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Mit dem Ausbruch von COVID-19 hat das Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen wegweisende Forschungsergebnisse zur Ausbreitung und zur Eindämmung der Pandemie vorgelegt. Diese Forschungsergebnisse wurden in Fachzeitschriften wie Science publiziert und einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Hier fassen wir die Arbeiten des Jahres 2020 zusammen.
Wir haben deswegen sofort ein Modell entwickelt, um die Reproduktionszahl R zu schätzen

Mit dem Ausbruch von COVID-19 hat das Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen wegweisende Forschungsergebnisse zur Ausbreitung und zur Eindämmung der Pandemie vorgelegt. Diese Forschungsergebnisse wurden in Fachzeitschriften wie Science publiziert und einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Hier fassen wir die Arbeiten des Jahres 2020 zusammen.
Wir haben deswegen sofort ein Modell entwickelt, um die Reproduktionszahl R zu schätzen

Eine Studie liefert neue Erkenntnisse, wie Luftverschmutzung der Gesundheit schadet. Offenbar werden Peroxide in der Lunge zu reaktiveren Spezies wie Hydroxyl-Radikalen umgewandelt und verursachen Zellschädigungen durch oxidativen Stress.
Dabei handelt es sich um ein Modell für chemische Reaktionsgeschwindigkeiten in Multiphasen-Systemen

Die Großhirnrinde (Kortex) des menschlichen Gehirns weist ein charakteristisches Muster von Rillen und Furchen auf. Diese erlauben dem Kortex eine maximale Oberfläche bei minimalem Raumbedarf im Schädel. Nicht alle Säugetiere haben jedoch ein gefaltetes Großhirn. Mit Hilfe eines genetischen Eingriffs konnten Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Neurobiologie die natürlicherweise glatten Gehirne von Mäusen künstlich zur Faltung bringen. Die Ergebnisse geben Einblick in die Mechanismen, die der Hirnfaltung zugrunde liegen.
Die Maus als Modell für die Hirnfaltung Abb. 1: Bei normalen Labormäusen wandern

Warum glauben noch immer so viele Republikaner die Mär vom Wahlbetrug bei den aktuellen US-Präsidentschaftswahlen? Kann man Corona-Leugnern überhaupt mit Sachargumenten beikommen? Eine Studie des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung und der Universität Amsterdam liefert Antworten, was Menschen daran hindert, ihre Überzeugungen zu ändern.
Gegenargumente“ Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse entwickelten die Wissenschaftler ein Modell

Saccharidkomponenten der Biomoleküle eines jeden Organismus regulieren inter- und intrazelluläre Prozesse. Um die Glycolisierung einzelner Zellbestandteile umfassend zu charakterisieren, gewinnen Computermodelle immer mehr an Bedeutung.
(c) In einem reduzierten Modell werden die Zuckerringe durch starre Bindungen repräsentiert

Studien zeigen, dass lange, nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) eine Rolle bei der Regulation der Genexpression spielen. Wissenschaftler des Instituts untersuchen die Funktion der ncRNAs, um grundlegende Prozesse der Genexpression zu verstehen.
Ein Modell für die Etablierung der enhancer-Funktion wird nachfolgend und entgegen

Many pathogenic bacteria, for example Neisseria gonorrhoeae, form microcolonies, aggregates consisting of up to several thousands of cells, due to type IV pili. These filaments mediate attractive cell-cell-forces that affect the spatially-dependent dynamics of cells within the colony. This dynamic heterogeneity can then give rise to an altered gene expression pattern in the microcolony and thus changing the phenotypes of the cells. This behavior is reminiscent of early embryonic development and suggests a view on bacterial microcolonies as model multicellular organisms.
Die bakterielle Mikrokolonie lässt sich somit als Modell eines multizellulären Organismus

Um das Verkehrsaufkommen auf unseren Straßen zu reduzieren, muss die Zahl der Passagiere je Fahrzeug erhöht werden. Dies kann durch Ride-Pooling und durch die Stärkung der Liniendienste geschehen. Mithilfe der Methoden der statistischen Physik haben wir eine Theorie solcher Systeme entwickelt, deren Vorhersagen wir durch Experimente (d.h. Pilotprojekte) bestätigen konnten. Wir haben dieses System inzwischen in die Nähe der Marktreife gebracht und streben in naher Zukunft eine kommerzielle Verwertung an mit dem Ziel, die Städte lebenswerter und das Land mobiler zu machen.
In unserem einfachen Modell gibt es Passagiere und Kleinbusse.

Proteinabbau in der Zelle wird subtil reguliert. Ein Netzwerk ringförmiger AAA ATPasen, die energieabhängig Proteine entfalten, kooperiert mit zylindrischen Enzymkomplexen, den Proteasomen, in deren Innerem die entfalteten Proteine zerlegt werden.
Abb. 4: Modell von FtsH, einer bakteriellen membranständigen AAA ATPase mit Entfaltungs