Augenverletzung, Lieferverzögerung und Materialmangel: was zu wissenschaftlichen Durchbrüchen führt

Manche wissenschaftliche Studien mögen auf den ersten Blick verwirrend, lustig oder sogar dumm erscheinen. Andere -

wurden mit einem Ziel konzipiert, kamen aber zufällig herausaußer Kontrolle geraten und zu unvorhersehbaren Ergebnissen geführt. Manchmal, oft durch Zufall, führten sie zu einem wissenschaftlichen Durchbruch. Für solche Entdeckungen wurde der Golden Goose Award erfunden.

Zum Beispiel die Entwicklung von Tamoxifen –Antitumor-Medikament – ​​begann mit Experimenten, bei denen Wissenschaftler „spaßig“ zeigten, wie diese Substanz bestimmte Körperteile weiblicher Labormäuse an- und ausschaltet. Diese Arbeit wurde 2021 mit einem der Golden Goose Awards ausgezeichnet.

Im selben Jahr zeichneten Wissenschaftler das glücklich aushalten. Es stellte sich heraus, dass die Entwicklung von mRNA-Medikamenten und -Impfstoffen aufgrund eines Treffens zwischen zwei Professoren an einem Universitätskopierer begann. Während die langsame Maschine ihre Arbeit verrichtete, hatten die Wissenschaftler viel Zeit, ihre Probleme zu diskutieren und herauszufinden, dass sie sie gemeinsam lösen könnten.

Sicherlich haben viele wissenschaftliche, und nicht nur,Entdeckungen wären ohne Unfälle und Zwischenfälle unmöglich. In 11 Jahren hat die Golden Goose Auszeichnung bereits 33 Erfolgsgeschichten gesammelt. Hier sind drei Artikel, die die American Association for the Advancement of Sciences in diesem Jahr hervorgehoben hat.

Wie ein Trauma im Labor die Augenmikrochirurgie verbesserte

Vor fast 30 Jahren war Detao Du Doktorand am ZentrumDie Ultrafast Optical Research University of Michigan (CUOS) erlitt im Labor versehentlich eine Augenlaserverletzung. Glücklicherweise beeinträchtigte seine Verletzung sein Sehvermögen nicht sehr. Aber nachdem sie die Wirkung eines Femtosekundenlasers auf die Hornhaut untersucht hatten, kamen die Forscher des Zentrums zu dem Schluss, dass Laserpulse mit niedriger Energie verwendet werden könnten, um ultradünne Schnitte vorzunehmen, ohne darüberliegendes oder angrenzendes Gewebe zu beschädigen.

Die Idee der Lasermikrochirurgie wurde entwickeltein paar Jahre zuvor. Diese Technologie nutzte jedoch einen Pikosekundenlaser, der eine hohe Pulsenergie verbrauchte. Dies führte zu einer schlechten Qualität der Gewebeschnitte. 

Wissenschaftler vom Center for Ultrafast Opticalresearch begann 1996 und 1997 damit, ihre Technologie an Tieren zu testen. Die Ergebnisse waren verblüffend: Tests zeigten einen geringen Schaden nach der Operation. Heute gilt das auch als All-Laser-LASIK bezeichnete Verfahren als Standard in der Branche und wird jährlich millionenfach zur Sehkorrektur eingesetzt.

Ron Kurz, Tibor Juhas, Detao Du, Gerard Mouroux und Donna Strickland erhielten die Goldene Gans für die Entdeckung einer neuen Methode zur Korrektur einer Unfallverletzung.

Der Chirurg führt eine Augenlaseroperation durch

Wie man ein Papiermikroskop zusammenbaut

Während meiner Arbeit in abgelegenen Gebieten Indiens undDer thailändische Wissenschaftler Manu Prakash von der Stanford University stand vor einem Problem. Moderne Mikroskope waren in dieser Region nicht verfügbar, Transport- und technische Barrieren machten ihre Versorgung zu teuer. Infolgedessen gab es an der Station, an der der Wissenschaftler arbeitete, nur ein sehr teures Mikroskop. Gleichzeitig hatten Forscher Angst, es zu verwenden, weil es fragil ist und mehr kostet als das Gehalt der meisten Mitarbeiter. 

Der Wissenschaftler beschloss, zu versuchen, mit seinem eigenen fertig zu werdenKräfte und erstellen Sie aus verfügbaren Materialien ein billiges Mikroskop, das in Feldversuchen verwendet werden kann. Am beliebtesten war Papier. Zusammen mit dem Doktoranden Jim Cybulski begann der Wissenschaftler, Papiermikroskope zu entwerfen. Dazu wandte er Origami-Prinzipien auf Druckerpapier, Streichholzschachteln und Aktenordner an.

Foldoskop. Bild: Sockenpaket, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

Infolgedessen erfand der Wissenschaftler Foldscope.Es handelt sich um ein optisches Mikroskop, das aus einem perforierten Karton, einer sphärischen Glaslinse, einer Leuchtdiode (LED) und einer Diffusorplatte sowie einer Uhrenbatterie, die die LED mit Strom versorgt, zusammengebaut werden kann. Im zusammengebauten Zustand ist das Gerät nicht größer als ein Lesezeichen und wiegt nur 8 g. 

Mit einem gewöhnlichen Objektiv mit 140-facher VergrößerungSie können ein Gerät zusammenbauen, mit dem Sie die meisten gängigen Bakterien berücksichtigen können. Wissenschaftler behaupten, dass jeder das Foldscope auf ein A4-Blatt ausdrucken und in 7 Minuten zusammenbauen kann. In 10 Jahren wurden weltweit 2 Millionen Papiermikroskope in mehr als 160 Länder verteilt und zur Diagnose von Infektionskrankheiten, zum Nachweis gefälschter Medikamente und in vielen anderen Bereichen eingesetzt.

Zusammenbau des Faltoskops. Video: James S. Cybulski et al., PLoS One

Manu Prakash und Jim Cybulsky erhielten die Goldene AuszeichnungGoose“ für „eine Möglichkeit, ein kostengünstiges, leistungsstarkes Papiermikroskop zu entwickeln, mit dem Wissenschaftler Krankheiten diagnostizieren und die naturwissenschaftliche Ausbildung in abgelegenen Gebieten erweitern können, um die Wissenschaft weltweit zugänglich zu machen“.

Was erkunden, wenn es nichts zu tun gibt?

Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Lourdes Cruz undBaldomero Olivera hat Ende der 1960er Jahre DNA-Forschung betrieben. Aufgrund von Problemen mit der Lieferkette kamen die für die Arbeiten benötigten Materialien nicht an, und die Wissenschaftler beschlossen, sich auf die Untersuchung lokaler Arten zu konzentrieren.

Ihre Aufmerksamkeit wurde von räuberischen Magenmollusken angezogenaus der Familie der Zapfen (Conidae). In den Küstengewässern des Landes gab es eine große Anzahl von Conus Magus-Schnecken. Inspiriert von lokalen Geschichten über die tödlichen Auswirkungen der Giftstoffe dieser Tiere auf Menschen, machten sich die Forscher an Experimente.

Es stellte sich heraus, dass das Gift dieser Tiere enthältmehr als tausend Chemikalien mit unterschiedlichen Wirkungen. Jahre später, in den frühen 1980er Jahren, entdeckte Michael McIntosh, der gerade die Schule abgeschlossen hatte und in Oliveras Team arbeitete, unter ihnen Ziconotid.

Konus Magus. Bild: Richard Parker, CC BY 2.0, über Wikimedia Commons

Diese Substanz, auch bekannt unter dem Handelsnamennamens Prialt, erwies sich als eines der stärksten Nicht-Opioid-Schmerzmittel. Es ist tausendmal stärker als Morphin. Nach Jahren der Forschung wurde Ziconotid 2004 in den USA, 2005 in Europa und später in vielen anderen Ländern weltweit zugelassen.

Zusätzlich zu seinem medizinischen Wert werden Ziconotid und andere aus dem Gift von Conus Magus isolierte Substanzen aktiv verwendet, um die Funktion des zentralen Nervensystems zu untersuchen.

Craig Clark (posthum), Lourdes Cruz, MichaelMcIntosh und Baldomero Oliver erhielten die Goldene Gans für "ein nicht-opioides Schmerzmittel, das im Gift winziger Kegelschnecken enthalten ist, das Schmerzen bei chronisch kranken Patienten signifikant lindert und Forschern hilft, neue Wege zur Kartierung des körpereigenen Nervensystems zu entwickeln."

Geschichten über erstaunliche Entdeckungen zeigen das nichtEs gibt hoffnungslose Situationen, und ein echter Wissenschaftler wird immer einen Ort für Experimente und Entdeckungen finden. Vielleicht sind Probleme mit Lieferanten oder fehlende Ausrüstung kein Hindernis, sondern eine Chance, etwas Neues zu schaffen.

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