Willkommen in der Planckwelt

13. Interview in München

Der Corona Impfstoff und die Naturkonstanten

IZ:
Das 160 nm große Coronavirus zeigt uns weltweit die Auswirkungen einer 5. Urkraft. Die Epidemie wurde zur Pandemie. Diese Urkraft ist neben der elektromagnetischen Kraft, der schwachen und der starken Kernkraft und neben der Gravitationskraft als 5. Kraft die biologische Kraft. Mit 7.4 Milliarden Euro will eine europäische Allianz einen Impfstoff entwickeln. Millionen Menschen werden in Folge der Coronakrise ihren Job und ihren Wohlstand verlieren. Die Lockerungen sind unumgänglich. In der Krise dieses Ausmaßes müssen Volksgesundheit, Wirtschaftskraft, Umweltschutz und Digitalisierung gegeneinander ausbalanciert werden.

Autor:
Es ist erwiesen, dass das Coronavirus durch Tröpfcheninfektion übertragen wird. Das Gegenlicht in der Sonne zeigt, wie feuchte Atemluft beim Sprechen und Husten eine Tröpfchenwolke bis 1.5 m um uns erzeugt. Der Abstand von > 1.5 m wird von der Bevölkerung weitgehend eingehalten. Mund- und Nasenschutz verhindern die Tröpfcheninfektion. Mit einem Zuschuss von 30% und mit Abnahmeverpflichtungen werden Unternehmen unterstützt, die in Deutschland ausreichend Mundschutzmasken produzieren. Eine schon lange nicht mehr gefühlte Solidarität erfüllt unser Land. 40 – 50 µ große Tröpfchen mit Coronaviren bleiben 20 s auf Türklinken infektiös. In Supermärkten werden Menschenansammlungen begrenzt gehalten und die Griffe der Einkaufswagen desinfiziert. Damit wird verhindert, dass möglicherweise die infizierten Finger unbewusst die Schleimhäute von Augen, Mund und Nase berühren. Die Hygienemaßnahmen haben der Reproduktionsfaktor R auf 0,7 gedrückt. Der I-Faktor hingegen kennzeichnet den Exponentialanstieg privater Insolvenzen durch den Lockdown. Ein I-Faktor >1 gefährdet nicht nur die private Wirtschaft sondern letztendlich auch den öffentlichen Dienst. Wie wirkt sich die Einschränkung der sozialen Kontakte und die heruntergefahrene Wirtschaft auf die Emission von Kohlendioxid_, Stickoxiden und Feinstaub aus? Die Umweltorganisationen halten sich hier bedeckt. Elektroautos werden mit Milliardenbeträgen gefördert. Die sparsamen Verbrenner mit verringertem Schadstoffausstoß, die Anfang 2020 noch hundertausende Arbeitsplätze in Deutschland sicherten, werden aus ideologischen Gründen von den Förderungen ausgenommen. Wenn jetzt 7 Milliarden Euro in die Wasserstofftechnologie investiert werden, geht der Werker in der Fertigung in den nächsten Wochen und Monaten leer aus. Mit erheblichen Steuermitteln wurde vor Jahren die Entwicklung der Photovoltaik-Technik gefördert. Bei der Investition in marktgerechte Produkte und beim Schutz unserer wirtschaftlichen Interessen ließ die Politik die mittelständischen Unternehmen dann im Regen stehen. Die nächsten Monate werden zeigen, ob auf diese Weise die Wirtschaftsflaute überwunden wird.

IZ:
Nach allgemeiner Meinung reichen die Abstandsregeln und der Mundschutz nicht aus, das Coronavirus zu überwinden. Zur früheren Normalität kommen wir nur mit einem Impfstoff zurück. Der weltweite Wettbewerb bei der Herstellung des Impfstoffs hat begonnen. Wie sind die Aussichten?

Autor:
Das Medikament Remdesivir wurde für die Bekämpfung des Ebolavirus entwickelt und verkürzt beim Einsatz gegen Covid-19 den Genesungsprozess um 4 Tage und lindert die Symptome. Heilen kann das Medikament noch nicht. Zwei Impfstoffe wurden inzwischen in Deutschland vom Paul-Ehrlich-Institut für klinische Versuche freigegeben. CureVac in Tübingen will Ende 2020 300 Millionen Einheiten des ersten Impfstoffs produzieren. Das Zulassungsverfahren wird vereinfacht und verkürzt. Die Bundesregierung erwirbt einen Anteil von 23 % und stellt 300 Millionen Euro für die Investition in die Massenfertigung zur Verfügung. Der Impfstoff muss ohne Nebenwirkungen für die Menschen weltweit zur Verfügung gestellt werden. Eine bereits jetzt verfügbare Methode sind Bluttransfusionen. Sie wurden bereits angewendet, bevor das Impfen eingeführt wurde. Der Wirkstoff ist das Antiprotein, das die Genesenen, die Covid-19 überstanden haben, in ihrem Körper gebildet haben und das durch den Antikörper- Test nachgewiesen wird. Die Firma Roche hat in Bayern hierzu einen zuverlässigen Antikörpertest entwickelt. Ein Genesener kann mit 3 Blutplasma-Einheiten helfen, akut kranken Patienten das Leben zu retten. Bei der Plasmamethode hat das Immunsystem des Genesenen den Impfstoff gewissermaßen selbst entwickelt. Problem ist, dass das Immunsystem eines Genesenen über 100 000 Antikörper im Laufe seines Lebens gebildet hat, aus denen der Wirkstoff, der die Hauptprotease des Coronavirus blockiert, wie eine Nadel im Heuhaufen identifiziert werden muss. Da das Coronavirus stark mutiert, ist die Entwicklung von Impfstoffen eine große Herausforderung. Der Weg, von den Antikörpern der Genesenen, die vom Immunsystem immer wieder aufs Neue gebildet werden, auszugehen, ist daher vielversprechend. Die Risiken sind geringer, da der Impfstoff auf natürliche Weise vom Körper entwickelt wird.

IZ:
Es ist eine gewaltige Aufgabe, in den über 100 000 Antiproteinen der Genesenen die wirksamen Antiproteine zu finden. Kann durch symmetrische Überlegungen diese Aufgabe unterstützt und verkürzt werden? Gibt es Parallelen in der Hochenergiephysik?

Autor:
Wir werden beim Coronavirus mit den Auswirkungen der 5. Urkraft konfrontiert. Die Physik untersucht die Urkräfte und deckt die Gesetzmäßigkeiten auf. Newton machte vor über 300 Jahren den Anfang mit dem Gravitationsgesetz. Auch wenn es dem privaten Investor Musk gelungen ist, die Schwerkraft zu überwinden und 2 Astronauten zur Weltraumstation zu bringen, so ist die Gravitation für die Wissenschaftler immer noch ein Rätsel. Denken wir nur an die Dunkle Materie und an die Quantengravitation. Die Symmetrie SO(4) ist eine interessante Methode, die Quantengravitation zu beschreiben. Die Familienzahlen werden zu Quantenzahlen. Im Standardmodell der Elementarteilchen sind die Massen, logarithmisch aufgetragen, auf 4 Geraden, deren Winkel berechnet werden kann. Hierzu gehören auch die Massen des Higgs-Bosons, des top-Quarks und des Z-Bosons mit m_H=v e^-2/3 und m_t = v e^-1/3 und m_Z = v e^-1, die mit großem jahrelangen experimentellen Aufwand ermittelt wurden und die mit der Symmetrie SO(4) berechnet und von der dimensionslosen Eulerschen Zahl abgeleitet werden können. Die Symmetrie SO(4) geht aus von der Vakuumenergie 246 GeV auf der Fermi-Skala. Die herrschende Lehre hingegen geht aus von der Planckmasse 10¹⁹ GeV, die mit Experimenten nicht zu erreichen ist. Können mit der Symmetrie SU(5) bei den Aminosäuren der Antiproteine ebenfalls neue Zusammenhänge aufgezeigt werden? Eine Symmetrie macht Werte berechenbar, die bisher beliebig erscheinen. Die SU(5) hat 5 Ladungen und 5² -1 Ladungsträger. Die Ladung ist die Chiralität und die optische Aktivität. Ladungsträger sind die 20 linksdrehenden asymmetrischen Kohlenstoffatome in den 20 proteinogenen Aminosäuren und die 4 rechtsdrehenden asymmetrischen Kohlenstoffatome in den 4 Nukleotiden der RNA und der DNA. Eine wichtige Eigenschaft der Aminosäure ist der isoelektrische Punkt IEP. Die Aminosäure ist ein Zwitterion mit der Basenstärke K₁NH₂ und mit der Säurestärke K₁COOH. Der IEP ist der Mittelwert der Stärken. Wir definieren ein Standard-Protein mit den 20 proteinogenen Aminosäuren, die nach fallenden IEP-Wert angeordnet werden. Gemessen wird der IEP von Aminosäuren in einem Gel mit einem pH-Gradienten. Die linksdrehende Aminosäure fließt in diesem Gel bis zu ihrem IEP. Bei diesem pH-Wert sind positive und negative Ladungen gleich. Die Aminosäure ist dann elektrisch neutral, wird unlöslich und fällt aus. Auf diese Weise werden im Protein die Aminosäureketten entlang des pH-Gradienten getrennt. Wenn die 20 proteinogenen Aminosäuren nach den fallenden IEPs geordnet werden, erhalten wir eine Kurve, bestehend aus 4 Geraden mit 4 Rotationswinkeln und 4 Translationen. Die rechtsdrehende RNA und die DNA haben keine IEPs. Bei ihnen werden die rechtsdrehenden Nukleotide in einem Phosphatpuffer mit einem pH-Gradienten im neutralen pH-Bereich von 6.2 bis 5.0 getrennt. Dieser Bereich entspricht 15 IEPs. Jede Aminosäure ist durch ein Gen definiert . Das ist ein Triplett aus 3 Nukleotiden. Nukleotide bestehen u.a aus den Nukleobasen A, G, C, T ,U . Die RNA hat die Nukleobasen A,G,C,U die DNA hat die Nukleobasen A,G,C,T. Die Aminosäuren und die Nukleotide unterscheiden sich im neutralen Bereich durch die linksdrehende und rechtsdrehende Chiralität.

^{e^3}

→ψ←º↓º←

:k
IZ:
Wie können wir mit der Symmetrie SU(5) aus den über 100 000 Antikörpern der Genesenen die Antiproteine identifizieren, die den Coronavirus blockieren?

Autor:
Die Nukleotidsequenz der RNA des Coronavirus wurde im Januar 2020 von einer Arbeitsgruppe unter der Generalmajorin der chinesischen Militäruniversität ermittelt und im Internet für die weltweite Forschung zur Verfügung gestellt. Prof. Hilgenfeld von der Universität Lübeck hat bei dieser Nukleotidsequenz die Hauptprotease MPro identifiziert, die ein Schlüsselenzym für die Vervielfältigung der Virus-RNA ist. Da das Protein seine Aminosäurekette in die 2. und die 3. Dimension faltet, hat er auch die dreidimensionale Struktur des Proteins mit der Röntgenbeugung erstellen lassen. Da jedes Atom des Proteins in 3 Dimensionen genau lokalisiert ist, werden die wirksamen Bereiche des Virusproteins an der Oberfläche definiert. Mit der Genschere werden die relevanten Bereiche der Hauptprotease aus der Virus-RNA herausgeschnitten und zu einer neuen Virus-RNA zusammengesetzt. Wird diese neue Virus-RNA in die Wirtszelle injiziert, bildet die Wirtszelle Antikörper, die die Hauptprotease MPro, die für die Vervielfältigung der Virus-RNA verantwortlich ist, neutralisieren. Die Nukleotidsequenz der wirksamen Antikörper wird dann mit den über 100 000 Antiproteinen der Genesenden verglichen.

IZ:
Gibt es neben der Blockade der Hauptprotease MPro noch andere Ansatzpunkte für einen Impfstoff?

Autor:
Ein weiterer Ansatzpunkt für einen Impfstoff ist das Stachelprotein, das als Oberflächenprotein die Virus-RNA umhüllt. Nach Prof. Drosten ist dieses Oberflächenprotein im sauren Bereich nicht beständig. Die Hülle trocknet aus und zerfällt. Es gibt Hinweise, dass auch im basischen Bereich das Stachelprotein nicht überlebensfähig ist. Die mittelständische Firma CureVac in Tübingen verkürzt den Weg. Die m-RNA des Stachelproteins, deren Nukleotidsequenz CureVac ermittelt hat, wird gedruckt und in die Wirtszelle injiziert. Sie regt die Wirtszelle an, Antikörper zu bilden. Die in der Zelle gebildeten Antikörper verhindern dann das Eindringen des Virus durch die Membran anderer Wirtszellen.

IZ:
Wie kann die Symmetrie SU(5) mit ihren 5 Rotationen und Translationen das Antiprotein des Wirkstoffs aus den 100 000 Antikörpern der Genesenen identifizieren?

Autor:
Die SU(5) hat mit den asymmetrischen Kohlenstoffatome C _1-20 und C_21-24 24 Ladungsträger_. Die optisch aktiven Aminosäuren drehen die Polarisationsebene des Lichts nach links, die Nuklein-Ribosen nach rechts. Jede Aminosäure hat ihren spezifischen Drehwinkel und ihren unterscheidbaren IEP. Die IEPs der proteinogenen Aminosäuren sind in Tabellen vollständig gelistet, die spezifischen Drehwinkel nicht. Es ist davon auszugehen, dass der spezifische Drehwinkel mit der IEP im direkten Zusammenhang steht. Die IEPs der 20 proteinogenen Aminosäuren sind in der obigen farbigen Abbildung unterteilt in einen basischen, neutralen hydrophoben, neutralen hydrophilen und einen sauren Bereich, die durch die pH-Werte gekennzeichnet sind. Die Aminosäuren D ( Aspartic Acid ) und E ( Glutamic Acid) sind im sauren Bereich und sind toxisch für das Corona-Virus. Die Gerade hat den Rotationswinkel 20.5° = e³. Es macht durchaus Sinn, die über 100 000 im Blut der Genesenen gefundenen Antiproteine nach den IEPs mit dem Rotationswinkel e³ = 20.5° zu sortieren. Die natürliche Zahl e ist eine dimensionslose Naturkonstante und wird auch Eulersche Zahl genannt.

IZ:
Die IEPs der Aminosäuren werden im Labor gemessen. Lassen sie sich von Naturkonstanten ableiten?

Autor:
Beginnen wir im obigen Bild beim Standardprotein von rechts nach links mit e+0.13 . Beim Standard-Protein sind die 20 IEPs nicht kontinuierliche pH-Werte sondern als Quanten aufzufassen. Die Rotationswinkel der 4 Geraden sind e³, e^4/3, e^7/4, e⁴ ( = 20.5°, 3.8°, 5.7° , 54.7° ). Die Summe der Translationen ist 0.13 + 1.83 + 0.01 +1.17 = π. Die Symmetrie SU(5) führt die IEPs der Aminosäuren auf 20 Quantenzahlen, 4 Rotationswinkel, 4 Translationen zurück . Die IEPs werden von der dimensionslosen Eulerschen Zahl e und von π abgeleitet. Das erinnert an die Berechnung der Massen der Elementarteilchen im Standardprogramm, deren Werte immer noch zu den großen Rätseln der Physik gehören. Die 5. Gerade der SU(5) bilden die Nukleotide der zugehörigen RNA im pH-Bereich 6.3 bis 5.05. Im pH-Bereich von 5.05 bis 6.3 können die Aminosäuren und die Nukleotide nur durch die Chiralität unterschieden werden. Jedes Anti-Protein hat eine eigene Kurve der IEPs. Werden die IEPs der Aminosäuren nach fallenden Werten geordnet, können die Proteine im sauren Bereich entsprechend sortiert werden. Corona und die Weltformel Corona und die Gentechnik
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