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Wie ist das Leben entstanden? Über die Anfänge des Lebens ist recht wenig bekannt. Der Exzellenzcluster ORIGINS in München versucht, Leben im Labor entstehen zu lassen. Die Forschenden wollen nicht die biologische Evolution nachzeichnen, die sich im Stammbaum von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen widerspiegelt. Sie denken eher an sehr rudimentäre Formen des Lebens: An die ersten Moleküle, die sich selbst vervielfältigen und dabei selbstständig Information weitergeben konnten. Solche Einheiten müssen sich in einer Evolution der Moleküle aus weitaus einfacheren Bausteinen entwickelt haben.

Im Cluster „Matters of Activity“ geht es um die Frage nach aktiver Materialität. Der von ihnen selbst geschaffene interdisziplinäre Ansatz gibt den Forscherinnen und Forschern die Möglichkeit, aus verschiedenen Blickwinkeln auf die zentralen Fragen zu blicken: Wie gehen wir mit Materialität im Zeitalter der Digitalisierung um? Können andere Material-Verständnisse zu anderen Produktionsweisen oder anderen Lebensweisen führen? Weitere Themen sind Nachhaltigkeit und bio-inspiriertes Design, also beispielsweise Textilien, die sich Mechanismen der Natur bedienen, um selbst zu aktiven Materialien zu werden.

Krebs ist die zweithäufigste Todesursache in Deutschland. Bei den 45- bis 65-Jährigen ist eine Krebserkrankung sogar die häufigste Todesursache. Der Exzellenzcluster „iFIT“ forscht deshalb an neuen und innovativen Behandlungsmöglichkeiten, um dieser tückischen Krankheit Herr zu werden. Ein wichtiger Bestandteil ist dabei unser Immunsystem. Wie schaffen wir es, dass unser eigenes Immunsystem dem Krebs zu Leibe rückt? Eine entscheidende Rolle spielen die T-Zellen.

Prof. Johannes Müller und Dr. Katharina Fuchs forschen zu verschiedenen Fragen, die unsere Wurzeln betreffen. Es geht sowohl um den Klimawandel, um Nachhaltigkeit, um Ungleichheit & Identität, Mobilität & Migration und Konflikt. Erstaunlich ist, dass bei näherer Beschäftigung unsere heutigen Themen gar nicht so neu sind wie es uns scheint. Der Mensch hat schon vor Tausenden von Jahren seine Umwelt verändert, beispielsweise durch die Jagd. Und Migration hat es ebenfalls schon immer gegeben, wie Prof. Johannes Müller betont.

In dieser Folge kommen Physiker und Physikerinnen vom Exzellenzcluster PhoenixD zu Wort: Sprecher Prof. Dr. Uwe Morgner, Dr. Oliver Melchert und Doktorandin Stephanie Willms. Die drei sind Spezialisten für die Simulation von optischen, also lichtbasierten Phänomenen. Mit dem Computer berechnen sie physikalische Gesetzmäßigkeiten so exakt, dass ihre Vorhersagen praktische Experimente ergänzen und teilweise überflüssig machen. Dieses sogenannte dritte Standbein der Wissenschaft — neben dem Experiment und der Theorie —, wird mit stetig zunehmenden Rechenkapazitäten immer wichtiger

Schwerhörigkeit ist eine Volkskrankheit. 15 Milionen Menschen sind in Deutschland davon betroffen, ab dem 70. Lebensjahr hat jeder zweite Mensch in Deutschland Probleme mit dem Hören. Das Exzellenzcluster Hearing4All möchte Abhilfe schaffen. Zum einen geht es hier um die Grundlagenforschung zum individuellen Gehör, zum anderen um bessere Hörhilfen und zum dritten um Lösungen, damit ein Hörverlust frühzeitig diagnostiziert werden kann. Untersucht werden auch Zusammenhänge zwischen Schwerhörigkeit und Demenz sowie die Möglichkeit, Cochlea-Implantate möglichst minimalinvasiv zu operieren.

Die Folgen des Klimawandels gefährden unsere Ernten und damit die Ernährung der Weltbevölkerung. Wie können wir Nutzpflanzen züchten, die ertragreich und gesund sind, zugleich aber auch zunehmender Hitze, Dürre und Krankheiten standhalten? Professorin Maria von Korff Schmising und Dr. Markus Stetter des Exzellenzclusters CEPLAS berichten in dieser Folge, welche Vorteile mehrjährige gegenüber einjährigen Nutzpflanzen haben und was uns die vergangene Domestizierung von Pflanzen darüber lehrt, wie wir neue Kulturpflanzen mit besonderen Nährstoffen und guter Anpassung an den Klimawandel gewinnen.

Prof. Jochen Wittbrodt und Prof. Peter Gumbsch arbeiten im gleichen Exzellenzcluster, aber in sehr unterschiedlichen Forschungsbereichen. Was sie eint: Beide forschen an Anwendungen, bei denen präziserer, schnellerer und leistungsfähigerer 3D-Druck neue Wege eröffnet.
Jochen Wittbrodt und seine Doktorandin Christina Schlagheck forschen an Organoiden, also künstlich hergestellte organähnliche Zellstrukturen. So könnte beispielsweise eines Tages eine Retina aus dem 3D-Drucker kommen. Peter Gumbsch entwickelt Metamaterialien, die spezifisch entworfene Eigenschaften aufweisen und zudem einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten könnten.

Im Jahr 2030 werden in Deutschland mehr als zehn Millionen Elektroautos die Straßen bevölkern. Und alle brauchen einen leistungsfähigen, schnellaufladbaren und sicheren Akku. Wie soll das gehen?

In dieser Folge geben Prof. Dr. Bettina Lotsch und Sina Stegmaier Einblick in die Batterieforschung. Was sind die Probleme der aktuellen Akkus? Und wie könnte man sie lösen? Die beiden Chemikerinnen des Exzellenzclusters e-conversion erklären dabei auch, wie Batterien eigentlich funktionieren und welche Materialien für eine leistungsfähige Batterie gebraucht werden. Und sie verraten, was es mit den Festkörperbatterien auf sich hat, in die vor allem die Autoindustrie so große Hoffnungen setzt.

Das mikrobielle Gleichgewicht ist die Grundlage für gesundes Leben – egal ob beim Menschen, bei Tieren oder bei Pflanzen. Sogar Gewässer sowie Böden und damit ganze Ökosysteme sind davon abhängig. Gerät dieses dynamische Gleichgewicht von Bakterien, Pilzen und weiteren Mikroorganismen ins Wanken, kann das schwerwiegende Folgen haben.
Bei der Erforschung des Mikroversums dreht sich alles um die Kommunikation und Interaktion der winzigen Lebewesen untereinander und mit ihrer Umwelt. Denn oft leben sie bereits seit Jahrmillionen zusammen und sind nur selten isoliert anzutreffen.
Prof. Brakhage erzählt davon, dass der nächste antibiotische Wirkstoff vielleicht in unserem Vorgarten auf seine Entdeckung wartet. Und...