen könnten, gab es freilich nicht. Stattdessen kreiste das Panel immer schön um die Streitfrage, wie man mit begrenzten öffentlichen Mitteln die richtigen Dinge tun könne. Aber was nun “richtig” oder zumindest “nicht falsch” ist, darüber wollte man sich kaum einigen.
Was zu erwarten war. Schließlich war man ja Zeuge einer Podiumsdiskussion. Da kommt es letztlich nicht darauf an, Antworten zu geben. Auch nicht an einem schwül-heißen Julitag auf der Insel Mainau.
—
Auch Matthew Chalmers hat über das Panel gebloggt. Hier: Warming up for Copenhagen
» Marc Scheloske ist Sozialwissenschaftler und Redakteur von ScienceBlogs |
Deshalb brach ich gemeinsam mit dem JoVE-Team Klaus Korak und Jens Tomat im Anschluss an die sehr hitzige und wertvolle Debatte zu „Global Warming and Sustainability” mit Rajendra K. Pachauri (head of IPCC), dem „Sceptical Environmentalist” Bjorn Lomborg, den Nobelpreisträgern Mario Molina and Richard Schrock und Cornelia Quennet-Thielen (BMBF) sowie Thomas Stocker von der Universität Bern auf, um mir ein Bild von diesen Ausstellungsgebilden zu machen.
Sie sehen sehr schön aus, mitten im Sonnenblumenfeld. Doch was steckt dahinter? Weshalb sollten diese weißen Würfel besonders umweltfreundliche Ausstellungsbauten sein? Gleich im ersten Pavillion, der einen Überblick über die Gesamtausstellung zum Thema Wasser vermittelt, haben wir Glück. Einer der Architekten, Tobias Klauser, von der DRKH Architecture ist da und gewährt uns gerne einen Blick hinter die Kulissen.
Fangen wir von unten an. Das Holz für den 8 Meter auf 8 Meter großen Boden stammt von der Insel. Es wurde also für den Transport keine Energie verbraucht. Der Grundsatz Nummer eins, think local, ist hier also gewahrt. Der Außenkubus ist eine schlichte weiße Zeltplane, die zusammengelegt wohl in einen Koffer passt. Wieder ein Pluspunkt – diesmal für möglichst geringen Transportaufwand. Außerdem, so erzählt uns Klauser, könne man aus dem Material später etwa Taschen nähen oder sie anders weiterverwerten.
Besonders neugierig bin ich allerdings auf die pneumatische Konstruktion. Schließlich werden die Ausstellungswürfel nicht von Zeltstangen gestützt, sondern durch ein Luftdruckystem, das permanent aufrecht erhalten bleiben muss. Tobias Klauser öffnet einen Reißverschluss und gibt uns damit den Blick auf das Geheimnis hinter den Wänden frei. Fiberglas verstärkte etwa 80 Zentimeter im Durchmesser messende Schläuche stehen jeweils an den vier Ecken senkrecht, weitere vier tragen oben die Zeltkonstruktion in der Waagerechten. Ein pneumatisches System sorgt dafür, dass in ihnen im Schnitt ein Druck von etwa 2 bar herrscht. So stehen sie stabil.
In diesem Moment betreten Nobelpreisträger Roger Tsien und seine Frau das Zelt und ich bitte Klauser, doch alles nochmals für ihn zu erklären. Tsien zeigt sich fasziniert und interessiert, aber ebenso skeptisch, wie ich. Ihn plagt die gleiche Frage: Woher kommt der Strom für die pneumatische Anlage?
Nun gut, hinten auf dem Areal steht eine neue Photovoltaik-Anlage, welche genügend Strom erzeugt, um die Pavillions zu versorgen. Sie erzeugt laut Klauser sogar einiges an Überschuß, der tagsüber in das allgemeine Stromnetz eingespeist wird. Dafür zapfen sich die Druckanlagen der Pavillions nachts wiederum Strom vom Netz ab. Tsien will es genau wissen. Wie viel verbraucht jeder der einzelnen Pavillions und wie viel erzeugt die Anlage. Hier muss Klauser passen. Und Tsien zeigt sich leicht enttäuscht.
Aber Klauser lässt das nicht auf sich beruhen. Er sucht uns später auf dem Areal und informiert uns noch. 6 Kilowatt erzeuge die Anlage im Schnitt pro Tag. 0,35 Kilowatt verbrauche ein Pavillion pro Tag an Strom. Das ergibt bei 20 Pavillions einen Bedarf von 7 Kilowatt 19 Pavillons einen Bedarf von 6,65 Kilowatt pro Tag (der 20ste Ausstellungsraum ist ein festes Gebäude, das nicht mit Luft betrieben wird). Die Anlage ist also nicht ganz ausreichend. Aber vielleicht wird hier noch nachgebessert? Immerhin kann man die Anlage aber auch nach dem Ende der Ausstellung weiter nutzen und sie wird noch viele Jahre Solarstrom gewinnen.
Natürlich wäre eine Ökobilanz im Vergleich zu herkömmlichen Ausstellungszelten wunderbar. Wie schneiden Zelte mit Metallstangen ab? Was ist mit Holzkonstruktionen? Metallcontainern mit langer Lebensdauer….
Eines ist allerdings gewiss: Schön sind sie auf jeden Fall die „Bauten auf Luft”. Ein architektonisch wunderbar leichtes und bestechendes Konzept für luftige Ausstellungsbauten.
]]>It’s micro-level decisions like this that makes it so difficult for humans to tackle climate change. What damage am I really doing by using a few joules to give me a better night’s sleep, given that millions of hotels, homes and offices around the world probably were being chilled down by fans and fridges at that very moment? And while we’re at it, what’s the point in any European country cutting greenhouse gas emissions at all, when China is building tens of new coal-fired power stations per year?
These were some of the issues that were skirted around at an open-air panel discussion about global warming and sustainability held yesterday on the last day of this year’s Lindau meeting. I was one of 600 people slowly being baked alive by the midday sun while we listened to the wisdom of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), a couple of chemistry Nobel laureates, a government minister and other luminaries of environmental policy. The laureates among the audience enjoyed complimentary fans and sun hats.
The heat is on
In December, the world’s governments are going to come together in Copenhagen to establish a post-Kyoto treaty on climate change. From what I’ve heard this week at Lindau, it’s crucial that a serious deal is sealed. “We have to realize the enormity of the problem,” said IPCC chair Rajendra Pachauri. “This is not merely an issue that reflects the romanticism of environmentalism, it’s about facing economic reality.”
Climate change is just one aspect of a much larger problem caused by the world’s unsustainable growth, Pachauri said, which will impact sea levels, water supplies, agriculture and compromise later generations. Conflict is bound to follow. “The old adage that consumer is sovereign is being cast aside because goods and services are being pushed by advertisements that do not describe the risks,” he said.
Sitting next to Pachauri was Bjørn Lomborg of the Copenhagen Business School, a well known author and challenger of conventional climate-change policy. It was a good choice of seating arrangement, since Lomborg proceeded to disagree with the IPCC director several times during the two-hour session. He explained that the economic impact of climate change is just 0.5% of global GDP, whereas three quarters of the world’s population live in medieval conditions and need to grow their economies by a factor or two or three to lift them from their plight. Reducing emissions is hardly a top priority when those around you are dying from malaria or malnutrition.
“We need to recognize that we’re not going to get the world to do what we want,” continued Lomborg. “The outcome of the Copenhagen meeting should see 0.05% of GDP put into green technologies, which would cost six times less than Kyoto and be 15 times more effective.”
Irreversible damage
But climate change means more than dollars. Repeating gloomy remarks made earlier at the Lindau meeting, 1995 chemistry Nobel laureate Mario Molina stated that there is a 10–30% chance that we face practically irreversible damage to the planet, such as altering ocean dynamics, disrupting the monsoons and melting the polar ice caps.
“There are several tipping points and it would be irresponsible to ignore these,” Molina said, adding that we need to put a price on carbon so that governments and businesses have an incentive not to pollute. “We need to invest a lot more in new technologies, but that should not be an excuse to not get started. We already can take measures in energy efficiency.” Hmm, I wonder how many hot, sweaty nights he had this week…
But what are these new, planet saving technologies? All too common at such panel discussions are vague statements about renewable energies and very little specific examples. But there were views on what won’t work. Panel chair Geoff Carr from the Economist suggested, somewhat bizarrely, that fusion research isn’t worth the effort. And IPCC co-chair Thomas Stocker claimed that geoengineering (for example, releasing certain molecules into the atmosphere to reflect sunlight) was dangerous, since such a single-strike solution risked masking the original problem.
A visibly frustrated winner of last year’s chemistry Nobel prize, Roger Tsien, then grabbed a microphone and demanded specifics on what would work. He met with some success. Biofuels got nods of agreement, as did micro water turbines and, of course, solar cells. Richard Schrock, who shared the 2005 chemistry Nobel, said that we need to discover new, energetically “up hill” reactions such as artificial photosynthesis, all of which rely on his field of catalysis.
“For centuries scientists have declared that they know everything there is to know, but that’s never the case,” said Schrock. “Invest in chemistry,” he proclaimed, before expressing gratitude to President Obama for his commitment to science (a familiar sentiment at this year’s Lindau meeting).
However, Stocker takes issue with the “wait and see” view about technology, noting that we already have lots of the required technology (although much of it needs to be taken to the scale of mass production) and that his home nation Switzerland could cut energy use by 40% just by building more efficient houses. “It’s great to see a bunch of young scientists here who will solve the problems that we should have started solving long ago,” he said.
Stocker reckons we’re in a situation like we were many hundreds of years ago, when local societies recognized the need for human rights and Magna Carta was eventually established. He called for a global climate carta that tells us what the climate should be and proposes cuts in CO2 accordingly. “We should stick to the facts,” he said, one of which being that every country in the world would need to cut CO2 emissions by 80% to avert a temperature rise of more than two degrees by the end of the century.
Can democracy save us?
Perhaps the only way to achieve such daunting changes is to put democracy on hold and violate some human rights, suggested one sun-blind member of the audience. Pauchuri accepted that we need lifestyle changes in the spirit of Winston Churchill’s calls for sacrifices during World War Two. But is confident that climate change can be tackled by existing democratic institutions without resorting to extremes such as martial law.
“If you look at dictatorships, they have been the worst for environmental impact,” said Pachauri, repeating that climate change is a very complicated problem and that democracy takes time. “We’ve come along way since Rio, and I have enormous hope that we will get an agreement in Copenhagen that would put a price on carbon, and that gives incentive to build new technologies.”
Not true, retorted Lomborg. “We will make beautiful promises at Copenhagen but we won’t keep them,” he said, claiming that R&D has not gone up in those countries that signed up to Kyoto. “Rather than develop new technologies, targets force governments to cut now, for example by importing Russian gas and doing other feel-good things,” he said, suggesting that the UK met its targets because Thatcher closed the coal mines.
Molina pointed out that Kyoto is not a good example of what can happen, apart from how things can fail, and also has great faith in democratic solutions — provided people are informed and educated. Pachauri agreed. “The world has changed,” he announced. “The spirit today is entirely different than it was at Kyoto or Rio — it’s light years ahead. I can assure you that in Copenhagen if an agreement is signed then it will have the backing of the people and governments worldwide.”
It seemed, however, that some on the panel were slightly out of touch with the way the vast majority of people engage (or not) with the issue of global warming and sustainability. Pachauri claimed that governments who don’t sign up to a Copenhagen deal will be voted out of office, a view that many in the audience didn’t seem to share. Even in Western countries where there is huge awareness of the problem, it’s hard to believe that the masses will choose a government based on its green credentials over tax hikes, stances on gay marriage or abortion etc.
Lomborg pointed to a survey showing that people in the US still worry about global warming to the same extent after Al Gore’s 2006 film An Inconvenient Truth as they did in 1988. Stocker said Lomborg omitted to mention the propaganda that was spread during that same period, for example via books Lomborg himself had written. The Danish maverick did not have a response prepared.
The conclusion? Turn off the air-con and hope for the best this December.
» Matthew Chalmers completed a PhD in physics and works as a freelance writer. |
Hier eine Auflistung der deutschsprachigen Postings:
Die Geschichte
Minister Heubisch, Sie sind in diesem Jahr zum ersten Mal beim Lindauer Nobelpreisträgertreffen. Wie ist Ihr Eindruck?
Heubisch: Ich habe bereits am Sonntag bei der Eröffnungsfeier und auch heute den Austausch zwischen den jungen Forschern und den Nobelpreisträgern sehr genau beobachtet. Man spürt, was für ein unheimliches Standing die Laureaten bei den Nachwuchswissenschaftlern haben, die an deren Lippen hängen. Das erzeugt eine unglaubliche Atmosphäre.
Der Freistaat Bayern unterstützt in diesem Jahr das Lindau Nobel Laureates Meeting mit einer Million Euro. Welche Erwartungen verknüpfen Sie damit?
Heubisch: Eine solche Investition kann man nicht in Zahlen kalkulieren wie eine Geldanlage auf einer Bank. Dieses Geld hier ist langfristig angelegt und soll die Exzellenz des Wissenschaftsstandorts Bayern weiterhin unterstützen. In diesem Sinne habe ich heute auch die Einladung an die jungen Forscher aus aller Welt ausgesprochen: Kommt zu uns nach Bayern. Forscht hier. Wir bieten gute Bedingungen. Wir wollen einfach signalisieren, Bayern ist ein offener Standort, der an der Spitze der internationalen Forschungswelt rangiert.
Was können Sie den internationalen Spitzenforschern bieten?
Heubisch: Dafür steht die hervorragende Ausstattung unserer Institute, das ist das Eine. Das Zweite ist die unheimlich schöne Landschaft Bayerns. Die immer wieder die Menschen wie ein Magnet anzieht. Die Landschaft, die Seen, der weißblaue Himmel, die Kirchen, die Zwiebeltürme. Das ist so eindrucksvoll. Dazu kommt die Kunst, die Pinakotheken, die Schlösser Neu Schwanstein und Herren Chiemsee. Die traditionellen Bereiche, Blasmusik, Trachtler, das gehört alles zusammen.
Von den 23 Nobelpreisträgern, die dieses Jahr teilnehmen, sind einige eng mit Bayern verbunden. Zwei sind an Münchner Lehrstühlen tätig (Theodor Hänsch und Robert Huber) und vier haben Grundsteine ihrer Karriere hier gelegt (Gerhard Ertl, Robert Huber, Hartmut Michel, Erwin Neher).
Heubisch: Ja, hierin zeigt sich, dass Bayern schon lange mit an der Spitze der internationalen Forschung steht. Insgesamt wurden bisher 36 Mal Bayern als Nobelpreisträger ausgezeichnet. Übrigens feiert in diesem Jahr die Bayerische Akademie der Wissenschaften ihr 250jähriges Bestehen. Wissenschaft und Wissenschaftsnetzwerke spielen hier also schon lange eine sehr wichtige Rolle.
Was tun Sie dafür, um den Forschungsstandort weiterhin zu stützen?
Heubisch: Beispielsweise das Elitenetzwerk Bayern unterstützt junge exzellente Forscher mit speziellen Elitestudiengängen als Zusatzangebote zu den bestehenden Studiengängen bayerischer Universitäten. Einige der diesjährigen Teilnehmer hier sind vom Elitenetzwerk.
Bild Christian Fleming www.lindau-nobel.de
]]>Die letzten 24 Stunden des Nobelpreisträgertreffens 2009 in Lindau: Bayerischer Abend, traditionelle Tänze, Probleme mit dem Bier, kurze Nächte, lange Fahrten mit dem Schiff und ein Dankeschön.
Das Nobelpreisträgertreffen in Lindau ist zu Ende. Zum Glück, dachte ich am Freitag Morgen als mein Wecker um 06:30 klingelte. Das Problem war, dass dem Wecker nur rund vier Stunden schlaf vorausgegangen waren. Nur unverhältnismäßig weniger als den Weckrufen an den Tagen davor. Das feste Vorhaben früh ins Bett zu gehen wurde eben regelmäßig durch Abendveranstaltungen oder manische Bloggerei sabotiert.
Donnerstag war es beides. Ich habe noch das Interview mit Robert Huber fertig transkribert, als ich nach dem Bayerischen Abend und dem damit untrennbar verbundenen gemütlichen Beisammensein irgendwann im Hotel aufschlug.
Das Hauptproblem des Abends lag in der Logistik. Während das Buffet dem Andrang der auf dem obigen Bild dokumentierten Teilnehmer noch einigermaßen stand halten konnte, war ein einziger Zapfhahn für Weihenstephaner Helles dann doch nicht ausreichend, um 500 Forscher, Organisatoren und Presseleute zuverlässig mit Bier zu versorgen. Die Schlange war dementsprechend lang und vermutlich hat nur die Anwesenheit der Laureaten verhindert, dass es zu Ausschreitungen rund um die Halblitergläser kam.
Den Nachwuchsforschern aus dem Ausland wurde bayerisches Brauchtum in Form einer Trachtenkapelle näher gebracht. Vereinzelt wurde versucht den landestypischen Tanzstil zu erlernen. Die Wiese hinter dem Veranstaltungsort wurde nachdem das Buffet abgetragen war zum Treffpunkt etlicher Teilnehmer der Tagung. Blick auf den Bodensee und – strategisch günstig – die Nähe zur Zapfanlage waren wohl zu gleichen Teilen ausschlaggebend.
Das je nach Schlafzeit und Bierkonsum mehr oder weniger fröhliche Erwachen erfolgte zwangsweise früh, da um 08:00 Uhr die MS “Sonnenkönigin” ablegte. Das Schiff brachte uns queer über den Bodensee auf die Insel Mainau zur abschließenden Podiumsdiskussion über den Klimawandel, seine Ursachen und mögliche Strategien der Bekämpfung. Ich habe nur mit einem Ohr zugehört und bin ins Schmetterlingshaus gewandert. Ich überlasse es daher meinen Mitbloggern in Lindau auf die hochkarätig besetzte Diskussion einzugehen.
Ein besonderes Highlight der Tagung war für mich, andere Wissenschaftsblogger persönlich kennen zu lernen, zusammen in der Presse-Sauna zu sitzen und zu bloggen, und bei abendlichen Bieren erstaunlich schnell eine Basis für persönliche Gespräche zu finden:
Marc Scheloske bloggt sonst in der Wissenswerkstatt und das Echolot auf ScienceBlogs.
Paula Schramm bloggt auf Dr. Emmas Chemielabor.
Ashutosh bloggt normalerweise auf The Curious Wavefunction.
Lars Fischer vom Fischblog und von Abgefischt.
Jessica Riccò von persona grata auf den ScienceBlogs.
Sehr gefreut habe ich mich, Beatrice (@blugger) wieder zu sehen und Oliver (@olchemist) kennen zu lernen. Und die zwei US-alpha Blogger PZ Myers und Bora waren auch dabei.
Vielen Dank, dass ich dabei sein konnte, es war ein Erlebnis. Ich werde in den nächtsten Tagen noch den ein oder anderen Eintrag hier nachhreichen, wenn ich mein Material vollständig gesichtet habe, und wenn ich wieder ausgeschlafen bin.
» Tobias Maier ist Biochemiker und forscht als Postdoc am CRG in Barcelona. » Er führt das Blog WeiterGen auf ScienceBlogs |
Yesterday I took a day out from the Lindau meeting to discuss the relationship between science blogs and science journalism at the 6th World Conference of Science Journalists in London. I began by showing a slide on which I gave the audience a taste of the blogospheric wrath directed at science journalists in recent years. Here are some examples:
“There are still science journalists who try hard to get a story right, and some of their pieces are excellent — but they are shrinking as science blogging advances.”
Neurologica June 24, 2008
“Other than the fact I am constantly undoing the damage science journalists do, I dont really care what ultimately becomes of professional science journalism… Cause scientists can be citizen journalists now… we dont really need you.”
ERV December 21, 2008
“Why should we be interviewed and questioned? Contact us and ask us to write a piece on some topic. If the resulting language is terrible, then have the editor work with the scientist to improve it. I think the journalist is entirely unnecessary.”
Aetiology June 17, 2007
There is indeed a sense that science journalism is under threat. Several media outlets in the US, for instance, have recently slashed their science staff. But this has nothing to do with blogs stealing audiences. The reasons are falling circulations and advertisement revenues, partly because of the economic situation and partly because of the migration of readers to the Web versions of newspapers and magazines, which struggle to make money. This problem is not peculiar to science journalism, but science journalists are often first to face the chop.
The Web absolutely is uprooting traditional media business models, with audiences having become accustomed to getting professional content for free. But science journalism is here to stay because there is an appetite for it – one that presumably will grow as people grapple with issues like climate change, pandemics, population growth, the energy crisis, not to mention the astounding advances taking place in our understanding of the subatomic world, life itself and the universe at large. The same is true of science blogging.
If I were to dredge up the differences between science blogging and science journalism, I might point out that blogs are narrow in scope – you’d have to cherry pick a lot of blogs from the terabytes of drivel out there in order to even get close to the coverage offered by a good science magazine. I’d perhaps claim that most blogs are patchy in technical level, it being difficult for science bloggers to write posts without their colleagues in mind. I’d hazard that many blogs are banal (frankly, I don’t care whether you moved house at the weekend unless you wow me with your literary genius). And I’d say that blogs lack the breadth of opinion and accountability that readers get from a well researched piece of science journalism (bloggers are unlikely to find a scientist or colleague who is willing to be quoted on their blog, instead linking to other blogs and online content).
Bloggers simply are not in the business of delivering relevant, wide ranging coverage of scientific developments to a broad audience. And the old argument that bloggers are better placed to serve the public on account of their greater technical knowledge doesn’t really stand up. Would the public be better served if political journalism was killed off and politicians left to tell us how it “really” is? Scientists get off lightly. Much science journalism amounts to mere cheer leading.
It’s completely unsurprising that bloggers have a low opinion of journalism. Blogs are the antithesis of the traditional media. They grew out of a counter culture that runs deep among Web enthusiasts and which seeks to break down the gate-keeping role of “old” institutions (one of the points of discussion at the London conference concerned unsavoury plans by the particle physics lab CERN to issue guidelines to bloggers that would prevent them from ‘leaking’ results from the Large Hadron Collider). Witness the success of Wikipedia and the unstoppable rise of Open Access publishing, which is transforming the way scientific research is published. It’s empowering. We’re living through a revolution in the way humans communicate.
It’s time bloggers cooled off from their self-serving rants about the failings of science journalists. Earlier this week at Lindau I caught up with author of A Blog Around The Clock, Bora Zivkovic, who described his interest in “destroying” any journalist who he believed screwed up and then didn’t fall on his sword before the doyens of the blogosphere. Such macho attitudes benefit nobody. Critique what science journalists do (we like to receive feedback on our work, and science bloggers are among its most avid consumers), but better to invest your time crafting killer posts and encouraging your colleagues to start blogs of their own.
Blogs and journalism complement each other. Science blogs can be science journalism, e.g. when bloggers post live from conferences or unveil an important upcoming result. I sometimes get leads and technical background from blogs, while the keener among my readers may find extra context and opinion by mining the blogosphere.
Furthermore, tools such as blogs (whether exploited by scientists or journalists) offer potential for more authentic science coverage that takes us away from the ill-fitting conventions of hard news, which tend to frame science as a series of unconnected breakthroughs. At the London conference, editor of The Times, James Harding, remarked that covering science was similar to covering religion because both undergo changes that take place over decades.
Science communication is a continuum: from primary datasets to lab notes to scientific papers to review articles to monographs to textbooks to trade journals to books to magazines to newspapers, radio, television…. The Web spans all of it. Blogs, plus newer Web 2.0 tools like Twitter, Facebook and YouTube, are enhancing and blurring the continuum (in a small way so far). Each has its own norms and values, and each carries greater responsibility as its audience grows.
I’ll leave the reader to judge whether this sermon qualifies as blogging or journalism (I do apologize for the dire lack of links – I’m used to handing over copy to an editor who does all that). But really, if you’ve got this far then it doesn’t matter.
» Matthew Chalmers completed a PhD in physics and works as a freelance writer. |
Robert Huber hat den Nobelpreis für die Aufklärung der Struktur des Reaktions-zentrums der Photosynthese bekommen. Er hat noch etliche weitere Proteine und Protein-komplexe kristallisiert, unter anderem das Proteasom, das hier schon vorgestellt wurde. Hier das Transkript des Interviews über Erfolg in der Wissenschaft, aktuelle Herausforderungen der Strukturbiologie und über aktuelle wissenschafts-politische Entscheidungen in Deutschland.
Was sind die wichtigsten Faktoren für Erfolg in der Wissenschaft?
Robert Huber: Wichtig ist ehrgeizige Arbeit. Das Bestreben, etwas zu erreichen, und seine Zeit dem zu widmen. Diese Eigenschaft gilt nicht nur für Wissenschaftler. Bei Wissenschaftlern kommt hinzu, die Neugier, eine Frage zu klären. Man wird sich zunächst während des Studiums orientieren, welches Feld einem liegt, und welche Fragen einen interessieren. Glück gehört natürlich auch dazu. Das beginnt bei der Wahl eines Mentors, der die eigenen Interessen erkennt und fördert, rechtzeitig auch die Unabhängigkeit. Der Mentor spielt eine außerordentlich wichtige Rolle. Als Vorbild, unter Umständen sogar als negatives Vorbild, wenn man erkennt, was der Mentor falsch gemacht hat, und man aus dessen Fehlern lernt.
Hatten Sie einen “Heureka-Moment” bei der Entdeckung des Reaktionszentrums der Photosynthese?
RH Der Glücksmoment ist nicht nur mit dem Reaktionszentrum verbunden, sondern ist eine allgemeine Eigenschaft in der Strukturbiologie. Man geht auf Entdeckungsreise und sieht zum ersten Mal eine Molekülstruktur und kann dadurch oft auch Funktionseigenschaften des Proteins verstehen. Entdecker, die zum ersten Mal Neuland betreten empfinden vielleicht ähnlich. Es ist eine wunderschöne Eigenschaft der Strukturbiologie, etwas zum ersten Mal zu sehen.
Wie hat sich die Stukturbiologie seit ihren Anfängen in den 1960er Jahren verändert?
RH Die Projekte an denen wir arbeiten, mit den immer größeren, immer instabileren Proteinen werden immer komplexer. Die einfachen Fragen sind abgearbeitet. Ich bin in das Feld eingestiegen, als es weltweit nur ein Hand voll Kristallografen gab. Zu dieser Zeit galt es Methoden zu entwickeln, Instrumente zu bauen, einfachste Computer zu programieren. Das war damals, in den späten 1960er Jahren, unser Handwerkszeug. Damals war jedes Projekt etwas neues und ich habe das große Glück gehabt, seit damals beteiligt gewesen zu sein.
Welche Anwendungen gibt es für die Strukturbiologie?
RH Drug-Design zum Beispiel. Die Untersuchung von Protien-Liganden-Komplexen. Das ist mittlerweile eine Industrie geworden. Ich war an der Gründung von Firmen beteiligt wie Proteros, die als Service die Sturkturanalyse von Protein-Liganden-Komplexen anbieten. Ein anderes Beispiel sind Pflanzenschutzmittel. Man hat ein Protein als Target und möchte einen Liganden verbessern. Kristallografisch ist das das selbe für den Pflanzenschutz wie auch für medizinische Anwendungen.
Wie verlässlich sind publizierte Strukturdaten?
RH Es ist ein ständiges Problem, das uns schon immer beschäftigt. Proteine schwimmen normalerweise in Lösung frei herum, wohingegen sie im Kristallverband Kräften ausgesetzt sind. Das kann durchaus Strukturänderungen bewirken, so dass wir immer vor der Frage stehen, ob das, was wir beobachten die physiologisch relevante Form darstellt. Meistens liegen wird richtig.
Wie kann man das überprüfen?
RH Durch Kontrollexperimente. Zum Beispiel kann man auf alternative Kristalle oder NMR-Daten ausweichen. Wenn wir aufgrund der Struktur einen Liganden finden, und dieser dann tatsächlich bindet ist das ein weiteres Indiz. Manchmal kann man sogar die Enzymaktivität im Kristall messen. Wenn jemand einen Mechanismus publizieren möchte, basierend auf Strukturdaten, fordern wir als Herausgeber von Journals inzwischen, dass der vorgeschlagene Mechanismus durch Mutagenese getestet wird.
Was sind aktuell die größten Herausforderungen in der Sturkturbiologie?
RH Instabile Proteinkomplexe sind das Problem aktuell. Das Proteasom ist ein schönes Beispiel. Die alpha-Untereinheiten lagern sich zu einem stabilen siebener-Ring zusammen, die beta-Untereinheiten sind alleine instabil und haben keine Struktur. Erst in Verbindung mit dem alpha-Ring und wenn zwei solche Komplexe zusammen kommen entwickelt sich eine stabile Struktur. Man hat keine Chance sich die einzelnen beta-Untereinheiten anzusehen. Ebenso ist der regulatorische Komplex nur transient mit dem Core-Komplex des Proteasoms verbunden. Membranproteine stellen immer noch eine große Herausforderung dar.
Wird man je eine Zelle mit Hilfe von Proteinstrukturdaten modellieren können?
RH Das spiegeln uns die Systembiologen vor, dass sie das mal könnten. Sie sind unendlich weit davon entfernt, zum Beispiel eine E. coli Zelle mathematisch zu modellieren. Aber man darf ja Träume haben. Es gibt noch etliche ungeklärte Fragen, die man mit herkömlichen Methoden, also die einzelnen Bestandteile zu isolieren, erforschen kann.
Schadet die aktuelle Forschungspolitik dem Wissenschaftsstandort Deutschland?
RH Ich nehme schon an, dass die Stammzellforschung in Deutschland unter der aktuellen Gesetzgebung leidet. Allerdings wird der Widerstand mit den Erfolgen geringer werden. Andererseits ist Zeit verloren gegangen, Studenten haben sich abschrecken lassen, in das verpönte Feld zu gehen.
Bei der grünen Gentechnik ist es ähnlich. Es ist schrecklich was hier gerade passiert, vollkommen grundlos und nicht rational begründbar. Wenn es experimentelle Grundlagen gibt für die Unbedenklichkeit, dann es ist absolut absurd was hier passiert. Ich sehe, dass das ganze Forschungsfeld aus Deutschland ins Ausland abwandern könnte. Wir haben das vorexerziert mit der Reaktortechnologie. Es gibt kaum noch Universitäten, an denen Reaktortechnik gelehrt wird. Dadurch gibt es auch keien Studenten mehr. Durch solche politischen Entscheidungen kann die Wissenschaft ganz empfindlich getroffen werden.
Sollte mehr Geld in die Grundlagenforschung investiert werden?
RH Der politische Wille ist da und nobel, nur ob sie die geplanten Ausgaben einhalten ist eine andere Frage. Alle Beschlüsse sind unter Haushaltsvorbehalt und müssen jedes Jahr neu beschlossen werden. Man kann nur hoffen. Der gute Wille ist vorhanden, und das ist zu loben.
Proteinkristallbild Wikipedia.
Proteasom aus der Protein Data Bank 1ryp
Bilder von Robert Huber von mir
» Tobias Maier ist Biochemiker und forscht als Postdoc am CRG in Barcelona. » Er führt das Blog WeiterGen auf ScienceBlogs |
In Lindau hielt Kroto einen fulminanten Vortrag, der die Zuhörer begeisterte. Wissenschaftskommunikation ist für Sir Harry, der u.a. Mitbegründer des Vega Science Trust ist, eine Herzensangelegenheit. Seine Sympathien für Open Access wurden beim Mediengespräch zu Open Access deutlich.
Im Interview spricht er über die Unvermeidlichkeit von Wettbewerb innerhalb der Wissenschaft, obwohl für ihn selbst der Konkurrenzgedanke nicht wesentlich ist. Er erzählt, dass der Nobelpreis auch negative Aspekte für ihn hatte und empört sich über Lehrer und Bildungspolitiker, die dem Kreationismus nur zögerlich entgegentreten.
—
Harold Kroto shared the Nobel Prize in 1996 together with Robert Curl and Richard Smalley for discovering the fullerenes. In Lindau he participated in a media talk about Open Access and held a wonderfully entertaining talk on wednesday.
0:33 Competition and Motives
3:51 Pressure on Enlightenment
—
]]>There was one point on which we all unanimously and resoundingly agreed; that whatever the merits or lack thereof of religion, it should be always kept separate from the political sphere. The great tragedy of the United States in my opinion is that politicians have exploited people’s religious views and forced religion into the political arena for gathering votes. And many people seem to fall for this ploy election after election.
While we were having this discussion, Peter from St. Petersburg was largely silent. It had started raining outside and I wanted to attend another session. I asked him what he felt about the whole issue. His answer was simple and to the point. “In Russia”, he said, “We have a dominantly atheist society. But while we do sometimes tease religious people, nobody is beaten up for their religious beliefs”.
That, I thought, was an ideal note to conclude our conversation. Let it always be so.
]]>Für viele ist heute GFP-Tag. Für mich nicht! Zumindest nicht in erster Linie. Heute Morgen ist Richard Schrock eingetroffen. Namensgeber des Schrock-Carbens. Quasi mein Erzfeind, denn ich bin direkter Nachkomme und Jünger des Fischer-Carbens, wenn man so will… also zumindest von E. O. Fischer.
Genug der reißerischen Aufmachung. Ist ja nur Spaß, aber ich hoffe es hat trotzdem einige zum reinlesen animiert. Vielleicht lässt sich sogar jemand zu einem Kommentar hinreißen? Da sieht es im Moment nämlich mau aus.
Zurück zum Hauptdarsteller. Während sich die andere Laureaten schon einige Tage lang dem Studentenmob stellen, war Dick (wie wir Freunde Ihn nennen) noch unterwegs. Ich hatte ja schon berichtet, dass ich ihn schon auf der EuCOMC in Göteborg sehen werde. Dort war er aber nur kurz um danach in Paris auf dem Tetrahedron Symposium vorzutragen. Danach ging es nach Rennes zur Ehrendoktortitelverleihung. Das lehnt man selbst als Nobelpreisträger nicht ab, deswegen die Verspätung.
Als Erstes entschuldigt er sich dann auch für seine spätes Aufkreuzen. Danach kriegt das Publikum, wie man auf Grund des Abstract vermuten konnte, Organometallchemie aufgetischt. Pur, wissenschaftlich, schonungslos. Tatsächlich ist es genau der gleiche Vortrag wie in Göteborg vor Fachpublikum. Naja, ein bisschen kürzer und mit anderem Titel..
Es geht um seine neuen Metathese-Katalysatoren. Durch die Substitution aller Alkoxid-Liganden mit Pyrrolid kann man neue, aber schlechte Katalysatoren herstellen. Wenn man allerdings eine gemischte Spezies (Alkoxid/Pyrrolid) testet, ist diese 100mal aktiver. Die Chiralität am Zentralatom ermöglicht hohe enantiomere Überschüsse und Z-Selektivität. Man kann die Katalysatoren sogar in situ herstellen. Der Laie merkt, es wurde so richtig chemisch. Wenn man in die Gesichter der Zuschauer blickte: zu chemisch.
Zumindest dachte ich das und war dann doch sehr überrascht zu sehen, dass es bei der Diskussion am Nachmittag fast keine freien Plätze mehr gab. Dort ging es dann sehr chemisch weiter. Es gab viele Fragen über Katalyse im Allgemeinen. Man merkt aber schon, dass seine Steckenpferd die Metathese ist. Es stellte sich heraus, dass die Pyrrolid-Komplexe, also alles worüber er heute Morgen sprach eigentlich die Idee seiner Studenten war und er erst nicht so viel davon gehalten hat. Zum Schluss erwähnt er noch kurz meinen Doktorvater Hubert Schmidbaur, der nun wirklich nichts mit Katalyse zu tun haben möchte. Das hatte ich nun wirklich nicht erwartet.
Tip des Tages: “Organic chemists are chicken!” (weil sie seine luftempfindlichen Katalysatoren scheuen)
» Oliver Schuster ist normalerweise Chemiker und blogt hier aus Neugier |
Ich hoffe, dass die Gäste hier nicht von diesem einen Abend aus auf die ganze Deutsche, oder auch nur Bayrische Kultur schließen, denn es scheint ein Abend mit deftigem Essen, Dirndl und Lederhosen Bekleideten Menschen und Umpta-Musik zu sein. Nicht dass das etwas schlechtes ist, nur eben nicht repräsentativ, dafür aber schön stereotyp.
» Paula Schramm ist Chemikerin und Doktorandin an der Uni Stuttgart. |
Today’s talk by MIT chemist Richard Schrock was about a discovery that was applied in part to a long-standing chemical problem. There was no efficient method for forming large molecular rings until Robert Grubbs from Caltech and Schrock arrived on the scene. The method that accomplished this was called olefin metathesis. For their achievement, Schrock and Grubbs shared the Nobel Prize in 2005 with French chemist Yves Chauvin. Just as the Nobel Prize for GFP was long anticipated in the community of biochemists, the Nobel Prize for metathesis had been long anticipated in the community of organic chemists. Nobody was surprised when Grubbs and Schrock received it.
To see why the work was so obviously important, imagine a long line of people trying to make ends meet and hold hands. To make the picture much more complicated, imagine that these people are buffeted around by winds blowing at 80 miles an hour. What are the chances that a stable configuration in which they form a ring will arise? Clearly there are many more possibilities for them to not form a circle and assume all kinds of random configurations rather than form a circle. This examples serve as an analogy for the concept of entropy in organic chemistry. The same problems arise when you are trying to get two ends of a long chain of carbons to come together. There are many more ways for them to stay apart and only one way for them to bond to each other, so ordinarily they prefer the latter. The one ordered configuration has much less entropy than the many different disordered ones and is therefore not preferred. In addition the “winds” in this case consist of thermal energy at room temperature and energy from the surrounding solvent that constantly keep the ends of the ring apart from each other.
Schrock and Grubbs’s work dramatically improved this situation. Coming back to our original example of people forming a link, now imagine that Mr. Fantastic from the Fantastic Four suddenly materializes and now extends his remarkably long arms to hold each end of the human link together. Now what are the chances that Mr. Fantastic can hold on to the two ends and tie them together, even when winds are buffeting the assembly? Much better. This is exactly what Schrock and Grubbs did. They used a metal that essentially tied together two ends of the carbon chain. The metal was bound to organic molecules or ligands that carefully controlled the size and orientation of the reactants, leading to specific products. The assembly then underwent a chain of reactions that bonded the two ends of the chain to each other. Essentially the bonds were swapped with a bond that the metal formed with one of the ligands. Yves Chauvin shared the prize with Shrock and Grubbs because even though the fundamental reaction had been known since 1956, nobody had been able to write down the correct mechanism for it; many proposals were put forth, but only Chauvin’s proposal which was written in 1971 turned out to be the correct one.
40 years of chemical research before the 1990s had failed to discover an effective method of making large organic rings, in spite of famous chemists such as Nobel Laureate Vladimir Prelog working on the problem. Of course the earlier chemists also did not have the tools of organometallic chemistry necessary at their disposal. The development of olefin metathesis had to await the development of organometallic chemistry which took place in the last 30 years. And Grubbs and Schrock had to wait Chauvin’s work which actually told them how the reaction proceeds. This is how scientists build on each other’s work.
However the problem is not just limited to making rings. It can be used in case of separate molecules which want to bond to each other. Here the problem is often worse because unlike the ring, there are now two separate entities and it is even more difficult to bring the two in proximity. The metal catalysts that the chemists developed can also be used effectively in this case. The necessary requirement (although by no means sufficient) is simply that the molecules in question contain a carbon-carbon double bond. Another important detail concerns the stereochemistry or ‘handedness’ of the product molecules. Stereochemistry is an integral part of chemical design, and modern drug and polymer development would be unthinkable without considerations of stereochemistry. Both Grubbs and Schrock made it possible to get very high yields of stereochemically pure products using chiral ligands that bound to their metals. These exhaustive studies were critical to the pragmatic utility of the metathesis reaction.
The Russian-born British philosopher and writer Isaiah Berlin classified scientists and thinkers into two categories; hedgehogs and foxes. Hedgehogs drill down deep and stick with one problem for years. Foxes sniff around interesting problems and work in a variety of fields. Both hedgehogs and foxes have made important contributions to science. For instance, Max Perutz who worked on the structure of hemoglobin essentially for his entire fifty-year career was a hedgehog par excellence. Herbert Simon who made major contributions to economics, political science and computer science was an extraordinary fox.
Both Grubbs and Schrock are quintessentially hedgehogs. They stuck with the metathesis problem for twenty years and conducted patient and careful work that dealt with details such as making air and moisture-stable catalysts, improving the yields of the reactions, dealing with a variety of different substrates and modulating the stereochemistry of the products using a wide diversity of ligands of varying size. This was made clear during Schrock’s talk today. Their incremental success was reported in a string of important papers. The incremental progress gradually led to a robust and outstanding paradigm for conducting organic reactions. At the same time their work was helped by foxes like Giulio Natta, J. Osborn and Thomas Katz who had intermittently worked in investigating the reaction during their career
Chavin, Grubbs and Schrock’s work is a model example of scientific discovery. You think of an outstanding problem and stay with it for years, even if it means that you spend most of the time working out details which can seem mundane. It is these mundane details that ultimately will make a significant contribution to the field. Not everyone who follows this path will win a Nobel Prize. But everyone who does it will have the satisfaction of truly applying himself or herself to a problem and experiencing the joy (and frustration!) of facing unexpected challenges that appear in their journey. Every young researcher attending the Lindau meeting should look forward to such a challenge.
]]>Im Interview erinnert er sich an die Ausgangsbedingungen und technischen Schwierigkeiten seiner damaligen Arbeiten, die ihm am Ende den Nobelpreis einbrachten. Er erklärt die Vorgehensweise und den Forschungsprozess, der sich über viele Jahre erstreckte und spricht am Ende über seine derzeitigen Forschungsschwerpunkte.
—
Erwin Neher was awarded the 1991 Nobel for Medicine or Physiology along with Bert Sakmann for their discoveries concerning the function of single ion channels in cells. His talk here in Lindau was about the molecular mechanisms at a synapse.
In the interview Neher goes back to the old days and talks about his first steps in his hot spot of science. Surely there have been certain kinds of technical difficulties in the beginning of his research, but finally he was honored with a Nobelprize. What have been the decisions and what was the research progress over several years? And last not least (!) Neher talks about his current research.
00:40 “Challenges”
03:54 Ideas
05:25 Solutions und Limitations
06:48 Unexpected Findings or Recognition by Chance
07:47 A Versatile Method to Study Single Channels
08:52 Open Questions: The Gigaseal
10:32 Current Work: Synaptic Plasticity
—
]]>Martin Chalfie ist einer der drei Nobelpreisgewinner von 2008 für die Entdeckung und Entwicklung des grün fluoreszierenden Proteins GFP. Er hat in seinem Vortrag in Lindau erzählt, wie es dazu kam, dass er in Stockholm geehrt wurde. Ein Drama aus der Wissenschaft in mehreren Akten.
Heute morgen waren die drei Vorträge der Nobelpreisträger für Chemie von 2008 – Osamu Shimomura, Martin Chalfie und Roger Tsien. Ashutosh hat alle drei Talks schon sehr gut in einem Blogpost zusammen gefasst: Shimomura hat über Biolumineszenz in der Natur referiert. Ich wusste nicht, dass auch Pilze leuchten können – siehe Abbildung oben. Roger Tsien hat einen persönlichen historischen Abriss gegeben, warum er mit seiner Forschung bei fluoreszierenden Proteinen gelandet ist. Er hatte schon immer ein Faible für bunte Farben. Martin Chalfie hat erzählt, wie er GFP auch in seiner aktuellen Forschung nutzt. Für Experimente mit sensorischen Nervenzellen im Fadenwurm C. elegans.
Bei der Verleihung des Nobelpreises letztes Jahr am achten Oktober 2008 hatten sich einige gewundert, warum Douglas Prasher leer ausgegangen ist. Prasher hat schon 1992 in einem Paper beschrieben, wie er das Gen für GFP aus der Qualle Aequorea victoria kloniert und sequenziert hat.
Chalfie weiss noch genau, wann er die Idee hatte, GFP als Marker für die Genexpression zu nutzen: Am 25. April 1989 hörte er einen Vortrag von Paul Brehm über die Quallenart mit dem seltsam fluoreszierenden Protein. Er nahm daraufhin Kontakt mit Prasher auf, und bat ihn, ihm die cDNA von dem GFP-Gen zu schicken. Chalfies erste gekritzelte Notizen sind erhalten, ich habe ein Foto davon im Talk gemacht.
Eine Diplomandin in Chalfies Labor hat daraufhin das Gen in E. coli kloniert, und nur durch den Zufall, dass sie Zugang zu einem besseren Fluoreszenzmikroskop hatte, als das in Chalfies Labor führte dazu, dass die fluoreszierenden Bakterien überhaupt als solche erkannt wurden.
Nach einiger Zeit wollte Chalfie die Ergebnisse publizieren. Er bat mehrere Kooperationspartner um deren Daten für die Veröffentlichung. Die meisten schickten ihm bereitwillig ihre Ergebnisse, nur Tulle Hazelrigg knüpfte Bedingungen an die übergebenen Daten: Chalfie hatte für zwei Monate jeden Samstag Morgen Kaffee zu kochen, er wurde verpflichtet, ein französisches Menü zu kochen, und er musste für einen Monat den Müll runter bringen. Tulle Hazelrigg ist Martin Chalfies Frau. Auch dieser Brief mit den Bedingungen ist erhalten und wurde von mir abfotografiert.
Als das Manuskript fertig geschrieben war, reichte Chalfie es bei Science ein. Der zuständige Editor war mit dem Titel “Green Fluorescent Protein. A New Marker for Gene Expression” nicht zufrieden. Alles, was in Science publiziert würde, sei neu. Also änderte Chalfie den Titel etwas ab: “The Aequorea victoria Green Fluorescent Protein Needs No Exogenously-Added Component to Produce a Fluorescent Product in Prokaryotic and Eurkaryotic Cells“. Das reichte, um das Paper akzeptiert zu bekommen. Für die eigentliche Publikation 1994 wurde dann doch wieder ein etwas eingängiger Titel gewählt: “Green fluorescent protein as a marker for gene expression”
Dieses Paper hat Chalfie letztendlich den Nobelpreis gebracht, es wurde inzwischen beinahe 500 Mal in anderen Publikationen zitiert. GFP hat für die Biologie eine Bedeutung weit über seinen Nutzen als Genexpressionsmarker hinaus. Dazu mehr im Interview mit Martin Chalfie, dass ich gestern mit ihm geführt habe, und noch für die Veröffentlichung hier aufbereiten muss. Symbolisch für den Nutzen ein letztes Slide aus Chalfies Talk: Verschiedene Tiere und Zelllinien, die alle GFP exprimieren.
Douglas Prasher, der GFP zuerst klonierte und sequenzierte, ist heute übrigens Busfahrer für einen Autohändler. Er bekam keine weitere Fördergelder für seine Forschung und musste der Wissenschaft den Rücken kehren. Erfolg und Misserfolg liegen in der Wissenschaft manchmal verdammt dicht beieinander.
Oberes Bild Christian Fleming / www.lindau-nobel.de
Andere Bilder von mir.
» Tobias Maier ist Biochemiker und forscht als Postdoc am CRG in Barcelona. » Er führt das Blog WeiterGen auf ScienceBlogs |
Most of you might know that the Open Access Movement tries to solve the problem of misparity, that public research is published in magazines which the normal population does not read since it would be too expensive. The idea is that scientific results and articles written about such should be freely accessible. There are different approaches to that. Natures publishing policy allows authors to publish their articles on their own website or in academic archives after a period of six months. PLoS proceeds from there and is completely accessible.
The bottom line is that both magazines have the same problem: Even if you publish online only there are costs for editors, servers and so on. Those costs have to be borne. There are several methods to earn that money: subscriptions, advertisement, author’s fees and external financing. Since subscriptions are an anathema to the Open Access Movement, magazines like PLoS try to cover the expenses through the other three methods.
An allegation that is often made to open access magazines is, that they don’t stick to the peer-review-process accepted by the scientific community. For such procedures articles would be made anonymous and given to other scientists to be checked on plausibility and scientificness. Since we are still talking about the people behind such projects, there has been a lot of critic. Bora emphasized that PLoS sticks to the procedures. At this point Sir Kroto jumped in and pointed out that in critical cases the scientific community has also declined bad papers and the peer-review-process is just one method to seize the quality of science.
Research at public institutions is always altruistic as well, claimed Kroto. He did not understand why research results should only be published in commercial journals. That is not a plea for Open Access but at least it’s a supporting statement.
An interesting aspect of the discussion was how the publishing society is changing anyway at the moment and how established brands have to adapt to it. Bora interpreted Nature’s investments in social networks, blogs, forums and commentaries as a sign that the magazine is preparing for its transposition to open access. The sceptical expression on Jason Wilde’s face was marvellous and it is sad, that I was not able to catch it with my camera. Jason legitimated his company’s actions stating that it is logical to come on that market since going online needs social networking as an instrument for scientific communication.
Linked to that is the aspect of the documentation of scientific discussions. If articles are not just openly accessible but can also be commented, then scientific dissent and scientific progress are viewable and documented. For me this suggestion, that was made by Bora, sounds like you switch scientific journals to more blog-like formats (with better search functions).
The next step would be that you write articles toghether in a wikipedia-like format. That way the peer-review-process would be part of the writing process. I can’t really imagine that for chemistry because there are patents, the possession of knowledge and the hazard that someone “steals” your topic at stake. I do think though that this structure of the scientific community of chemists is not good, but I also don’t see any process to more open scientific procedures.
By the end of the panel there were many unanswered questions left. For me the question of parallel formations by the creative commons, the flatrate for culture and the open access movement would be interesting and I will surely pick up that topics in my own blog.
» Paula Schramm is a chemist and doing her PhD at the University of Stuttgart. |
» Jessica Riccò is the translator of this blog and likes the idea of open access. |
Nach Ertl und Ciechanover an den ersten beiden Lindaunachmittagen stand für Mittwoch Kurt Wüthrich auf meinem Programm. Vor allem weil ich mir erhoffte, dass die Zuhörerschaft hier überschaubar wäre. Ich wurde nicht enttäuscht. Sicherlich hat auch der Regen dazu beigetragen, dass “nur” 40 Jungforscher den Weg in den großen Saal des alten Rathauses gefunden haben.
Zu Beginn lässt der Nobelpreisträger seinen Stuhl nach vorne bringen damit die Barriere “Tisch” Ihn nicht von seinem Publikum trennt. Ausserdem fordert er uns auf die vorderen Reihen zu füllen. Er merkt an, dass in der ersten Reihe bei Vorträgen üblicherweise nur Professoren sitzen… und dies wahrscheinlich auch schon als Studenten getan haben. Danach entwickelt sich eine sehr fachspezifische Diskussion über Strukturbiologie. Als Kristallograph freut es mich selbstverständlich, dass er zugibt, dass Kristallographie der Kernmagnetresonanz “weit voraus” ist. Allerdings bezieht sich diese Aussage lediglich auf die Softwarelandschaft, welche für NMR noch sehr heterogen und wenig standardisiert ist. Ganz bescheiden ist er davon überzeugt, dass seine Methoden sich durchsetzen werden. Bei einigen Fragen wird auch ein wenig gestritten und so manchem Diskutanten empfielt Wüthrich einschlägige Artikel zur Lektüre.
Am Ende wird es dann doch noch etwas weniger wissenschaftlich, als die obligatorische “Wie haben Sie sich gefühlt als Sie den Preis bekamen”-Frage gestellt wird. Offenbar hatte Wüthrich den Chemie-Nobelpreis abgeschrieben als Ernst ihn 1991 alleine bekommen hatte. Ein wenig Hoffnung hatter er lediglich in Medizin aufgrund seiner wichtigen Arbeiten über Prione. Deshalb war er auch nicht erreichbar als ein Anruf aus Schweden kam, was am Ende in einer amüsanten Anekdote mündete.
Die Triebkraft für seine frühe Forschung an Hämoglobin war übrigens das Verlangen schneller laufen zu können. Er wollte nach eigener Aussage eine olympische Medaille – nicht den Nobelpreis. Zunächst war er nur am Zentralmetall mit seinen direkten Liganden interessiert und nicht an dem “biologischen Müll” drumherum mit dem er sich jetzt beschäftigt. Es wird klar, dass seine Forschung hochgradig interdisziplinär ist: Er selbst hat als anorganischer Chemiker angefangen, viele seiner Doktoranden waren Physiker und seine Methoden sowie Ergebnisse werden von Biologen, Chemikern, Medizinern und Politikern genutzt.
Sicher ist, dass er diesen Blogpost hier nicht lesen wird. Um sich von der überwältigenden Informationsflut heutzutage abzuschotten, liest er nicht einmal seine E-mails und hat selber noch nie eine solche geschrieben. Assistenten lesen diese für Ihn und drucken Relevantes aus. Gegebenenfalls wird es Ihm dann zugefaxt. Man schreibt wohl besser einen Brief, wenn man sich bei Ihm bewerben möchte.
“Science is a living thing, especially when you are at the front of it.”
» Oliver Schuster ist normalerweise Chemiker und blogt hier aus Neugier |
Last year’s chemistry Nobel Prize was one of the most softball predictions ever made for the Nobel Prize. The Green Fluorescent Protein (GFP) has become so widely used in chemistry, biology and medicine that it is easy to forget that someone had to discover it and develop the technology. Every year Roger Tsien’s name used to be on everybody’s favorite candidate list along with Martin Chalfie’s and Osamu Shimomura’s. Then last year, he along with Shimomura and Chalfie finally put the tortuous process and spilling of ink to rest.
A post about GFP is a writer’s dream for indulging in pretty pictures. I will restrict myself to two. GFP has become a poster boy for the science of biotechnology. Its barrel shaped ß-sheet structure shown above has become iconic in the scientific world. This is most emblematic in the odd and many varieties of glowing animals that now grace the covers of everything from scientific journals to websites and children’s textbooks. If as some have predicted, we happen to “domesticate” biotechnology in the next few decades, it is very likely that one of the first things that our children would do would be to produce glowing pet rabbits, dogs, mice and cats. Along with a few other icons like DNA and the fruit fly, the image of glowing animals and fluorescent proteins is now deeply ensconced in our imagination as an example of what humans can do by manipulating biological systems. Perhaps one day our children can become friends with transgenic, green, glowing human beings, without the hulk-like physique and temper tantrums.
Osamu Shimomura
Osamu Shimomura’s talk is essentially historical. He starts by reviewing different types of fluorescent reactions in nature. These include the luciferin-luciferase system used by fireflies. Luciferin is a small molecule that gets decarboxylated by luciferase in the presence of oxygen resulting in bioluminescence. Depending on the products formed you can get red or yellow-green luminescence. Bioluminiscence is also observed in coelenteran organisms including species of jellyfish and shrimp. The coelenteran luminescence involves a different kind of reaction in which ring opening of a heterocyclic compound leads to an acyl amino pyrazine derivative. The light emitter consists of the form of the acyl amino pyrazine in which the amide nitrogen is deprotonated. Another example of bioluminescence takes places in bacteria. In this case luciferin itself is oxidized to a light-emitting compound. The reaction takes place in the presence of the cofactor FMN. Shimomura illustrated further examples of luminescence involving shrimps, earthworms, and dinoflagellates. The operative elements in every case are molecular oxygen and luciferase.
A particularly striking example of bioluminescence concerns Aequorin, a small photoprotein in the jellyfish Aequoria victoria. In the presence of calcium ions another ring opening reaction takes place that produces blue fluorescence. Because of its dependence on calcium the reaction is a valuable one for measuring intracellular calcium levels.
Luminous fungi and mushrooms are well-known in nature, frequently emitting green light. The reaction in case of luminous fungi involves a precursor that in the presence of methylamine possibly oligomerizes to a trimer. Reaction with superoxide, oxygen and a cationic detergent-like small molecule tetradecanoylcholine produces the light emitting compounds. The reaction is widely observed in several species of mushroom.
Interestingly, Shimomura stated that most of the above findings were made before the 1980s. GFP and the revolution came later, but it would not have been possible if the foundation for understanding and studying bioluminescence had not been previous laid.
Martin Chalfie:
Martin Chalfie starts by noting that the winning the Nobel Prize got him Andy Warhol’s 15 minutes of fame. He showed us a Google news snapshot taken the day he won the prize which demonstrated that he had finally made it into the rarefied heights of the land of celebrities, very much in the same league as Britney Spears and Amy Winehouse.
Chalfie’s major field of research now is not GFP but research into how animals sense various signals in their environment. Proprioception or the sense of touch is a particular interest, exemplified by Chalfie’s research on C. elegans, perhaps the only worm in history that has not been universally despised.
However some retelling of history was in order. Chalfie recounted how Douglas Prasher sent them the clone for GFP in the late 1980s. GFP effects a five-membered ring formation reaction when irradiated with UV light. Only a few months after getting the clone, a new graduate student in Chalfie’s used the fluorescent microscope in her old lab (realizing that the microscope in Chalfie’s lab was a piece of junk) and made fluorescent bacteria for the first time. The study made it to the cover of Science and was supposed to say “Green Fluorescent Protein” A New Marker of Gene Expression”. The Science editors disapproved of the title, saying that every paper published in science has something “new” to say. Another title was rejected as being “too technical”. The title was finally modified and accepted after getting rid of the word “new”.
Incidentally Chalfie used some unpublished results that his wife, who was also a biochemist, was working on. In return Chalfie had to promise his wife in writing that he would make coffee, cook her a French dinner and take out the garbage every night. This is one important take-home message for students and future scientists; science can involve some radical compromises with life.
GFP became enormously influential. Roger Tsien improved the properties of GFP by modifying its spectral characteristics. The protein has now become a ubiquitous tool in studying gene expression in an astonishing variety of scientific studies. Now, almost twenty years after Chalfie’s pioneering work, there are about 30,000 papers in the literature citing the use of GFP.
Chalfie’s current research concerns how organisms sense mechanical signals in the environment. His group is trying to identify the genes that are key in producing the sense of touch. Apart from other techniques, his group is using RNA interference to silence possible genes for touch and investigate the effect of doing this. Feeding RNAi to C. elegans downregulates genes in muscles, skin, intestine and the germline. It is difficult to investigate the exact effect of doing this, however, because it results in the animals’ death. A protein called SID-1 in neurons as well as integrins seem to be involved in the sense of touch. Chalfie’s group has discovered an unusually large number of genes involved in proprioception. The functions of most of these genes are unknown and therefore the future looks exciting and challenging.
Chalfie ends with a couple of important lessons about science:
1. Science is cumulative.
2. The students and postdocs are the real innovators in science. Many times it is easy to forget that they are the originator of some of the key details of Nobel Prize-winning ideas.
3. Basic research is essential and is the engine that drives innovation. Science cannot be done with too specific goals in mind.
4. All life should be studied, not just model organisms.
Each one of these points is worth contemplating. Freeman Dyson once said that scientists can be divided into two groups; birds who soar above the skies and survey the grand scientific landscape, and frogs who play around in the mud and discover interesting details. Frogs may not always win Nobel Prizes, but without their work the birds would not have a scientific landscape to survey. The graduate students and postdocs who contribute to Nobel Prize winning research may be the ultimate frogs, and their importance cannot be underestimated. The point about cumulative results is also very important. Breakthroughs in science are built on years of quiet, behind the scenes, careful and patient work. Here again, the work done by the playful frogs builds up to the insights gained by the high-flying birds, and this work is really the engine that drives science. And the quip about studying all life and not just model organisms brings a quote by the great organic chemist R. B. Woodward to mind; Woodward said that the best model for a molecule is the molecule itself. Similarly, only life can serve as the idea model for studying life.
Roger Tsien
Roger Tsien channeled his childhood love of bright colors into a Nobel Prize. He begins by giving a perspective on creativity in analysis versus synthesis. Synthesis has been the traditional and unique domain of chemistry. Some of the most important advances in medicine in the last year have come from the application of synthesis to interesting biological problems. Synthesis is akin to architecture or sculpture on a molecular scale.
Tsien talks a little about his own background. He is the youngest of 3 brothers and comes from a family of engineers and wanted to find a unique ‘ecological’ niche for himself. Charles Darwin was another youngest child, and he did manage to carve his own niche. Tsien was fascinated by colors from an early stage and became interested in biology and chemistry. One of the key points emphasized by Tsien was that young researchers should explore interdisciplinary areas where traditional barriers may prevent the transfer of knowledge.
Tsien’s approach is to look at a “big” biological problem and ask if and how it can be approached at a molecular level. Tsien’s original interest was in monitoring and interpreting intracellular levels of calcium. Calcium is universal and key in many processes of life. Measurement of calcium levels was a significant challenge since calcium-mediated signaling is extremely fast and calcium levels are very low. In addition one has to detect low concentrations of calcium in the presence of a very large background of magnesium. Tsien began by investigating chelators which would demonstrate selectivity for calcium over magnesium. The common chelator EDTA had 5-fold selectivity for calcium and was a good starting point, but it did not have spectral properties. Tsien started putting phenyl rings in various places in the molecule for endowing it with color properties. The molecule also had to be stable at different pH values, and simple chemical considerations dictated modifications that would do this. Tsien finally obtained a molecule that was UV sensitive and bound calcium selectively.
However the resulting molecule had four negative charges and was not very cell permeable. The negative charges were necessary for chelating calcium, but Tsien realized that the negative groups needed to be unmasked only inside the cell. To get to a cell permeable compound Tsien used one of the oldest and most common strategies in the organic chemist’s bag of tricks; protecting the negative acid groups by attaching appropriate hydrophobic ester groups to them that would increase permeability through the hydrophobic lipid membrane. The ester groups would disintegrate inside the cell, exposing the essential molecular structure for binding calcium.
One of the first and most important applications of such molecules was observing the calcium wave during fertilization of en egg with sperm. Tsien then turned his attention to the prototypical second messenger, namely cyclic AMP. cAMP is a ubiquitous intracellular messenger and tracking its movement would be invaluable for all kinds of studies. Tsien wanted to image cAMP in the complex environment of the cell. He decided to use a natural cAMP sensor, protein kinase A (PKA) whose activity is intimately coupled with that of cAMP. Tsien applied the then new method of fluorescent resonance energy transfer to investigate this process and obtained exciting results.
It was then (1992) that Tsien heard about Douglas Prasher’s cloning of the GFP gene. But there were problems with wild-type GFP. It had a very broad acceptor spectrum precluding its use as a FRET acceptor. Since GFP’s properties as an acceptor depend on the exact arrangement of amino acids in its structure and having knowledge of the kind of reactions GFP undergoes, Tsien decided to mutate certain amino acids in order to shift he absorption spectrum to particular wavelengths. Initial attempts at prediction utterly failed, but a conservative substitution of a threonine group for a serine group turned out to be the key to improving the spectrum. At the same time a crystal structure of GFP was obtained which corroborated the design strategy.
Initial attempts at publication in Science failed, with one referee raising the rather silly objection that the crystal structure of the protein gave no indication of its ecological role. Only the possibility of getting scooped in another journal could convince the Science editors to accept the paper.
Tsien then mentions some of the limitations of fluorescent proteins. They can be too big and their excitation wavelengths may not penetrate tissue. Plus the obvious scientific and moral problems associated with effecting gene transfer of GFP into humans are apparent. Magnetic Resonance Imaging is frequently required to probe the details of GFP effects. Efforts are underway to circumvent these problems.
Tsien concludes by talking a little about his current research which involves investigating metastasis. The work includes imaging tumors and nerves with GFP. Green tumors are easier to visualize and remove with surgery than non-fluorescent tumors. At the same time nerves should not be removed, and labeling them with a different color helps to avoid this. Imaging techniques provide a very sensitive technique for surgeons to distinguish unwanted tumors from necessary nerve growth. Tsien ends with a spectacular image of a plate displaying bacteria that have been colored by different fluorescent protein expression.
Tsien, Chalfie’s and Shimomura’s talks held many notable lessons. You should take risks and work on big problems; even if you don’t succeed at least you would have tried and learnt something. Persistence pays off. Don’t give up if your predictions fail. Your papers may not get accepted by top journals…or sometimes may get accepted for the wrong reasons. Find good collaborators and be kind to them (Tsien confesses that he was personally incompetent in molecular biology techniques). And finally, always remember that luck plays a significant role in discovery, but don’t depend on it. Do science for the pleasure of finding things out, for the kick that you get from the joy of discovery. Revel in it, savor it, because in the end that will be the only thing that really matters.
]]>Die meisten von euch werden wissen, dass die Open Access Bewegung versucht das Missverhältnis zu beheben, dass öffentliche Forschung in Zeitschriften erscheint, die von der Bevölkerung im allgemeinen nicht gelesen werden können, ohne riesige Summen zu investieren. Die Idee ist, dass wissenschaftliche Ergebnisse und Artikel die darüber geschrieben werden mit ihrer Veröffentlichung frei zugänglich sind. Dabei gibt es verschiedene Ansätze. Natures Veröffentlichungsploitik erlaubt es den Autoren, die bei ihnen veröffentlichen, inzwischen ihre Artikel nach sechs Monaten auf eine eigene Webseite oder in ein Universitäres Archiv zu geben. PLoS geht noch weiter und ist komplett zugänglich.
Beide Magazine haben aber unter dem Strich das gleiche Problem: Selbst wenn man nur online veröffentlicht gibt es Kosten für Redakteure, Server, etc. Diese Kosten müßen getragen werden. Es gibt mehre Methoden dieses Geld zu erlangen; Abonnements, Werbung, Autorenbeiträge und externe Finanzierung. Da der Open Acess Bewegung vor allem die Abonnements ein Dorn im Auge sind, versuchen sich Magazine wie PLoS über die anderen drei Methoden zu finanzieren.
Ein Vorwurf der Open Access Magazinen oft gemacht wird ist, dass sie sich nicht an den von der wissenschaftlichen Gemeinschaft anerkannten Peer-Review Prozess halten. Dabei werden Artikel anonymisiert anderen Wissenschaftlern gegebenn um sie auf Plausibilität und Wissenschaftlichkeit zu überprüfen. Da wir es auch hier vor allem mit Menschen zu tun haben, gibt es andererseits sehr viel Kritik an diesem Prozess. Bora hat allerdings betont, dass sich PloS an den Prozess hält. Hier hat sich Sir Kroto eingeklinkt und betont, dass in kritischen Fällen die wissenschaftliche Gemeinschaft schlechte Paper schon ablehnt und dass der Peer-Review Prozess nur eine Methode ist um Wissensqualität sicher zu stellen.
Forschung an öffentlichen Einrichtungen sei immer auch altruistisch, behauptet Kroto und sieht nicht ein warum diese dann in kommerziellen Journalen veröffentlicht werden soll. Das ist zwar nicht ein Plädoyer für Open Access, aber mindestens ein unterstützendes Statement.
Ein interessanter Aspekt der Diskussion war, inwiefern sich die Veröffentlichungslandschaft im Moment von alleine ändert und sich etablierte Marken anpassen müßen. Bora hat Natures Investitionen in soziale Netzwerke, Blogs, Foren und Kommentare als Zeichen gedeutet, dass sich Nature auf die Umstellung zu Open Access vorbereitet. Der skeptische Blick auf Jason Wildes Gesicht war herrlich und es ist traurig, dass ich ihn nicht per Kamera eingefangen habe. Jason rechtfertigte sich, dass Online mit den Social Networking Werkzeugen wissenschaftliche Kommunikation statt findet und es mehr oder weniger logisch ist diesen Markt anzugehen.
Damit verbunden ist der Aspekt der Dokumentation wissenschaftlicher Diskussion. Wenn Artikel nicht nur öffentlich zugänglich, sondern auch kommentierbar sind, dann ist der wissenschaftliche Dissens und die wissenschaftliche Entwicklung sichtbar und auch dokumentiert. Für mich klingt dieser Vorschlag, der von Bora kam, dannach, dass man wissenschaftliche Journale auf blogartige Formate (mit besserer Suche) umstellt.
Der nächste Schritt wäre dann, dass man Artikel gemeinsam in einem wikipediaartigen Format schreibt. So wäre der Peer-Review Prozess in den Schreib-Prozess integriert. Für Chemie kann ich mir das nicht wirklich vorstellen, da hier Patente, Wissensbesitz und die Gefahr, dass jemandem das Thema “geklaut” wird auf dem Spiel stehen. Ich bin zwar der Ansicht, dass diese Struktur der chemischen Wissenschaftsgemeinschaft nicht gut ist, aber ich sehe auch keine Entwicklung hin zu offeneren wissenschaftlichen Prozessen.
Am Schluss des Panels waren noch viele Fragen offen. Für mich ist noch die Frage nach den parallelen Entwicklungen der Creative Commons, der Kulturflatrate und der Open Access Bewegungen interessant und ich werde darauf in meinem eigenen Blog bestimmt noch einmal eingehen.
» Paula Schramm ist Chemikerin und Doktorandin an der Uni Stuttgart. |
Aaron Ciechanover is a biochemist who received the Nobel Prize in Chemistry in 2004. In his talk he focussed the history of pharmaceutical research in the twentieth century and the challenges of drug design. In this interview the biochemist also explains the peculiarities of protein decomposition.
0:30 Selectivity and Specificity in a Destructive Process
4:40 Protein Folding and Degradation
6:40 Philosophy or “the jungle becomes more complex”
9:25 Isreal and Judaism
Wo kommen sie her – wo gehen sie hin? Für Proteine ist die Antwort relativ klar: Proteasen sind für den Abbau von Proteinen verantwortlich. Die Einzelbestandteile, Aminosäuren, werden recycelt.
Das Nobelpreisträgertreffen hat dieses Jahr den Schwerpunkt Chemie. Ich bin Biologie, und mein mangelndes Wissen wurde mir gestern Abend beim DFG-Dinner vor Augen geführt, als ich mich mit hochmotivierten Nachwuchswissenschaftlern aus China über deren Fachgebiete unterhielt. Es bereitet mir Mühe, die genauen Mechanismen der Katalyse an Oberflächen, die Vorteile eines zehn Nanosekunden Lasers oder die spezifischen Eigenschaften von porösen Nanopartikeln zu verstehen. Umso dankbarer bin ich, dass einige der Laureaten hier Vorträge halten, die sich mit mir zugänglichen Themen befassen; also eher biochemisch und am liebsten über Proteine.
Einer davon war von Robert Huber, Nobelpreisträger 1988. Es ging um molekulare Maschinen, die beim Proteinabbau in der Zelle beteiligt sind, und um deren Kontrolle. Letzteres ist ein häufig unterschätzter Aspekt: Wenn Proteasen (so heißen die Proteine, die mit dem Abbau anderer Proteine beschäftigt sind) nicht rigoros kontrolliert sind, bauen sie alles ab, was ihnen in der Zelle in den Weg kommt, und das kann verständlicherweise kein Organismus auf längere Zeit verkraften.
Robert Huber ist Strukturbiologe. Ihn interessiert also, wie Proteine und molekulare Maschinen tatsächlich aussehen. “Molekulare Maschinen” ist übrigens ein Sammelbegriff für Proteinkomplexe, die eine bestimmte Funktion in der Zelle ausführen. Beispiele wären die RNA Polymerase, das Ribosom, das Chaperonin, und eben Proteasen wie das Proteasom.
Der Vorteil von Hubers Fachrichtung für diesen Blogpost ist, dass es schöne Bilder zum zeigen gibt. Hier also erst mal weniger Text und mehr “Eye Candy”. Ich habe Robert Huber in einem Interview noch näher zur Strukturbiologie befragt. Das wird nachgereicht, wenn ich dazu komme die durchweg zu leise Aufnahme in Worte zu packen.
Huber hat sich auf vier molekulare Maschinen beschränkt:
Strukturbiologen hinterlegen ihre publizierten Strukturen in der Protein Data Bank. Diese ist frei zugänglich, und jeder kann nach dem Molekül seiner Wahl suchen. Wenn die Struktur aufgeklärt ist, findet man dort ein eben so schönes Modell. Die Links unter den Abbildungen führen jeweils zu den Proteinkomplexen in der Protein Data Bank. Dort kann man sich die Moleküle auch dreidimensional anschauen.
HslVU besteht aus dem hexameren HslV mit Proteasefunktion und HslU mit der ATPasefunktion. HslVU kommt im Cytoplasma von Bakterien und Archäen vor. Das Bild zeigt HslV in der Seitenansicht, kristallisiert aus einem Archäon. HslV ist ähnlich zur beta-Untereinheit des 20S Proteasom aus höheren Eukaryoten.
Das 20S Proteasom besteht aus 28 Einzelproteinen. Es sind vier Ringe mit je sieben unterschiedlichen alpha und beta Untereinheiten. Die eigentliche Proteaseaktivität findet im innern des Proteasoms statt.
Tricorn ist eine hexamere Protease. Proteine werden vom 20S Proteasom in kurze Aminosäurestücke zerschnitten, diese werden von Tricorn weiter prozessiert. Das Protein, dem die Kristallstruktur hier zugrunde liegt stammt ebenfalls von einem Archäon.
DegP kann Protease sein, also Proteine abbauen, oder als Chaperon fungieren, also fehlerhaften Proteinen beim erreichen der richtigen Sturktur helfen. Der Wechsel ist temperaturabhängig. DegP ist ebenfalls ein Hexamer, hier aus E. coli kristallisiert. Das aktive Zentrum liegt in der Mitte des Moleküls.
Der multimere Zustand von DegP, hier ein 48-mer. Das Substratprotein OMP (outer membrane protein) kann komplett eingekapselt werden. Bei niedrigen Temperaturen besteht so die Möglichkeit, dass es sich zurückfaltet. DegP kommt auch as 12mer und 24mer vor.
Was mit den Einzelbestandteilen der Proteine, also den Aminosäuren passiert, ist im einleitenden Absatz des Blogposts angedeutet: Sie können wieder als Bausteine für neue Proteine verwendet werden, die am Ribosom gebildet werden. Wo kommen sie her – wo gehen sie hin? Es ist eigentlich ganz einfach.
» Tobias Maier ist Biochemiker und forscht als Postdoc am CRG in Barcelona. » Er führt das Blog WeiterGen auf ScienceBlogs |
When you first meet Aaron Ciechanover, he appears to have the distracted air of a man who feels slightly inconvenienced to be in whatever situation has been apparently imposed on him. But this preoccupied demeanor belies a mind which is ready to hold forth on a disparate variety of topics with infinite verve and enthusiasm and which is not reluctant to be politically incorrect, provocative and utterly honest. And it hides a broad smile which is very readily revealed at the mention of a favourite incident or fact.
If there is one word to describe the Israeli doctor, biochemist and Nobel Laureate it’s passion, and this passion is pronounced no matter what the topic of discussion; from protein degradation to languages and traveling, from politics to history. Whether we were talking about protein structure or Israel-Palestine relations, Ciechanover’s thoughts were always opinionated, honest, cogent, provocative and without a dull shade in them. This is the kind of stimulating person that you always want as a dinner companion.
I met Ciechanover along with a small group of students for dinner at a charming restaurant on a path lined with cobblestones somewhere close to Lindau’s Inselhalle on Fischergasse street. As we shuffled around our tables to accommodate everyone, Ciechanover was joined across the room by his fellow Nobel Laureate and friend Peter Agre, whom we met earlier. Both Agre and Ciechanover joke that they are doctors who received the Nobel Prize for chemistry without having any reasonably good knowledge of chemistry. But the humor hides an aspect of chemistry that we have been emphasizing here for a while now; its extraordinary diversity and synergy with other fields that allows even people who may not be trained as chemists to make contributions to the subject.
Aaron Ciechanover shared the Nobel Prize for chemistry for one of those discoveries that are deep and long-lasting. As a rule the Nobel Prize is awarded to great discoveries and not great scientists. The greatness of all discoveries is naturally not alike. The discovery that Ciechanover made ranks among those great discoveries that are fundamental for understanding life. The reason why DNA or electron transport in biological systems or the genetic code are considered prize-winning discoveries are not only because they demonstrated something absolutely basic about living systems but because they are absolutely universal. DNA is the molecular basis of all of life. The genetic code similarly underpins every single organism’s existence on our planet. Aaron Ciechanover’s and others’ discovery of ubiquitin-mediated protein degradation is similarly universal and constitutes the basic mechanism of protein waste elimination in all eukaryotes. This is as fundamental as you can expect a process to be. Until Ciechanover and his colleagues discovered this, protein degradation was considered to be a general and non-specific process that was of secondary importance to the main processes of life. But Ciechanover and his colleagues Avram Hershko and Irwin Rose discovered ubiquitin, a small protein that as the name indicates is ubiquitous in eukaryotes and crucially aids in the destruction of proteins which have outlived their utility in one way or the other.
Naturally Ciechanover likes talking about the story of how he heard about the prize. Ciechanover was getting into his car to go somewhere when his son came to tell him that somebody from Stockholm had left a message and asked to call him back. Since Ciechanover has many colleagues and friends in Stockholm, he assumed that it must be one of them and decided to wait until later to call back. It was when he returned after a few hours and called this person with the unfamiliar name that he heard about the news. Amusingly, it was just 5 mins before the official prize announcement and the Stockholm official who delivered the news had to hang up right away. While all this was happening Ciechanover’s co-laureate Hershko had gone for a swim and had no mobile phone. The swimming suit clad Hershko was surprised to see a troupe of journalists and others gathered in front of his house when he returned after a couple of hours and wondered what was happening.
Ciechanover’s love of storytelling extends to his own interests which involve reading biographies and history books as well as a medieval romance set in 17th century Italy. I was delighted to hear him mention Max Perutz’s absolutely delightful collection of essays, “I wish I’d made you angry earlier” which I have read several times as one of his favorites. He also mentioned Harold Varmus’s recent memoir; Varmus is one of President Barack Obama’s chief science advisors.
The students gathered around the table constituted a diverse and eager lot. They included students from Norway, Sweden and Russia. They were researchers in diverse fields, from gene therapy to thermodynamics to astrophysics and all exhibited a love of science, traveling, languages and culture. All of them greatly appreciated the connection with students from other countries that the Lindau meetings provide. All of them were highly motivated and seemed to latch on to every word that Ciechanover was saying. Ciechanover in turn had a very lively interaction with the students and he answered their questions with gusto and emphatic consideration. I also briefly and productively talked to him about the clinical aspects of ubiquitin from a drug discovery viewpoint. There are some efforts underway to discover small molecule inhibitors of the protein, but considering its ubiquitous distribution in the body the target may not exactly be druggable. However if not anything else, small molecules can at least serve as probes to investigate basic functions of the protein.
Ciechanover also emphasized the importance of liking what you do. In this he reiterated what Peter Agre had noted during his interview; that until you take risks and do what you like, there is no way to know whether you have succeeded or failed. You can take the safe road and settle for a safe life, but then you potentially miss out on doing something exceptional. Even if you don’t do something exceptional you can still take pleasure in the process of learning and doing. That is the sheer, unadulterated joy of science. Ciechanover also reminisced about flip-flopping a little during his career since he enjoyed both treating patients and doing lab research. But he said he learnt a lot from both. Ciechanover also mentioned that one of the joys of scientific research is the joy of meeting old friends and researchers several times every year in interesting places around the world.
During the long, enjoyable and ambrosial dinner which included the local Lake Constance speciality catch Felchen and was followed by a succulent dessert of fruit and ice cream, Peter Agre kept on coming to our table to take good natured jabs at his friend and colleague. At one point he announced that he knows even less chemistry than Ciechanover. Perhaps the most amusing moment was when he offered to sing Tom Lehrer’s delectable song about the elements. With a flourish, Agre launched into an almost perfect rendition of the piece. I have heard the song several times and yet cannot sing even the first stanza; Agre must have practiced the song quite well. Friend of Ciechanover that he was, Agre announced that the name of an unstable element that was not included in the song was ‘Ciechanoverium’.
All in all, we had a wonderful time and a really enjoyable dinner with a man who did not mince his words and who provided us with a lot of instruction, information and infinite enthusiasm.
Peter Agre and Aaron Ciechanover
]]>Zum Glück wurden für uns Scienceblogger jeweils ein bis zwei Plätze bei diesen Essen organisiert. Paula berichtete bereits von der Helmholtz-Veranstaltung. Ich war mit Tobias bei der DFG im Restaurant der Spielbankeingeladen. Als Ehrengäste: Huber, Chalfie und Noyori. Da die Presse angehalten war sich im Hintergrund zu halten, kam es mir sehr gelegen, dass ich incognito in Grau reisen kann. Tobias wurde mit seinem gelben Band gleich gründlich von einem Grünbandpolizisten inspiziert. Es klingt in meinen Posts immer wieder an und wird vielleicht etwas langweilig, aber die Farben sind im Lindauer Mikrokosmos tatsächlich wichtig.
Es stellte sich heraus, dass die DFG und die Humboldt-Stiftung gemeinsame Sache machten. So kam ich also doch noch über Umwege dazu bekannte Hände zu schütteln. Neben einer Handvoll von Humboldt-Fellows aus alles Welt und wenig deutschen Doktoranden waren vor allem die indische und chinesische Delegation geladen. Insgesamt ca. 80 Gäste.
Damit bot das Abendessen eine erstklassige Möglichkeit fernöstliche Kontakte zu knüpfen und endlich ein paar Visitenkarten loszuwerden (mein Zimmerkollege führte bis dahin 5:0 in der Zimmer 4-internen Visitenkartenwertung). Wegen der Fülle an Gästen war der Kontakt zu den Laureaten natürlich nicht so eng, wie bei Paula. Zudem machte sich Herr Huber ziemlich schnell aus dem Staub – um noch bei seinen Max-Planck-Kollegen vorbeizuschauen, wie ich später erfuhr.
Insgesamt ein angenehmer Abend mit interessanten Kontakten. Ich bin gespannt, ob mir die vielen Fotos am Ende auch wie besprochen zugeschickt werden. Ich selbst hatte nämlich meine Kamera vergessen.
» Oliver Schuster ist normalerweise Chemiker und blogt hier aus Neugier |
When I visit my favourite restaurant for lunch or dinner, I usually order a legitimate food item from the main course. But once in a while, just to indulge, I order a sample platter of appetizers. The appetizers don’t always provide the deep satisfaction that I get from eating a proper, expensive food item. But they provide me with a different kind of unique satisfaction; they give me a glimpse of what’s new, what’s possible. They provide a view of the diversity that can emerge in a plate of bite-sized chunks. And through their frequent novelty, they give me hope that there are new possibilities on the horizon. These appetizers constitute occasional but necessary fodder. Sir Harold Kroto’s talk was one of the most satisfying platter of appetizers I have sampled, and I had not even ordered it.
Sir Harold exemplifies the British intellectual tradition at its best. He has three passions; science, education and humanism. And in a wonderfully entertaining talk filled with animation, quotes, videos and wit, he exemplified all three qualities. And of course no talk is ever really interesting without being a little provocative, so there was plenty of that too.
Harry Kroto shared the Nobel Prize in 1996 for discovering a chemical structure that has become a cornerstone of our scientific imagination in the same way that DNA has. The fullerenes that he, Robert Curl and Richard Smalley discovered have symbolized scientific discovery. The myriad odd structures emerging from these structures including carbon nanotubes give us the hope of novel technologies in engineering and medicine. Since his discovery of buckyball in 1985, Kroto has turned toward other endeavors. He has strived to make his beloved science accessible to those who would most benefit from it, namely children around the world. To do this he travels all over the world and organizes local groups in developing and developed countries who teach children about science.
Kroto believes that science should always be presented in an attractive way for it to become truly appealing. To this end his talk reflected this style. Each of the slides was highly pictorial, filled with rapid animation, videos and quotes, exactly the dose of inspiration and fun that a roomful of 500 excited science students and young researchers needed. The talk began with an exposition of “chemistry in 30 seconds”. It must have been a module that Kroto and his team designed for students; starting from simple numbers and figures Kroto derived the periodic table on the screen. The next few slides explored molecular flexibility, an important consideration which is paramount in the biological activity of drugs for instance. Kroto’s own speciality- microwave spectroscopy- examines this phenomenon and was key in the discovery of fullerenes. Kroto’s story is the quintessential story of serendipitous scientific discovery. His real interest was the study of molecules found in outer space. One day during this exploration he and his team accidentally discovered a peak in their spectrum, something that they were not looking for. Today a PhD. advisor may severely reprimand a graduate student if he tries to assign a chemical structure to a single signal in a complex spectrum. But Kroto and independently Smalley and Curl investigated this anomaly. As they say, the trick in science consists of seeing what everyone sees, and thinking of what nobody thinks. The rest is history, although Donald Huffman and Wolfgang Krätschmer had to synthesize fullerene in measurable quantities to meticulously characterize it.
After encapsulating chemistry in 30 seconds, Kroto moved on to the topic of science education. Some of the brightest children in the world are the most pressed for access to scientific knowledge. As I write this and look at the young scientists and bloggers around me, I ask myself, “What if we had been born in Somalia, or the DRC, or El Salvador, or a tiny village in China or India?”. We each have to realise that most of us are privileged in doing what we do not just because of our own intrinsic capabilities of learning but because of fortunate circumstances, educated parents and plain old good luck. We should continue to remember that there are kids brighter than us, kids who potentially could make Nobel Prize winning contributions, who don’t have the tiniest chance to climb the ladder of education. We owe it to ourselves to make sure if we can, to invest a tiny amount of effort in our own way to educate those who have not been fortunate to educate themselves.
To achieve this, Kroto has started the Vega Science Trust which seeks to communicate the value of science and common sense thinking to children in poor countries. In this respect Kroto is not a general who dictates from the sidelines. He is a foot soldier who is out there in the field. Photographic evidence of this fact came from several photos of Kroto teaching science to children in Mexico, Florida, China and Africa. The children were wearing t-shirts that were proudly emblazoned with fullerenes. The teaching of science extended to the spiritual; “fullerene meditation” in which children balance fullerenes on their heads while adopting a state of quiet contemplation. Kroto also emphasized the importance of the three bastions of modern information access, Google, Wikipedia and Youtube. All three constitute important forms of information access for millions of people in the future. Especially Wikipedia is a tremendous example of the remarkable wealth of high-quality knowledge and intense interest that individuals have in contributing to it.
The Vega Science Trust also has a really great website which has free access to interviews with Nobel Prize winners and other scientists, lectures by famous scientists (including a fantastic set of four one-hour lectures by Richard Feynman) and many other science resources. I have listened to several of the interviews and talks on this site and they do an admirable job of inspiring young people to study science.
However, educating children is not just educating them about science, because science itself is not simply about facts but about a process of constant questioning and revision. Sir Harold’s third passion, humanism, firmly rests on the pillars of open criticism and inquiry that exemplify science. Humanism is not necessarily a rejection of religion, but it is an active and relentless emphasis on critical thinking, equality and skeptical thought.
Here is where the talk became provocative because when you start talking about impediments to learning you inevitably have to mention religion. The science-religion controversy is so widespread that you think that everything possible that one can say about it has been said. However Kroto focused on some key aspects. He was categorically clear that children should not be indoctrinated with their parents’ religion and taught that that is the only “right” one. Kroto has spent more than a decade teaching children to be inquisitive, critical and open-minded. Religious indoctrination of children will undo much of what he has been trying to do. But for Kroto the issue goes much further. Religious indoctrination is part of many different environments that the child inhabits. To make his point Kroto showed pictures from the odious creation “museum” in Kentucky, with saddled dinosaurs and with children shown the “evolution” of the earth over the past 6000 years. Even religious moderates should find this spectacle ridiculous. Richard Dawkins has called parents bringing up their children in their own religious tradition as engaging in “child abuse”. While one might debate the merits of such a strong statement, there is no doubt that parents of all stripes must teach their children the value of open exchange and critical thinking.
But why? Why constantly stress the value of scientific thinking? Because otherwise our future generation would not be able to make the contributions that scientists at Lindau have made, and they would not be able to reap the benefits of these discoveries. The current flood of students at Lindau might well dwindle down to a trickle. We depend so intimately on continuous scientific discovery that we largely take it for granted. Too much of the science-religion debate ignores the simple fact that science has led to an enormous reduction in the amount of suffering in our world. As just two examples, Kroto quoted the discovery of anesthetics and penicillin, two discoveries which were watersheds in the amelioration of human disease and suffering. Whatever the positive and negative qualities of religion, the positive qualities of science should be apparent to any person. And it is only through the constant application of critical thinking and healthy skepticism that we have bequeathed the fruits of scientific wisdom.
Thinking about critical thinking and a balanced outlook takes us to the last point that Kroto discussed, and that was the absolutely crucial need for sustainable development. The same rational thinking that has led us away from superstition should also lead us to realize the grave danger that our activities pose to our planet, and the urgent need for prompt and cogent action. If we don’t take care of our planet, we would not be able to take care of ourselves and nothing would matter then; not fullerenes, not education and not the science-religion debate. All that would matter would be the throes of a helpless species which could not prevent its own destruction. For a species which has sequenced its own language of life, sent men to the moon, plumbed the depths of its planet and defied nature by extending its own survival and life-span by leaps and bounds, we owe ourselves more than that.
Albert Einstein once said that “all of science measured against reality is primitive and childlike- and yet it is the most precious thing we have”. This is another profound realization that is frequently lost in the science-religion debate; that science makes no claim to ultimate truths (notwithstanding the utmost self-confidence that some of its practitioners may exhibit) but it has been supremely useful in gradually helping us know and get rid of our biases; as Niels Bohr said, the rather unpretentious goal of science is the gradual removal of our prejudices. To this extent science should be the epitome of modesty. We should be humbled and reminded of our own tiny little space in the universe whenever our eyes stretch across the vast milky way or whenever we view the sheer diversity of the species that populate a rain forest and recognize the deep and intimate relationship we share with these creatures.
At the same time we should feel supremely privileged that science, with the simplest of lessons, has allowed us to transcend our dreams in ways that have been possible for no other species on our planet. Science is not perfect, but the values of open-mindedness and skepticism that it has taught us have not only allowed us to make the world a better place through practical discoveries, but have also engendered the most basic elements of humanity, including a respect for free and open minds that is independent of nationality, gender, race and language. The Lindau meeting proves that science transcends every kind of barrier like no other endeavor. This rare realization, this most unifying of paradigms, is indeed a thing of limitless value. The most precious thing that we have.
]]>The discussion was different from Ertls in many ways. Before we were allowed to ask questions, Ciechanover held a short speech on aspects that he wasn’t able to mention in the morning because of a lack of time. After he outlined his vision of a personalized, genom-based medicine, he made clear which ethical and moral consequences we have to face. How should we handle the gene-based “total information” about ourselves and others? What do you do, if you know about your 80 percent to come down with breast cancer? Would you even sire offspring if you knew they would carry the same risks? Without a doubt that was a very philosophical introduction.
I especially liked the jejune way in which he presents those problems. Maybe he isn’t always as politically correct as one might wish and sometimes he’s pitiless but he is distinct and concise. He does not question scientific progress because of its implications, because you can’t stop it anyway. “We need this information desperately, but it is explosive!”. Therefore he demands a debate on those problems and admits not to know a solution himself.
His monologue was only interrupted by questions from the young researchers, though his answers turned out to be very long. One might say, he likes to talk. He did though decline some questions concerning predictions: “Prophecy is only given by fools.” What I found most interesting was a commentary he gave about the modern role of doctors: Once there were halfgods in white coats that carried all responsabilty – the patient was expected to shut up. With growing knowledge about the complexity of diseases and the increasing willingness to sue medical doctors, this responsability was assigned to the patient. The doctor advises, but it’s the patient, who decides. This also fits with the fact that he forbears the preventive consumption of Aspirin (the “miracle drug”) for young researchers. He himself uses it though and apparently every doctor he knows as well.
For the rest there were a couple of statements dignified to be quoted:
» Oliver Schuster is normally a chemist and blogs here out of curiosity. |
» Jessica Riccò is the translator of this blog and would rather stay unaware of her cancer risks. |
Die Leidenschaft des Ionenkanal-Laureaten Agre ist, als könne es schöner nicht sein, Kanu fahren. Nicht in der Isar. Nicht eine Stunde. Nein im ganz großen Stil in Alaska. Urlaub mit seinem Bruder, seinen Freunden und Studenten (die müssen alle zugestimmt haben, dass Agre sie uns etwa in langen Unterhosen zeigen darf). Kanus und Crew werden an den Ausgangspunkt geflogen. 800 Kilogramm Essen im Gepäck….
Von hier an lasse ich nun ein paar der sicher 100 Bilder sprechen…
]]>Der Vortrag vor den Teilnehmerinnen und Teilnehmern des Lindauertreffens fängt damit an, dass er von seinen Ambitionen und Interessen als Kind erzählt. Es war gar nicht mal die Chemie die ihn so fasziniert hat, obwohl er auch in diesem Fach gut war. Vielmehr waren es Grafiken und Grafikdesign. Da es aber Mitte der 1950er noch keine Studiengänge dazu gab und er nicht auf die Idee kam ohne Ausbildung in diesem Feld zu arbeiten, fing er an Chemie zu studieren. Die Grafiken die er uns aus seinem Werk zeigt sind wirklich ausgesprochen gut und ein bischen kompensiert er diese “verpasste” Chance mit den Videos die er für Vega und GEOSTAT dreht.
Er hat erkannt, dass heutige technologische Zusammenhänge sehr verschieden sind von denen als er aufgewachsen ist. Kein Kind kann heute noch ein Telefon auseinander bauen und sehen wie es funktioniert, die Technik ist zu feingliedrig. Natürlich kann man auch heute sein eigenes erstes Radio bauen, aber ökonomisch ist das nicht mehr sinnvoll und so wird es auch emotional nicht mehr sinnvoll. Die Werte mit denen Kroto aufgewachsen sind sind immer weniger wichtig, er beschreibt es als eine Werteverzerrung. Das hat zur Folge, dass vieles was früher Allgemeinwissen (Common Sense) war heute eben nicht mehr selbstverständlich ist. Gleichzeitig verringert sich die Fähigkeit vieler Menschen analytisch und problemorientiert zu denken. Kroto sieht darin die Gefahr das religiöser Aberglaube wieder mächtiger wird.
Was genau einen Wissenschaftler ausmacht und dazu noch einen guten hat Sir Harold auch für sich definiert und ist essentiell um zu verstehen warum er das was er von der Wissenschaft verlangt von ihr verlangt. Wissenschaftler, sagt er bewerten und halten nicht dogmatisch an ihrem Glauben fest. Wenn sie Experimente aufsetzten tun sie das atheistisch, ohne vorgefertigte Meinung, sagt er. Sie versuchen Fragen zu verstehen und nicht die Antworten. Für mich ist das ein unglaublich hoher Standard an dem er uns misst, da ich nicht glaube, dass irgendein Wissenschaftler oder Wissenschaftler vorurteilsfrei ist und persönlich finde ich es wichtiger zu wissen das und wo man Vorurteile hat, als dass man anstrebt sie zu ignorieren.
Ich war etwas enttäuscht, dass ich in seiner Liste großer Männer und ihrer Zitate zu Aufklärung und Wissenschaft keine Frauen, dafür aber Thomas Jefferson fand. Jefferson war ohne Zweifel ein brillianter Mensch, der viel dafür getan hat Aufklärung und Menschenrechte in die Welt zu bringen, aber dass er eine große Anzahl an Sklaven hatte denen er diese Rechte nicht zuerkannte und eine dieser Sklavinnen mehrfach geschwängert und vergewaltigt hat wirft einen so starken Schatten auf ihn, dass es nicht unerwähnt bleiben sollte.
Wenn Kroto nach seiner eigenen Einschätzung seiner größten Leistung gefragt wird dann erzählt er von den Phosphor-Kohlenstoff-Doppelbindungen die er als er noch Mikrowellenspektroskopie gemacht hat. Das mit dem C60 war nach seiner Beschreibung ehr ein Zufall und er meint dass sein Leben ohne Nobelpreis vielleicht sogar glücklicher wäre. Da er aber nun Laureat ist, nutzt er die Position politische Themen wie Bildung anzugehen. Seine Mission ist es die Projekte GEOSTAT und Vega-Trust bekannt zu machen und zu fördern. Diese Projekte entstanden aus dem Verständnis heraus, dass jeder Wissenschaftler und jede Wissenschaftlerin der, oder die Expertin in ihrem speziellen Gebiet sind und anderen am besten davon erzählen können. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nehmen das was sie über ihr Gebiet erzählen auf und das Material wird Lehrerinnen und Lehrern zur verfügung gestellt, zusammen mit Anleitungen wie es gut zu verwenden ist. So kann jeder und jede Lehrperson weltweit auf die größten Experten zugreifen, ob in Afrika, Asien, Europa oder den Amerikas.
Auch ein i-Tüpfelchen hatten meine Begegnungen mit Kroto, über die Anregungen und die Inspiration hinaus. Das i-Tüpfelchen war, dass er mich heute Mittag im vorbeigehen erkannt hat und mich nicht nur gegrüßt hat, sondern extra stehen geblieben ist um Hallo zu sagen. Das hatte ich nun wirklich nicht erwartet.
» Paula Schramm ist Chemikerin und Doktorandin an der Uni Stuttgart. |
Heute “interviewte” ich den so schlagfertigen wie intelligenten Mann 40 Minuten lang in einem ungezwungenen, unterhaltsamen Gespräch. (Das Wort “Interview” ist deswegen ein Euphemismus, weil es sich tatsächlich eher um eine Plauderei handelte, als um knallhartes Fragenstellen.) Agre entdeckte eine grundlegende Bestimmungsgröße flüssiger Homoestasen bei Säugetieren, die Wasserkanäle beziehungsweise Aquaporine.
Dr. Agre hatte einen pickenpackenvollen Interview- und Vortragszeitplan und so wurde mein Interview gleich mit seinem Mittagessen gepaart. Wir sprachen über sehr viele interessante Themen und ich verwarf meine ursprüngliche Fragenliste als mir klar wurde, dass es viel spannender ist, Agre einfach reden zu lassen.
Ich erzählte Agre also zunächst, dass ich kein ausgebildeter Redakteur bin und er von mir keine journalistischen Meisterleistungen erwarten sollte. Daraufhin erinnerte er mich daran, dass ich ja schließlich Blogger sei, also sehr wohl ein wenig Journalist. Diese willkommene Abwechslung führte mich auch direkt zur Frage, wie er den Einfluss von wissenschaftlichen Blogs auf die Forschung einschätzt. Meiner Meinung nach sind Wissenschaftler nämlich m.E. nunmal oft keine Experten der Wissenschaftskommunikation, während Wissenschaftsjournalisten zum Teil das Hintergrundwissen für den jeweiligen Forschungsbereich fehlt. Agre wies mich darauf hin, dass Blogger, vor allem aber bloggende Wissenschaftler diese Lücke schließen könnten und so eine neue Form des Journalismus begründen. Dennoch war er unzufrieden mit dem Mangel an redaktioneller Betreuung und schlechter Recherche, auf deren Basis viele Blogs arbeiten. Außerdem meinte Arge, dass Blogs zweifelsohne sehr spannend seien, sich aber als relativ neues Medium erst noch in ihrer Nützlichkeit und ihrem Beitrag für die Wissenschaft beweisen müssten. Dabei erwähnte Agre Dana Brown und Gina Kolata als besonders versierte Wissenschaftsautoren.
Dann sprachen wir über andere wichtige Themen: Den Niedergang der Zeitungen etwa und die Tatsache, dass eben nicht nur Wissenschaftsressorts unter der Finanzkrise leiden sondern teilweise auch ganze Blätter eingestellt werden müssen. Agre beunruhigte das und er erklärte, dass es ihm ein Rätsel sei, dass die Öffentlichkeit nicht versteht, wie ernsthaft diese Entwicklung ist. Er wies auf ein Beispiel aus dem Kino hin: Edward Murrow war die Vorlage für “Good night and good luck”, ein Film in dem journalistische und moralische Grundsätze nie zugunsten der akribischen Berichterstattung leiden mussten. Der Rückgang der Leserzahlen ist Agre ein Dorn im Auge, auch wenn eine unbekannte Anzahl – möglicherweise: viele – dieser Leser schlicht ins Internet “umzieht”.
Wissenschaft zugänglich zu machen ist nicht so weit von der staatlichen Unterstützung für Wissenschaft entfernt, einem möglicherweise sogar wichtigeren Bestreben. Agre lobte Barack Obamas Stab an wissenschaftlichen Beratern, allen voran Steven Chu. Agre ist davon überzeugt, dass diese treibende Kraft sich auch tatsächlich positiv auf die Wissenschaftsförderung in den USA auswirken wird, auch wenn er der Meinung ist, dass die Verteilung von Fördermitteln langsamer hätte ablaufen müssen. Ein Ziel der Regierung sollte es aber auf jeden Fall sein, das Interesse von Kindern und Jugendlichen aber auch Bloggern und Journalisten an der Wissenschaft zu stärken.
Die Diskussion um die Unterstützung junger Wissenschaftler brachte mich zu einem Zitat, das ich in einem Artikel von Robert Weinberg vor ein paar Jahren gelesen hatte. Weinberg schrieb, dass die späte Anerkennung für Stipendien junge Leute tatsächlich von ihrer Forschung abhalten kann. Agre fügte dem hinzu, dass es immer noch ein großer Glücksfall ist, im Alter von 40 Jahren finanzielle Unterstützung für ein komplettes Forschungsprojekt zu erhalten. Jedoch sei Wissenschaft nunmal kein Ponyhof und es sei naiv, kontinuierliche und großzügige Spenden zu erwarten. Oder, wie Max Perutz es in einem seiner wundervollen Bücher ausdrückte: “Science is not an easy life.”
Die Unterhaltung wendete sich dann wieder der Popularisierung von Wissenschaft zu. Ich fragte Agre, ob er glaubt, dass die öffentliche Wertschätzung von Wissenschaft (und damit meinte ich nicht nur ihre praktische Anwendung sondern auch Forschungsmethoden) schwindet. Agre stimmt dem zu, betonte aber auch dass zumindest soziale Schichten mit niedrigerem Bildungsstandard sich niemals für die Vorgehensweise von Wissenschaft begeistern lassen werden sondern höchstens für das Ergebnis. So spannend Gencodes auch sind – die meisten Leute interessieren sich erst für die Genforschung, wenn sich damit Krankheiten heilen lassen oder frühzeitigere Diagnosen möglich sind.
Nichtsdestotrotz ist die Sorge über die Verbreitung von Aberglauben und Pseudowissenschaften größer als die Sorge über das mangelnde Interesse an Naturwissenschaften. Wie Einstein in einem meiner liebsten Zitate sagt: “Jede Wissenschaft ist nur eine drastische Ausdehnung von alltäglichem Denken” – Ich halte dieses Zitat für tiefgründig, weil es zeigt, dass Wissenschaft eben nicht nur im Elfenbeinturm stattfindet, wie viele glauben mögen, sondern dass sie ihre Ursprünge eben im Alltag hat. Carl Sagan war seiner Zeit voraus, als er in “The Demon-haunted world” schrieb, dass ein Mangel an wissenschaftlichem Denken die Fähigkeit zum vernünftigen Analysieren verdrängen wird und so wichtige politische und soziale Entscheidungen beeinflusst.
Schließlich kann auch die Gesellschaft über die Förderung von Wissenschaft mitentscheiden und wenn dort kein Interesse an Forschung besteht und Zeitungen und Medien nicht genügend über solche Themen berichten, wie soll sich an der Wahrnehmung der Öffentlichkeit etwas ändern? Dies sei eines der dringendsten Probleme unserer Zeit, betonte Agre. Er sagte, dass es immer leicht sei, Begeisterung für Themen zu generieren, die nicht unsere volle Aufnahmefähigkeit und kritisches Denken fordern, das läge eben in der Natur des Menschen. Unterhaltung sei immer verlockender als Bildung. Zugleich meinte Agre jedoch, dass intelligente Leute auch immer wieder Herausforderungen an Stelle von Berieselungen suchen. Außerdem seien es immer wieder die Entdeckungen dieser Menschen, die Innovationen vorantrieben. Diese Meinung sei nicht überheblich, sondern eine faktische Gewissheit. Agre sagte, dass wissenschaftliche Entdeckungen mit dem Filmgeschäft vergleichbar seien: Viele gute Filme würden von Blockbustern untergraben, dennoch würden sie nie ganz untergehen. Agre bemerkte, dass einige Entdeckungen auch unsere Ansichtweisen verändert hätten. Viele Pioniere dieser Entdeckungen seien in Lindau: Aaron Ciechanover etwa, der den ubiquitingesteuerten Proteinabbau entdeckte. Oder die Erforscher des Ozonlochs. Agre erwähnte bescheidenerweise nicht die Aquaporine, auch wenn ich ihn daran erinnerte.
Nachdem das Gespräch auf Aquaporine kam, nutzte ich die Gelegenheit, Agre danach zu fragen. Aquaporine sind ubiquitäre Proteine, die Wassermoleküle steuern. Sie sind der Schlüssel in der Selbsterhaltung und Beförderung von Flüssigkeiten bei Säugetieren. Diese Entdeckung war ein großes Glück für die Erforschung des Rhesusfaktor-Antigens. Die Geschichte ist auch in Agres eigenen Memoiren schön dokumentiert. Agre erinnerte sich daran, wie er und sein Team Weihnachten 1991 durcharbeiteten, um das Projekt zu beenden und das Paper an Science zu senden, da sie wussten, dass zumindest eine weitere, größere Forschergruppe auf dieselben Makromoleküle scharf war. Ich fragte ihn nach seinen jüngsten Forschungen zu diesen Proteinen und es scheint, dass ihr Potenzial als Arzneimittel noch sehr unterschätzt wird, auch wenn ihre Allgegenwertigkeit als Ubiquitin es erschweren könnte, sie über Arzneimittel anzugreifen.
Dann wandte ich mich dem interessanten, persönlichen Kram zu. Ein Punkt, der in Agres Autobiographie hervorsticht war die Geschichte, wie er von North Carolina zur John Hopkins Universität nach Baltimore zog und während dieser Zeit, um sein Einkommen zu verbessern, tatsächlich als Boxer bei Boxkämpfen auftrat. Das ist nun wirklich keine alltäglicher Job für einen jungen Wissenschaftler. Es stellte sich heraus, dass die Boxkämpfe zu einem Programm gehörten, um Jugendliche von der Straße zu holen. Agre jobbte dort fast vier Jahre – eine eigenartige, einzigartige Erfahrung.
Nachdem mir die Zeit davonlief, beschloss ich das Gespräch mit ein paar allgemeinen Fragen zu beenden. Eine große Frage über die zur Zeit viel debattiert wird ist der Konflikt zwischen Wissenschaft und Religion. Ist der Konflikt gerechtfertigt? Agre meinte, er sei lutherisch erzogen worden und hätte die Arbeit der Missionare immer gewürdigt – ungeachtet ihrer Beweggründe. Dennoch war sein Standpunkt klar: Seht auf das Wirken und nicht die Glaubensrichtungen, die Handlungen antreiben. Lasst Leuten ihren Glauben, solange sie damit gute Dinge verrichten.
Das Gespräch endete mit Agres Ermutigung zu einer stärkeren Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie. Zu diesem Zeitpunkt hatte er gerade sein Mittagessen beendet und musste zum nächsten Interviewtermin mit Nature. Es war ein großes Vergnügen mit ihm 40 Minuten zu plaudern und eine anregende Unterhaltung mit einem der größten Wissenschaftler unserer Zeit, der zugleich ein schlagfertiger und wundervoller Mann ist.
» Ashutosh Jogalekar ist Chemiker und momentan PostDoc. |
» Jessica Riccò ist ScienceBlogs-Redakteurin und ausdauernde Übersetzerin. |
Bild Christian Fleming / www.lindau-nobel.de
Der zweite Nobelnachmittag auf der Lindauer Insel bot den Teilnehmern die Möglichkeit mit Ciechanover, Molina, Noyori, Neher oder Rowland zu diskutiern. Obwohl diesmal fünf Laureaten (statt drei am Montag) zur Verfügung standen, und das Wetter eher ins Schwimmbad einlud, traf ich bei Aaron Ciechanover auf mindestens 300 weitere Interessierte. Manche mussten im Saal “Bayern” sogar stehen. Er hatte es offensichtlich geschafft mit seinem visionären Vortrag Werbung für sich zu machen.
Die Diskussion verlief in vielen Aspekten anders als zuvor bei Ertl. Bevor Fragen gestellt werden konnten, hielt Ciechanover einen kurzen Vortrag über Aspekte, die er aus Zeitmangel am Morgen nicht ausreichend ansprechen konnte. Nachdem er noch einmal die Vision der personalisierten, genom-basierten Medizin skizziert, macht er deutlich welche ethischen und moralischen Folgen uns erwarten. Wie gehen wir mit der genbasierten “totalen Information” über uns und Andere um? Wie geht man damit um zu wissen, dass man zu 80% Brustkrebs bekommen wird? Zeugt man Nachkommen, wenn man weiß, dass diese das selbe Risiko tragen werden? Zweifelsfrei ein sehr philosophischer Einstieg.
Besonders gefällt mir die nüchterne Art und Weise wie er diese Probleme präsentiert. Vielleicht nicht immer politisch korrekt und manchmal schonungslos, aber klar und prägnant. Er stellt den wissenschaftlichen Fortschritt wegen seiner Implikationen nicht in Frage, weil er ohnehin nicht aufzuhalten ist: “We need this information desperately, but it is explosive!”. Deswegen fordert er eine Auseinandersatzung mit den Problemen und gibt zu selbst keine Lösung zu haben.
Sein Monolog wurde nun von Fragen der Nachwuchsforscher unterbrochen, allerdings fielen seine Antworten sehr lang aus. Man kann sagen, er redet gerne. Manche Fragen über Vorhersagen wies er aber zurück: “Prophecy is only given by fools.”. Am interessantesten fand ich seinen Kommentar bezüglich der modernen Rolle eines Arztes: Früher gab es die Götter in Weiss, welche die gesamte Verantwortung trugen – der Patient hatte die “Klappe zu halten”. Mit wachsendem Wissen über die Komplexität von Krankheiten und der zunehmenden Bereitschaft Ärzte vor Gericht zu zerren, wurde diese Verantwortung auf den Patienten übertragen. Der Arzt berät, aber der Patient entscheidet. Dazu passt, dass er es sich verkneift den Jungforschern die präventive Einnahme von Aspirin (“miracle drug”) zu empfehlen. Er selbst nimmt es jedenfalls, und angeblich jeder Arzt den er kennt auch.
Ansonsten gab es noch ein Fülle zitierungswürdiger Aussagen, die ich nicht übersetzen werde, um sie nicht zu verfälschen:
» Oliver Schuster ist normalerweise Chemiker und blogt hier aus Neugier |
The horror
Previously, all three winners of the 1995 chemistry Nobel – Sherwood Rowland, Paul Crutzen and Mario Molina, whose work revealed how humans were destroying the ozone layer – had spoken about the impact of greenhouse gases on Earth’s climate. Graphs showed scary recent rises in everything: carbon dioxide emissions, global population, Earth’s temperature… Facts seeped into my bones like guilt: in just one year we use fossil fuels that took a million years to create, for instance.
We’re playing a giant and dangerous game of roulette with the planet
Couldn’t nuclear power rescue us? For a while, perhaps, but the panel seemed resigned to the consequences of building hundreds more nuclear reactors: global thermonuclear warfare. Molina cast the whole issue of how much we should invest to combat climate change in simple economic terms: in short, we’re playing a giant and dangerous game of roulette with the planet. Since the last IPCC report in 2007, which stated that mankind is almost certainly impacting the climate, the need to act has become even more urgent, he said.
The interest
Each laureate gave a short statement about renewables. Gerhard Ertl mentioned photovoltaics, Robert Grubbs spoke of the need for new materials, Walter Kohn believed in the power of wind and solar to replace oil and gas, Harry Kroto would like to see water split into hydrogen and oxygen, Rudolph Marcus toyed with the idea of mini-Manhatten projects, Rowland mused about taking CO2 out of the atmosphere…
Kroto received a round of applause when he stressed the importance of left-field approaches over strategic programmes. Interestingly, Molina pointed out that the Montreal protocol, which saw a worldwide cut in CFC emissions (CFCs destroy ozone but also contribute to the greenhouse effect), has done at least five times more good for combating climate change than Kyoto.
The disenchantment
While the panel was eminently more qualified than I to debate the issue of renewable energy, I got the feeling that we weren’t getting the full story about the potential impact of various approaches (bar Molina and Rowland, the expertise of panel members had little to do with energy technology). Fuel cells and hydrogen powered cars came up a lot during the discussion, but no answer came when Kroto asked how much energy it costs to make such “green” vehicles in the first place. Will nuclear fusion be able to save us from catastrophe? Nobody really knew the answer.
But there is something even more unsettling about listening to a bunch of the world’s top scientists discuss how to save the world. It seems obvious that the solution, while doubtless aided by certain scientific breakthroughs (the ability to split water molecules or fuse light nuclei efficiently being good examples), is only going to come about by political and social means. Indeed, relying on the wonder of science & technology to come up with miraculous ways to allow the West to continue its high standards of living often makes it too easy for politicians to justify environmentally unsound decisions.
There is something unsettling about listening to a bunch of the world’s top scientists discuss how to save the world.”
We already know how to build solar cells, wind turbines, nuclear reactors and such like, and we know that we can have a (small) impact by choosing not to fly around the world attending conferences, insulting our homes and switching off our appliances off overnight etc. The question is: do world leaders have the courage or incentive to take action? Here Molina did offer some comfort. In his experience, heads of state are now much more engaged with the issue than before.
The art of silence
After the panel event I caught up with Kurt Wüthrich, who shared the 2002 chemistry Nobel for for his development of NMR for determining the structure of biological macromolecules. He was jet-lagged having arrived from California the night before, and had missed the panel discussion, but I doubt he would have attended the event anyway.
Wüthrich is not one of those laureates who likes to speak out on issues beyond his expertise. He just says “no” when invited to do so. After surveying a printout of the membership of yesterday’s panel, Wüthrich concluded that it amounted to a few strong egos and very little basic knowledge.
“They are fighting for survival, so what does it matter to discuss scientific matters?”
He pointed out that the current economic situation is slowing down the destruction of the planet, reducing the use of gasoline by tens of percent and putting an end to the construction boom. On the other hand, he says that when industry and governments fall on hard times they’ll find excuses for not keeping promises on clean air. “They are fighting for survival, so what does it matter to discuss scientific matters?”
Yet Wüthrich is optimistic about humanity’s future. “Humans have the important feature that they tend to react rather than act. So when things get really critical, it’s simple: those who are left will react.”
He absolutely agrees that humans are having an effect on the climate, but finds it less obvious that we need to put so much effort into reducing greenhouse gas emissions. He points out that Lindau (currently enjoying unbroken sunshine) used to be covered in ice, although is quick to add that he has not studies the global warming issue in detail. It’s a shame he doesn’t agree to inject a bit of life into panel events on climate change, really.
» Matthew Chalmers completed a PhD in physics and works as a freelance writer. |
Alle fünf jungen Wissenschaftlerinnen sind herausragend in ihrem Gebiet und in verschiedenen Stadien vor der Beendigung ihrer Dissertationen oder schon in festen Positionen. Was mich überrascht hat, ist das mehr als eine Person sagte, dass sie eigentlich nur da hin gegangen seien wo sie sind, weil anderweitige, z.B. familiäre, Verpflichtungen sie dahin geführt hätten. In jedem Fall war die Gesellschaft hervoragend.
Dass Sir Kroto die Unterhaltung dominierte wird niemanden verwundern, der ihn schon einmal erlebt hat. Er erzählte von den Dingen, die ihn bewegten und die er vermitteln möchte. Margaret bremste ihn immer wieder, wenn er gar zu provokativ und schalkhaft wurde. Ich stelle mir vor, dass man als Nobelpreisträger irgendwann darauf trainiert ist zu entertainen, wobei Kroto es trotzdem schaffte, auf jede einzelen Teilnehmerin und jeden Teilnehmer einzugehen und ihn über ihre Arbeit und ihren Werdegang auszufragen. In dieser kleinen Runde kamen auch Fragen und Themen auf, die ich mir selber, z.B. für ein Interview, so nicht überlegt hätte. So ergab sich für mich ein sehr umfassendes und persönliches Bild dieser charismatischen Person.
Mit Walter Kohn konnte ich leider nicht reden. Er saß am anderen Ende des Tisches und wir haben uns leider nicht zwischendrin umgesetzt. Kohn schien aber mit der etwas ruhigeren Unterhaltung, die er mit seiner Tischnachbarin führte sehr zufrieden zu sein und am Ende hatte er den einzigen gemeinsamen Lacher der ganzen Gruppe auf seiner Seite.
Die Themen über die Kroto referierte waren seine Lieblingsthemen Bildung, Allgemeinwissen, Religiösität und Wissenschaft. Er sprach auch über seine Forschung, seine Erfolge und wie der Nobelpreis seine eigenen Verpflichtungen und Veränderungen mit sich brachte. Seine Beschreibung eines guten Wissenschaftlers fand ich sehr beeindruckend. Ein guter Wissenschaftler laut Kroto ist jemand, der die guten Ergebnisse, die er hat als solche erkennt, nicht unbedingt einer der gezielt gute Ergebnisse produziert, weil viele Ergebnisse aus dem Blauen heraus entstehen. Wissenschaftler sind analytisch und problemorientiert und das ist etwas, das wir über gute schulische Bildung allen Menschen beibringen sollten.
Zu diesem Zweck hat Kroto den Vega Trust und GEOSTAT gegründet. GEOSTAT bietet Lehrerinnen und Lehrern Material um den bestmöglichen Unterricht zu machen und erklärt ihnen auch wie sie die Mittel und Materialien im Unterricht einsetzen. Das Vega-Projekt hingegen wendet sich an die Lernenden direkt. Bei seinen Begründungen und Zielen zu den Projekten konnte ich nur mit dem Kopf nicken, da es viele der Gründe und Ziele sind die mich motiviert haben über Chemie zu schreiben. Für mich heißt das, dass ich mich erkundige wie und in wo ich mich an den Projekten beteiligen kann.
Am Ende des Abends waren alle etwas erschöpft ob des vielen Inputs, aber fast alle schienen glücklich und zufrieden zu sein. Für mich ist dieses Dinner wahrscheinlich das Highlight der ganzen Woche und ich bin begeistert, dass die Helmholtz Gemeinschaft uns das möglich gemacht hat.
» Paula Schramm ist Chemikerin und Doktorandin an der Uni Stuttgart. |
Image source
Peter Agre has got to be one of the nicest scientists I have ever met. Until now I had only one data point to support this conclusion; a very enjoyable chat with him along with some other students last year at Emory University. Now I have two. Today in an informal, entertaining, witty and informative 40-minute exchange I “interviewed” the man who discovered one of the fundamental determinants of fluid homeostasis in mammals; the water channels or aquaporins. The word ‘interview’ is really a misnomer since the interview was much more of an informal conversation with a very friendly and witty person.
Dr. Agre had a packed schedule of interviews and talks and he just found enough time for lunch even as we had a chat. We talked about a lot of interesting stuff, and I tossed away my initial set of interviews questions with the relief that the conversation was going to be much more informal and unstructured.
I started by reminding him that I am not a journalist by profession and therefore he should not mind if I don’t appear “journalistic” enough. He responded by reminding me that I am a blogger, which makes me at least a little bit of a journalist. This was a welcome digression since it led me to one of the questions that I had for him; what kind of impact does he think blogs have on scientific discourse. The more fundamental problem I was getting at with this question was this disconnect, much discussed these days, between top scientists who nonetheless may not be very good at communicating their science, and science journalists who may be good at communication but not well-grounded enough in the science. Agre hinted that bloggers, essentially scientists who write on the side, may fill this gap and may constitute a new form of journalism. However he was concerned about the lack of editing and fact-checking that accompanies many blogs. Plus he said, while blogs are definitely very interesting, their recent arrival on the scene means that the verdict is still out on their usefulness and contribution. Agre pointed to Dana Brown and Gina Kolata as examples of very good science writers who seem to be well-versed with the science.
We next moved on to another current topic of major concern; the fact that many newspapers are shutting down not just their science section but shutting down everything. Agre also is concerned that the public does not understand how serious this development is. He pointed to an example of cinema; Edward Murrow featured in the movie “Good night and good luck” was a paragon of journalistic and moral standards, never cutting corners in accurately reporting the news. The decline in newspaper readership is definitely concerning but Agre also pointed to the unknown number of readers who read the news online, possibly a substantial number.
Making science accessible is not too far from government support of science, an even more important endeavor. Agre was full of praise for Barack Obama’s current crop of science advisors and most notably Steven Chu. Agre thought that the stimulus package will make a real difference, although he was of the opinion that the dissemination of the package should have been more long-term. Part of the goals of such government support should be to recover the interest of young people, including scientists, bloggers and journalists.
The discussion of support of young scientists led me to quote from an article by Robert Weinberg at MIT written a few years back. Weinberg thought that the late recognition of their work by research grants would really put young people off science. Agre acknowledged that this is indeed true and getting a first RO1 grant by age 40 is still considered lucky. However he emphasized that science is not an easy game and it is naive to expect constant and generous funding of support. As Max Perutz titled one of his wonderful books, Science is not an Easy Life.
The conversation then turned back to the popularization of science. I asked if Agre thought that public appreciation of science, and by science I didn’t just mean the applications of science but the very method of scientific discovery, was dwindling. Agre agreed that this was the case, but also noted that the least educated class of society is probably never going to appreciate the details of science but only its end products. As cutting edge as gene arrays are, most people are going to only appreciate them if they lead to a cure for disease or quicker diagnosis.
However, the larger concern about the lack of appreciation of science is part of an overriding concern about the lack of rational thinking itself among the general populace. As one of my favorite Einstein quotes says, “All of science is only a more rigorous extension of everyday thinking”. I think this quote to be profound, because it really tells us that science is not the ivory-tower activity that many think it is but that it is very much grounded in the real world, a more careful detailed and modification of the kind of thinking we do in daily life, or at least the kind that we should do. Carl Sagan was very prescient in noting in “The Demon-haunted World” that a lack of scientific thinking will lead to a failure to rationally analyze the world around us and will hinder society’s ability to make important political and social decisions. After all public funding of science is ultimately in the public’s hands, and if the public does not understand the scientific method, and if newspapers and media fail to communicate the value of this method to them, how will they gain the necessary information required to turn them into responsible citizens? This is one of the most pressing problems of our time and Agre acknowledged it as such. He said that it is always easy to fall for activities and interests which don’t need the full use of our critical faculties; this is just human nature. Entertainment is always more seductive than real learning. At the same time, Agre believes that people who are intellectually more or less primed to be challenged by hard problems will continue to be challenged. Plus, it is really the discoveries made by this select population that drive innovation; there is no hubris in this viewpoint, only a factual assertion. Agre said that scientific discovery is somewhat like making movies; a lot of mundane material occasionally interrupted by blockbusters. Agre noted some key discoveries that really changed our view. Many pioneers of these discoveries are at Lindau. Aaron Ciechanover whose discovery of ubiquitin-mediated protein degradation is forever. Or the ozone people. Agre modestly did not mention aquaporins, although I did remind him about them.
Since we mentioned aquaporins this was a good time to ask Agre about them. Aquaporins are ubiquitous proteins which conduct water molecules. They are key in fluid retention and transport in mammals. The discovery was really serendipitous with the proteins found in a search for the Rhesus factor antigen. The story has been well documented in Agre’s own Nobel Prize memoir. Agre recalled how he and his team worked through the Christmas of 1991 to finish the work and submit the paper to Science, since they knew that at least one other large group was hot on the pursuit of these macromolecules. I asked him about recent research on these proteins and it seems that their therapeutic potential has been under explored, although their ubiquitous nature might make them difficult to target with drugs.
I further moved on to some interesting personal stuff. One thing that stuck out from Agre’s autobiography was his story of how he moved from North Carolina to Johns Hopkins and how, to supplement his income, he actually worked as a ringside physician for a boxing ring! Now that’s not something you find a research scientist routinely doing. It turns out that the boxing ring was essentially a program started by a senior boxer to get kids off the streets and out of the ghetto. Agre worked at the ring for almost 4 years which must have been a wholly unique experience.
Since we were running out of time, I decided to end with some more general questions, which are quite controversial, and on everyone’s minds. A central question over which much ink is spilt these days is the conflict between science and faith. Is the conflict real? Agre mentioned that he had been brought up a Lutheran and he always appreciated the good work that the missionaries did, irrespective of what the driving force was. Thus Agre’s viewpoint was clear; look at the consequences and not the beliefs that drive them. Let people’s beliefs, whatever they are, drive them to do good things.
The conversation ended with Agre emphasizing a greater role for collaboration between science and industry. At this point he had finished his lunch and was up for an interview with Nature. It had been a real pleasure chatting with him for 40 minutes, a stimulating conversation with a great scientist who also happens to be a witty and wonderful man.
» Ashutosh Jogalekar studied chemistry and is currently a postdoctoral fellow. |
In three weeks’ time, 280 high-school chemistry students from all over the world will meet in Cambridge in the UK for their most gruelling academic experience to date: the 41st International Chemistry Olympiad.
Founded in eastern Europe in the late 1960s, in part to increase contact with other countries, the Olympiad competitions are held every year in chemistry, physics, biology, maths and, more recently, informatics. Standards are high. Those 280 students have come through tough selection procedures in their home nations, each country putting just four entrants forward. In the UK, for instance, 2000 chemistry students were whittled down to about 20 via a two-hour exam, and the final four were those who came top in a subsequent three hour theory and three hour practical exam.
At least one of those four students – Peter Bullock of RGS Worcester & The Alice Ottley School in Worcester, UK – emerged unscathed because I met him this morning here at Lindau. Bullock is one of two UK school students to be have been invited to this year’s chemistry meeting on the strength of their performance in the Olympiad selection procedure. The other is Matthew Yan from Tonbridge School in Kent, who missed out on the final four but plans to renter next year’s contest.
The pair appeared delighted to get a taste of the less prescriptive, real world of chemistry research and to rub shoulders with the 23 laureates and 580 young researchers (who themselves have been selected from 20,000 applicants) milling about the sweaty Lindau conference centre. They’re slumming it in the local youth hostel along with a few German Olympiad contenders.
Both seem pretty Nobel-savvy. “If you’re a Nobel prize winner then it means you have got to the top of your field in science,” says Bullock. “But they’re still people – and there’s all sorts of them, some are outgoing, some are really really quiet.” At least he can name a lot more laureates than he could last week.
Bullock protested when I suggested they left the welcome party early last night. “It wasn’t that early. I enjoyed the dinner and the dance, in an awkward sort of way.” (I guess he was referring partly to the lighting, which was just a bit too bright to properly cut loose on the dance floor).
One guy said being a scientist was just like a job basically, a bit like being self employed.
Coming to Lindau as a pupil must be a great eye opener, since school lessons and even undergraduate university courses paint a rather different picture of science than the reality of doing it. “One guy said [being a scientist] was just like a job basically, a bit like being self employed,” said Bullock.
So what goes on during the closed afternoon discussions between young researchers, pupils and the laureates, from which lowly journalists and even Lindau organizers are banned? According to Bullock, the room was overflowing yesterday afternoon and the format was more like a lecture followed by lots of questions than a discussion.
“A lot of the questions revolved around the laureates themselves,” says Yan. “People wanted to know what motivated them, what kept them going etc.” Bullock added that if you’re interested in a laureate’s research or the science side of things, all you need to do is go to Google.
The youngest participant at this year’s chemistry Olympiad is just 14 years old, but Bullock (18) is not fazed by the competition. The feel of the Olympiad exam is very different to the “A-level” exams taken by UK students, with big, complicated questions designed to make students think rather than simply recall facts (as seems increasingly to be the case in UK science education).
Bullock and Yan have not yet decided to become chemists, although Bullock suspects he is being groomed for such a destiny. One of the difficulties in recruiting good chemistry students at university, according to Peter Wothers of Cambridge University (who is accompanying Bullock and Yan at Lindau), is that they often end up enrolling in medicine. Bullock is starting a degree in natural sciences at Cambridge this October (which includes a chemistry component), and Yan will be applying to the same course next year.
There’s nothing wrong with a bit of good old-fashioned academic selection
Neither has his heart set on winning a Nobel prize, and Bullock reckons the easiest way to return to Lindau wearing a coveted blue neck band is to marry a laureate. But he has set his sights on achieving at least a bronze medal at the Olympiad next month. “I don’t want to go home empty handed, it would be embarrassing.”
That fate awaits 40% of the entrants, but I’d say there’s nothing wrong with a bit of good old-fashioned academic selection. After all, science can be a ruthless business when it comes to picking winners.
» Matthew Chalmers completed a PhD in physics and works as a freelance writer. |
Image source: Nobel Foundation
Every year as Nobel Prize winning season approaches, one sees a flurry of predictions about prizewinners materializing on blogs. I have played the prediction game myself for a couple of years. When I was in graduate school one of my professors offered to give extra points to anyone in the class who could predict that year’s winner. I had a gut feeling that the structure of the ribosome might get it (I think they still might get it). The prize did indeed go to the determination of a biological structure, but it went to Peter Agre and Roderick McKinnon for their work on water and potassium channels respectively.
But this exercise in prognostication underscored a curious phenomenon; the earlier enthusiasm displayed by bloggers for their favorite candidates was followed by the groans emanating from them after the prize was announced. And these groans were not purely a result of someone’s favorite candidate not winning. They were more emblematic of some people’s dislike of certain fields and especially the assertion that the prize-winning field was not chemistry.
In no other year was this remarkable phenomenon more apparent than in 2006. That year many bloggers listed dozens of candidates as potential winners on their blogs. Yet not a single person could predict that year’s winner; laureate Arthur Kornberg’s son Roger Kornberg who won the prize for his detailed structural studies of transcription, the copying of the genetic message inscribed in DNA into messenger RNA. Considering the number of proteins and other molecules participating in transcription along with the inherent complexity of the process, this was a stupendous achievement. But after Kornberg won, some bloggers were upset that the prize had gone to someone who was not really a chemist but more of a biologist. In their opinion RNA transcription was not really a core chemical process. Others insisted that if this trend continues there should really be a separate Nobel Prize for biology.
But in a rather bizarre way, all these complaints simply and rather singularly highlighted the central and somewhat paradoxical nature of chemistry as a “separate” field. Nobody explained this better than Roger Kornberg himself. In his Nobel interview that year, he constantly stressed how his work involved knowing the precise arrangement of atoms in a very complex assembly of molecules, an extension of work done by organic chemists since time immemorial. After all, for decades nobody has denied that the determination of organic structures using x-ray diffraction and crystallography is essentially chemistry, so why single out the determination of the structure of a complex biomolecular assembly as not being “chemical enough”? Kornberg’s point was quite cogent; chemistry through the ages might have evolved and undergone ramifications into other disciplines, but structure determination, no matter how complex the molecules involved may be, is inherently a chemical process. You may be looking at the nucleosome or the spliceosome, but the process still involves looking at amide bonds, phenyl rings and disulfide linkages. In case of structures such as the transcription complex, you further have to look at structural details which aid in chemical processes such as phosphorylation and nucleoside addition. Work like Kornberg’s allows us to get frozen snapshots of a complex, multifactorial process. In some ways it’s like determining the structure of an enzyme with its substrate bound to it, an endeavor that nobody questions as being essentially chemical.
Kornberg went further in his espousal of chemistry and noted that the most important thing he looks for in applicants to his group is knowledge of chemistry. He then said something remarkable; he said that in his opinion if an intelligent layman could educate himself in only one field, it should be in chemistry.
Kornberg’s last statement about chemistry may be open to debate but his point really is that chemistry has transformed itself in astonishing ways since Lavoisier and others founded the science more than three hundred years back. The founders of chemistry could not have even dreamt of the myriad ways in which chemistry would interface with and “intrude” into other fields. Ironically the answer to bloggers’ objections to Kornberg’s Nobel as not really being a chemistry Nobel would be found in their own lists of potential prizewinners drawn up that year; the topics range from green fluorescent protein (which did indeed win two years later) to surface chemistry (which again did win) to computational biochemistry to global warming to palladium catalysis to single-molecule spectroscopy. Sure, some of these fields sound more traditionally ‘chemical’ than others but others are strictly interdisciplinary.
The resentment voiced by the critics has now turned into appreciation for the astonishingly diverse nature of chemistry. In fact the very fact that some stubbornly refused to recognize the 2006 Nobel as a chemistry Nobel attests to this diversity. Proof that chemistry is all encompassing should scarcely be more wanting. The topics of the Lindau meetings clearly exemplify this; from caged compounds to climate change, from organic catalysis to the flow of water through proteins, from reactions at surfaces to reactions in the global water cycle, they demonstrate that chemistry encircles our imagination, and that it encircles the world.
» Ashutosh Jogalekar studied chemistry and is currently a postdoctoral fellow. |
Pressetermine schön und gut, aber diese Kombination ist nicht zuletzt wegen des so spannenden wie engen Terminplans der Lindauer Nobelpreistragung schon etwas wunderlich. Das sehen auch Yannick, Quentin und Lea nicht anders. In ihrem Kindergarten sind heute ziemlich viele Fremde zu besuch, sie mussten sich schick anziehen und wurden garantiert bis zu Besinnungslosigkeit darauf geimpft, heute keinen Scheiß zu machen.
Keine Interviews – sagt das Protokoll
Nun ist es aber so, dass die Prinzessin von Thailand bei jeder Reise eine soziale Einrichtung besucht. Und sich für solche auch karitativ einsetzt. Leider ist es auch immer so, dass die Prinzessin auf Interviewfragen nicht antwortet – sorry, das schreibt das Protokoll eben vor.
Nichtsdestotrotz freut sich eine Handvoll Presse auf den Besuch ihrer königlichen Hoheit und eben auch Lea, Quentin, Yannick. Bis zuletzt konnte ihre Kindergartentante sie nicht davon überzeugen, dass Prinzessinnen nicht immer “Lillifee” heißen und rosa Kleider und Krönchen tragen. Immerhin kommt Maha Chakri doch in rosa, in einem Zweiteiler zwar, aber in rosa.
Theodor Hänsch kommt in schwarz. Theodort Hänsch ist ein ziemlich großer Mensch. Und wie es so oft bei großen Menschen ist, die eben auch beim besten Willen nicht in der Masse verschwinden können (vor allem wenn sie Promi-Gast sind und Nobelpreisträger obendrein), wirkt er anfangs etwas unbeholfen zwischen den kleinen Stühlen und Menschen.
“Das Wasser ist kaputt”
Das ändert sich jedoch, als die Leiterin des Kindergartens ein ganz besonderes Projekt vorstellt: Das Haus der kleinen Forscher. Hier, im Kindergarten am Hoyerberg, lernen Kinder schon früh Grundlagen der Naturwissenschaften kennen. Ohne erhobenen Zeigefinger, dafür aber Forschergeist der Kinder fördernd. Sie sollen selbst lernen, Fragen zu stellen und aus ihren Beobachtungen, Rückschlüsse zu ziehen.
So zum Beispiel beim Experiment “Der wacklige Wasserberg”: Mit einer Pipette häufen die Kinder Wassertropfen auf einem 10-Cent-Stück an – durch die Oberflächenspannung hält sich der Haufen eine ganze Weile, bevor er von der Münze perlt. Dann wird Wasser mit etwas Seife angereichert – die Oberflächenspannung ist weg und das Wasser kann sich nicht mehr anhäufen. Oder aber, wie Quentin sagt: Das Wasser ist kaputt.
Prinzessin Maha Chakri notiert sich fleißig jedes Wort beim Pressetermin – zu gerne hätte ich sie gefragt, ob sie vielleicht auch bloggt und dafür Notizen benötigt. Mit ihrem eher graumäusischen Auftreten ist die kleine Frau fast kaum als Prinzessin zu erkennen – fast, weil ihr permanent ein Tross von Hofstaat von persönlichen Beratern, einem Arzt, jeder Menge Assistentinnen und einem persönlichem Koch folgt. Wenn sie vorbeigeht, schaut ihre Entourage demütig zu Boden, um ihr ein Gastgeschenk anzureichen, geht einer ihrer Diener sogar in die Knie. Und da bestätigt sich wieder, was ja auch für ander Promis, Nobelpreisträger etc. gilt: Der VIP selbst, ist halb so wild – es ist vielmehr sein Anhang, der in Demut und Respekt versinkt.
Zum Abschluss noch ein paar fotografische Eindrücke vom Kindergartenbesuch:
In Worten:
Trotzdem geht es dank Beatrice jetzt zum Essen der DFG in die Spielbank. Zusammen mit Tobias sowie Chalfie, Huber und Noyori. Man darf gespannt sein!
» Oliver Schuster ist normalerweise Chemiker und blogt hier aus Neugier |
Image source
Since Walter Kohn’s talk in this year’s meeting is about a topic completely unrelated to his Nobel Prize winning research, it is worth contemplating briefly on the great impact of his major contribution to chemistry and physics.
Kohn was originally trained as a physicist under the tutelage of Julian Schwinger at Harvard University. Schwinger had been a child prodigy and was known in the world of physics in the same way that a supremely talented virtuoso violinist might be known in the world of music. He was always impeccably dressed and drove a fancy Cadillac. His talks and papers were densely mathematical and used to leave listeners and readers flabbergasted. There were few people who could keep up with him when he gave a talk, frequently lasting for three or fours hours. However, as brilliant as he was, one physicist noted that his talks were like a virtuoso violinist’s highly polished performances, more technique than physical insight. Nevertheless Schwinger essentially fathered the field of quantum electrodynamics along with Richard Feynman, Sin-Itiro Tomonaga and Freeman Dyson. Schwinger, Tomonaga and Feynman were awarded the Nobel Prize for their efforts in 1965.
Compared to Schwinger, Kohn’s work provided great physical insight applicable across broad fields of physics and chemistry. Until Kohn wrote his papers, there was essentially one way to find the energy of a system of subatomic particles. For doing this you wrote down the relevant Schrödinger equation and obtained the wavefunction. The wavefunction after proper manipulation gave you the energy. The problem was that as valuable as this technique was, it was complicated and technically intensive. In the 1960s, Kohn along with his colleagues Sham and Hohenberg published two key papers that expounded on a concept developed by Llewellyn Thomas and Enrico Fermi in the 1930s. The concept involved calculating the energy of a system of particles as a function of the electron density and not the wavefunction. In the jargon of physics, the energy of the system was a functional of the density, and the underlying framework came to be called Density Functional Theory (DFT). This trivial-sounding difference made the whole process much more practical and technically feasible.
The value of the concept was not apparent right away, but the ensuing three decades saw enormous progress in the application of quantum mechanics to chemistry using efficient computer programs. The man who was singularly responsible for this development was English mathematician-turned-chemist John Pople at Carnegie Mellon University in the United States. Pople developed extremely facile techniques for calculating atomic and molecular orbitals and wavefunctions and incorporated them into readily available and easy to use computer programs. His work made a half-century’s development of quantum chemistry accessible to thousands of scientists in physics, chemistry, biology and engineering. But as Pople’s wavefunction-based approaches became dominant, so did Kohn’s original formulation of density functional theory. DFT was incorporated into similar computer programs and several benchmarking studies and key developments in the 80s and 90s proved that DFT techniques could get you the same information as wavefunction-based techniques but frequently using much lesser time and resources.
In the years since its original formulation DFT has become so prevalent in the calculation of atomic and molecular properties that many scientists use it as a black box in their work. It has become so widely used that it’s easy to forget that someone had to invent it. Today solid-state physicists use it extensively to calculate the properties of solids, engineers use it to calculate the properties of polymers and engineering materials, organic chemists use it to understand and improve chemical reactions, and biochemists use it to understand the interaction of drugs with proteins. A concept which originated in quantum physics is now ubiquitously used in fields far beyond those in which it was originally applicable. The original idea has sprouted wings and has flown to places which its creator himself would not have dreamt of. And that creator is Walter Kohn.
» Ashutosh Jogalekar studied chemistry and is currently a postdoctoral fellow. |
Aaron Ciechanover, Nobelpreisgewinner 2004, über Strategien der Entdeckung pharmazeutisch wirksamer Substranzen und die Arzneimittelentwicklung. Er sieht eine Unterteilung in drei Phasen: 1. Zufällige Entdeckungen, 2. Systematische Screenings, 3. Personalisierte Medizin.
Aaron Ciechanover hat 2004 den Nobelpreis zusammen mit Avram Hershko und Irwin Rose für die Entdeckung des ubiquitinabhängigen Proteinabbaus bekommen. Sein Talk hier in Lindau hatte ein komplett anderes Thema: Drug discovery and Biomedical Research in the 21st century – third revolution.
Ciechanover hat einen historischen Überblick über verschiedene Strategien der Entdeckung und Entwicklung von Medikamenten gegeben und einen Ausblick auf das, was durch moderne Methoden und auf Basis des sequenzierten Humangenoms möglich wird. Er unterteilt die Entdeckung von Medikamenten in drei Phasen:
Die erste Phase – von 1930 bis 1960 – nennt er die Ära der zufälligen Entdeckungen. Also: Keine Ahnung warum – aber es wirkt! Beispiel Aspirin:
Es war bekannt, dass die Rinde einer Weidenart einen Wirkstoff enthält, der gegen alles mögliche hilft. Der Stoff wurde isoliert, war aber ungenießbar, da viel zu bitter. In einem zweiten Schritt wurde der isolierte Stoff neutralisiert. Felix Hoffmann, der übrigens auch als erster Heroin synthetisierte, hat dann mit diesem Stoff weiter gearbeitet, und ihn seinem Vater verabreicht, der an Arthritis litt. Nach erfolgreicher Behandlung, wurde das Patent an Bayer verkauft, und zum globalen Megaseller.
Erst in den 1970ern wurde der Mechanismus aufgeklärt, wie Aspirin wirkt: Es ist ein Inhibitor der Prostaglandinsynthese, also ein Entzündungshemmer. Man weiss mittlerweile also, wie es wirkt, aber nicht genau warum es bei einer so diversen Gruppe von Erkrankungen effektiv ist. Aspirin verringert Fieber, hilft bei Arthritis, schützt vor Herzinfarkt und schützt vor einigen Krebsarten durch die entzündungshemmende Wirkung. Aspirin wird daher auch gerne vorbeugend genommen, unter anderem von Ciechanover selbst – trotz der bekannten Nebenwirkung: Aspirin verursacht Blutungen im Magen-Darmbereich.
Die zweite Revolution von der Ciechanover sprach läuft seit den 1970ern. Er gibt als Endpunkt das Jahr 2000 an, tatsächlich werden aber heute noch viele Medikamente auf diesem Weg entdeckt. Es ist die Ära der systematischen Screenings. Er nannte es: “fishing in the dark with no real idea behind it” oder “era of serendipity”.
Sein Beispiel sind die Statine. Arzneimittel, die cholesterinsenkende Wirkung haben und so das Herzinfarktrisiko vermindern. Statine sind Hemmer der 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase (HMG-CoA-Reduktase). Die Ausgangshypothese für die Entdeckung war die Annahme, dass die HMG-CoA Reduktase möglicherweise von einigen Pilzen synthetisiert wird, um sich vor anderen Mikroorganismen zu schützen.
Die Screenings waren erfolgreich. Hemmer der HMG-CoA-Reduktase wurden gefunden und isoliert, die heute unter dem Namen Statine bekannten Medikamente, also zum Beispiel atorvastatin (Lipitor®), fluvastatin (Lescol®), lovastatin (Mevacor®, Altocor®), pravastatin (Pravachol®, Selektine®, Lipostat®), rosuvastatin (Crestor®), simvastatin (Zocor®) und cerivastatin (Lipobay®, Baycol®) sind wieder das Ergebnis riesiger Screenings.
Laut Ciechanover sind die Statine die größten Blogbuster, die über 20 Milliarden Dollar Umsatz generieren. Obwohl ebenfalls unklar ist, was genau passiert wenn man statine schluckt, ist bekannt, dass Statine über den Schutz vor Herzinfarkte hinaus weitere Effekte haben. Sie können zum Beispiel vor Alzheimer schützen und das Risko verringern an einigen Krebsarten zu erkranken, so dass Statine zum Teil ebenfalls von völlig gesunden Menschen eingenommen werden.
Auch Statine können jedoch Nebenwirkungen haben: Erhöhte Leberwerte, Schädigungen der Skelettmuskulatur und in seltenen Fällen Nierenversagen. Letzteres war der Auslöser des Skandals um Lipobay, das Bayer in Folge einiger Todesfälle 2001 vom Markt nahm.
Die dritte Revolution der Entdeckung und Entwicklung von Medikamenten hat gerade erst begonnen. Es sind designte Medikamente, die auf verstandenen Mechanismen beruhen und die individuell angepasst verschrieben werden. Personalisierte Medizin also. Dazu ist zum Beispiel notwendig, die genauen molekularen Grundlagen spezifischer Krebsarten zu verstehen, und selbstverständlich die Sequenzierung des eigenen Genoms.
Ciechanover verdeutlichte das Problem anhand von Beispielen: Aktuell wird Prostatakrebs bei Männern und Brustkrebs bei Frauen gleich therapiert. Offensichtlich handelt es sich um unterschiedliche Erkrankungen. Weiter werden beispielsweise zwei Frauen mit Brustkrebs diagnostiziert. Eine ist Östrogen-sensitiv, die andere nicht. Die Diagnose ist die gleiche, die aktuelle Therapie wirkt nur bei der einen.
Die dritte Revolution steht vor einer Reihe von Problemen und hat selbstverständlich auch Risiken. Ciechanover hat dies auf einem seiner letzten Slides schön zusammengefasst (click aufs Bild macht die Abbildung größer).
» Tobias Maier ist Biochemiker und forscht als Postdoc am CRG in Barcelona. » Er führt das Blog WeiterGen auf ScienceBlogs |
The VEGA Science Trust Videos
Global Educational Outreach for Science Engineering and Technology – GEOSET
Geoset stranded site
Nature Manuscript Deposition Service
PLoS progress report June 8th 2009
Peter Suber’s Open Access News
Boston Blog about MIT and NIH Open Access policies (March 2009)
Green Open Access by depositing (UK)
and many many more…
Hope for a stimulating discussion!
» Beatrice Lugger ist Chemikerin und Wissenschaftsjournalistin. |
Unter den vielen bunten Bändern gibt es nur eine Kategorie, welche an den Nachmittagen zu den Diskussionen mit den Laureaten eingeladen sind: die mausgrauen Nachwuchsforscher. Somit ist es innerhalb des Bloggerteams mein Privileg von diesen Zusammenkünften berichten zu können. Tatsächlich wäre mir beinnahe der Zugang verwehrt worden, weil ich auch ein gelbes Presseband habe. Am Ende durfte ich dann aber doch graues Mäuschen sein.
Jeden Tag stehen andere Preisträger zur Wahl. Gestern waren es Ertl, Ernst, Michel und Crutzen. Die Nobelpreisträger empfangen Ihre Diskussionspartner an verschiedenen Orten auf der Lindauer Insel und ich ging ins Stadttheater um Gerhard Ertl auf den Zahn zu fühlen. Dort saß er Auf der Bühne und war am Anfang ebenso verunsichert wie die zahlreichen Zuschauer: “Ich mache das auch zum ersten Mal. Helfen Sie mir!”
Das Eis war jedoch schnell gebrochen und während der nächsten 2 Stunden kam selten Langeweile auf. Die Fragen waren ebenso bunt gemischt wie das Publikum. Natürlich wollte auch jemand wissen wie sich Ertl fühlte als Ihn die frohe Botschaft erreichte. Andere erhofften sich praktische Tips für konkrete Probleme, die sie gerade im Labor beschäftigen. Auch politische Aspekte kamen zur Sprache: Bologna, die deutsche Form der Juniorprofessur und der Impact-Factor (“forget it!”) kamen dabei nicht gut weg.
Ab und zu erzählte er auch eine Anekdote und so lernte man, dass er eigentlich Physiker ist und durch seinen Mentor auf die Schnittstelle zwischen Gas und Feststoff als Forschungsgebiet aufmerksam gemacht wurde. Als die ersten Schritte wenig erfolgreich waren, zieht er ernsthaft in Betracht die Wissenschaft an den Nagel zu hängen, doch seine Frau meinte er sollte Wissenschaftler bleiben. Ein Jahr später wurder er Professor.
Er ermunterte uns jungen Forscher mehrmals der Neugier zu folgen, auch mit dem Risiko des Scheiterns. Es sei das Privileg eines Forschers Fehler machen zu dürfen. Man sollte auch nicht glauben was andere sagen. Nur so kann Neues erforscht werden. Die Tatsache, dass er im Moment in Rente “nur” noch 30 Stunden pro Woche arbeitet, lässt erahnen mit welchem Einsatz er zu aktiven Zeiten geforscht hat.
Die Entwicklung der Chemie geht seiner Meinung nach hin zu komplexeren Systemen, wie lebenden Organismen, und weg vom chemischen Gleichgewicht. Um diese Zustände beschreiben zu können sind vor allem auch fortgeschrittene mathematische Kenntnisse nötig. Demnach wären die Chemiker der Zukunft Mathematiker oder Physiker. Merke: Das sagt ein Physiker!
» Oliver Schuster ist normalerweise Chemiker und blogt hier aus Neugier |
Ciechanover emphasizes the last century of medical research, noting that most drugs that been used for hundreds of years have been used without knowledge of their mechanism of action. He talks about several revolutions in medicine in the last century. The first revolution largely emerged from serendipitous observation of the biological action of many substances related to natural products, or natural products themselves. Aspirin whose mechanism is being investigated even today is a prime example. Ciechanover briefly traces the history of aspirin, from the accidental observation of its anti-inflammatory and painkilling properties discovered by the natives to the “clinical trial” by Felix Hoffman who gave the drug to his father to mitigate his arthritic pains. It was not until the 70s that John Vane and others discovered the close connection between aspirin and prostaglandin synthesis. Today aspirin is prescribed as a preventive measure for heart disease, and recently discovered relationships between inflammation and cancer have cast a new light on aspirin’s role in possibly treating or preventing cancer. The point about aspirin is that all this research was conducted or decades without really knowing how the drug works.
The next example Ciechanover talks about is penicillin and there is hardly a fact about its discovery that is not known. Suffice it to say that its mechanism too was discovered relatively recently, and tremendous effort has been expended in developing other ß-lactam antibiotics of the penicillin class that have improved metabolic characteristics and activity against gram-negative bacteria.
The second revolution has occurred from about 1970 to the turn of the last century. This revolution involved brute force, high-throughput approaches to screening large libraries of compounds. Millions of compounds are tested against cells or proteins using automated techniques . Even in the last thirty years there have been examples of intuition and knowledge-based approaches to treating disease. Ciechanover examined the discovery of H. pylori by Barry Marshall and Robin Warren. I remember reading Barry Marshall’s story in a Readers Digest issue a few years after it was made. Marshall wanted to challenge the conventional wisdom of the medical community which believed that peptic ulcers have a non-infectious cause. Marshall wanted to prove the medical establishment wrong about ulcers and thought that a bacterium, H. pylori, caused them. Since nobody believed that a simple bacterium could cause such a widespread medical condition, Marshall took the drastic step of drinking a concoction of H. pylori himself and developed acute ulcers. The cause-effect relationship has seldom been better demonstrated in medicine.
As an example of high-throughput screening Ciechanover talked about statins, the best-selling drugs of all time used to treat and prevent heart disease. Akiro Endo in Japan discovered statins in fungal extracts. After a lot of effort by major pharmaceutical company, many important statins were discovered, including atorvastatin which is the best-selling drug in the world (I personally think that there is a Nobel Prize for Endo waiting in the wings).
According to Ciechanover, the third revolution in the twenty-first century will consist of personalized medicine. Personalized medicine involves molecular studies of the same disease in different individuals who may respond differently to the same treatment because of differences in protein expression and the genetic underpinnings of the disease. A good example is breast cancer. Women who have breast cancer can be either estrogen receptor positive or negative, referring to the expression of the protein that binds estrogen and activates key cancer-causing genes. Depending on this classification, a woman who is estrogen receptor negative may not respond to Tamoxifen, the most widely used drug against breast cancer. Other therapies may be needed for treating her disease. Molecular studies could identify such tiny but vital differences among individuals who superficially seem to have the same disease. Such studies would be important in deciding specific combinations of treatment. Interestingly, personalized medicine is a modern name for an approach that doctors have empirically adopted for centuries when they recognized that every individual reacts differently to the same medicine (My grandfather who was a doctor used to say to two patients with arthritis, “I am going to prescribe different treatments to both of you because your arthritis is not the same as his arthritis”)
Ciechanover then talked about how sequencing of every single individual’s human genome would help to enable such targeted therapies. He identified certain challenges and obstacles in achieving the goal of personalized medicine and better therapies in general. One of the problems is that most diseases are multigenic and multifactorial, and different complex factors may cause the same disease in different individuals. Genomic instability means that targets of drugs are not always stable, and cells such as cancer cells may and do circumvent therapy by adopting different pathways for growth and survival. The lack of animal models is another acknowledged challenge in therapeutic intervention; we still lack good mouse models for several neurological disorders for instance (How do you find out whether a mouse is truly depressed or not? Does the mouse start drinking?)
And then of course there is the quagmire of moral and ethical issues. Plumbing the depth of personal genomic information carries many potential moral hazards. For one thing, do we want to make potentially damaging genetic information available to future employers, family members and spouses? Would it be fair to determine the entire genetic makeup of an individual even before he or she is born, knowledge that could identify many future possible problems resulting from genetic defects or abnormalities? Naturally such information can also be positively used to prevent medical disorders, but as with other scientific information it is a double-edged sword. The moral and ethical problems associated with such scientific knowledge will continue to challenge us long after the scientific problems themselves have been resolved.
9:30 A.M. There’s a slight change in the schedule. John Walker who discovered the structure and mechanism of ATPase is unable to attend the meeting. Instead his time slot has been given to Mario Molina. Thus in this Lindau meeting we have all three of the Nobel laureates who were recognized for their work on the destruction of the ozone layer.
Molina begins with the basics of climate change and acknowledges the work of the IPCC in establishing a consensus on anthropomorphic climate change. He talks about the common objections of skeptics who point to changes in the climate throughout earth’s history and make this an argument for challenging the concern about recent changes in climate. The complex answer to this skepticism is…complex. The simple answer concerns dozens of computer models coupled with meticulous inclusion of field data from multiple sources that demonstrate the anomalous nature of the current drastic changes in climate. Perhaps the single most authoritative source is NASA’s James Hansen (see here for a recent profile of Hansen in the New Yorker).
Molina also emphasized the fallacy of attributing single weather events (like Hurricane Katrina or the European heat wave of a few years back) to man-made global warming. Climate is necessarily an average phenomenon. Thus, while single hurricanes cannot be attributed to global warming, studies clearly indicate a relationship between the mean surface sea temperatures and the increase in the severity, not necessarily the frequency, of hurricanes, a relationship that has been validated by recent observations (for more information you can see Chris Mooney’s “Storm World”).
Molina then talks about data from the Stern report which was commissioned by then Chancellor of the Exchequer Gordon Brown. I have read the summary of the Stern report and both it and the executive summary of the latest IPCC assessment are worth checking out. Both provide probably the most up to date and objective evaluation of the causes and effects of global climate change, along with assignment of probabilities to every effect. However Stern is not an economist and some of his economic proposals for mitigating climate change have been challenged, for instance by economist William Nordhouse (for an interesting analysis of Nordhaus’s proposals and writings, see Freeman Dyson’s review in the New York Review of Books). At this point, Molina emphasizes that scientists who work on climate change are careful not to make policy judgments and always try to stick to the science. This is admirable and should be how science is done. But scientists are human beings with moral senses, and sometimes it is difficult to stay uninvolved. An example again is NASA’s James Hansen who for many years stuck to the science, thinking that its truth would convince policy officials. But after the science was consistently ignored, Hansen has reluctantly adopted the responsibility of becoming a public spokesperson and activist.
So as usual, the cardinal question; what are the solutions? As Molina and many others have noted, at least some drastic changes in our personal and global habits would be necessary to deal with climate change. Alternative energies are key in mitigating CO2 emissions, as is also carbon capture. Gratifyingly Molina also notes the inclusion of nuclear power in future energy options and especially notes the safety and efficiency of the new generation of nuclear reactors.
Molina finally moves on to possible climate policies for the future and discusses their specific values. The point was illustrated by two roulette wheels which involve different sacrifices that people are willing to pay in order for further climate mitigation. We don’t have a lot of time to make the choice of Roulette wheels. One of the reasons is that the situation has turned out to be much more serious than previously thought. Molina discusses various climate forcings including cooling influences which act as negative forcings. Some studies indicate that climate models have possibly underestimated the effect of the positive forcings. In general climate may be much more sensitive to forcings than we thought. Such sensitivity may quickly lead us past a tipping point. What constitutes a tipping point is not completely clear, but Molina cites a 2008 PNAS paper which notes several metrics of climate change (sea ice melting, thermohaline circulation etc.) and indicates that a tipping point has been passed with respect to several of these metrics.
Molina concludes with a list of solutions to mitigating climate change. These include pricing or taxing carbon emissions and further research in energy technology. Molina notes that it is possible to battle climate change, and again points to the Montreal Protocol emerging from his own prize-winning research which showed that cooperation between nations for the betterment of humanity is indeed possible. In the end, unless we inculcate personal habits and social responsibilities, use energy more efficiently, control population and reach out to others in improving the state of our world, we may indeed end up playing the proverbial Russian roulette with our planet, and that we don’t want to do.
10:16 A.M. Erwin Neher’s talk is about applying chemistry to neuroscience. Neher was awarded the 1991 Nobel for Medicine or Physiology along with Bert Sakmann for their development of patch-clamp techniques.
Neher starts by reviewing Spanish histologist Ramon y Cajal’s pioneering work on signal propagation through neurons through studies of their basic structure. Synaptic transmission is essentially a three-step process involving release of neurotransmitter, diffusion of the neurotransmitter across the postsynaptic membrane and reuptake of neurotransmitter. Neurotransmitters are stored in vesicles which fuse with membranes. Calcium and calcium channels are key components in the entire process, as in many other processes crucial for life.
Neher’s work addresses one of the thorny technical problems of studying neurotransmission; in general, he says, the presynaptic terminals are very small and the study of neurotransmitter release is thus difficult. To address these issues, Neher has developed caged compounds which enclose calcium and then release it when zapped by a pulse of UV light. Neher uses these compounds to modulate the levels of calcium in cells using precise timing through light pulses. The ensuing neurotransmission can then be studied using voltage patch clamp techniques.
10:45 A.M. There is now a break before a panel discussion on the future of energy and chemistry. During the break, it is encouraging to hear so many students from so many different countries enthusiastically talking to each other about their interests and research. The international nature of science is well underscored.
» Ashutosh Jogalekar studied chemistry and is currently a postdoctoral fellow. |