Willkommen in der Planckwelt

Das Corona virus und der Impfstoff

9. Interview in München

IZ:
Im Januar 2020 war Corona noch eine Epidemie in China weit weg von uns. Inzwischen hat sie sich nach 2 Monaten zu einer Pandemie entwickelt, die die ganze Welt umfasst. Die Staaten auf allen Kontinenten greifen zu finanziellen Maßnahmen zur Bekämpfung dieses unsichtbaren Feindes, die alles Bisherige in den Schatten stellen. Die Entwicklung eines Medikaments und eines Impfstoffs wird in vielen Labors weltweit mit höchster Priorität vorangetrieben. Werden wir mit einer 5. Naturkraft, neben der elektromagnetischen, den beiden Kernkräften und der Quantengravitation konfrontiert?

Autor:
Noch nie war das Vertrauen in die Wissenschaft so stark wie zurzeit. Virologen beraten unsere Politiker und schlagen die Maßnahmen vor, um die Pandemie einzudämmen. Die tiefen Einschnitte in das soziale Leben mit Ausgangsbeschränkungen, mit Abstandsgeboten und geschlossenen Läden waren vorher nicht vorstellbar. Wir werden von der 5. Naturkraft beherrscht. Es ist die biologische Kraft. Eine Kraft setzt polarisierende Ladungen voraus. Diese Ladungen tragen die asymmetrischen Kohlenstoffatome, die von 4 unterschiedlichen organischen Liganden umgeben sind. Sie wechselwirken mit dem polarisierten Licht. Linksdrehende Aminosäuren und rechtsdrehende Zucker sind die wichtigen Bausteine der biologischen Materie. Linksdrehende Aminosäuren drehen die Ebene des polarisierten Sonnenlichts nach links. Es gibt 20 proteinogene L-α-Aminosäuren. Die Evolution hat sie aus über 400 Aminosäuren ausgewählt, um die lebenswichtigen Proteine und Enzyme zu synthetisieren. Der Gegenpol zu den linksdrehenden Aminosäuren sind rechtsdrehende Zucker wie die Desoxy-Ribose der DNA und die Ribose der RNA. Sie sind die Bestandteile der Nukleotiden zusammen mit den 4 Basen Cytosin, Guanin, Adenin und Thymin und dem Phosphat. Der Phosphatrest verbindet die Nukleotide zu den rechtsdrehenden Doppelsträngen der DNS. Sie sind die Träger der Gene. Die Polarität von rechts- und linksdrehenden asymmetrischen Kohlenstoffatomen erzeugt die biologische Kraft. Das Austauschmolekül dieser Kraft ist die Boten-RNS, auch m-RNS genannt. Sie liest vom DNA-Molekül die Information ab und trägt dazu bei, die Proteine in der Zelle zu synthetisieren.

IZ:
Wie ist dabei das Virus einzuordnen?

Autor:
Das Virus ist der kleinste Träger dieser 5. Kraft, die zur Zeit mit dem Corona-Virus die Welt in Atem hält. Das Virus besteht aus der RNA mit der Base Uracil statt Thymin. Die RNA ist von einer fettartigen Hülle umgeben, aus der strahlenförmig die verschiedenen Proteine ragen. Dieses typische Bild des Virus geht seit Wochen in den Medien um die Welt. Für den Stoffwechsel benötigt das Virus einen Wirt. Das Virus erzeugt seine zerstörerische Kraft dadurch, dass es den Stoffwechsel der Wirtszelle veranlasst, statt die eigene DNA für die Zellteilung, die RNA des eingedrungenen Virus zu synthetisieren. Die befallene Zelle platzt und setzt die erzeugten Corona-Viren frei.

IZ:
Wie kann man sich die Technologie vorstellen, mit der der Impfstoff gegen das Corona-Virus hergestellt werden soll. Wie kann das Virus, das in die Zelle eingedrungen ist, abgetötet werden?

Autor:
Von den 30 unterschiedlichen Verfahren weckt das m-RNA-Drucken des Tübinger Unternehmens CureVec zurzeit eine weltweit große Hoffnung, die auch das Weiße Haus erreicht hat. Da die RNA-Sequenz des Corona-Virus inzwischen entschlüsselt wurde, wird CureVec zugetraut, nach diesem Verfahren das dringend benötigte Medikament und den Impfstoff gegen das Corona-Virus auf dem kürzesten Weg herzustellen. Die Technik besteht darin, den Genabschnitt der RNA, der für das S-Protein zuständig ist, mit der Genschere herauszuschneiden,zu kopieren, und in die Wirtszelle einzuschleusen. Das S-Oberflächenprotein wurde als das Schlüsselelement erkannt, das die Proteinsynthese des Virus auslöst. Die Immunabwehr des Körpers erkennt das eingeschleuste S-Protein und bildet Antikörper, die sich anheften und das S-Protein unschädlich machen. Die freigesetzten manipulierten Corona-Viren verlieren dann die Fähigkeit, durch die Membran-Kanäle der gesunden Zellen einzudringen und sterben ab. Der Sieg über das Corona-Virus ist die erste große gentechnische Herausforderung für das m-RNA- Verfahren. Der Körper erzeugt in der Zelle seinen eigenen Impfstoff.

IZ:
Welches Problem ist zu lösen, um zum geeigneten Impfstoff und zu einem verträglichen Medikament zu kommen?

Autor:
Die RNA-Struktur des Corona-Virus wurde inzwischen in wenigen Tagen von der Generalmajorin der chinesischen Militäruniversität ermittelt und im Internet der wissenschaftlichen Welt zur Verfügung gestellt. Die dreidimensionale Kristallstruktur der viralen Hauptprotease Mpro , die Vervielfältigung des Conaranvirus veranlasst wurde von Prof. Hilgenberg mit seiner chinesischen Assistentin Linlin an der Universität Lübeck durch Röntgenstrahlen am BESSY-Synchotron in Berlin aufgeklärt. Die Region in dem Genom, die die Hauptprotease Mpro codiert, wurde identifiziert. Die RNA-Sequenz wurde in die DNS übersetzt und in E.coli Bakterien exprimiert. Das entstehende Enzym wurde wieder auskristallisiert und die dreidimensionale Proteinstruktur wieder durch Röntgenstrahlung Atom für Atom analysiert. Herr Prof. Hilgenberg konnte eine früher entwickelte Verbindung in den Hemmstoff „13b“ umwandeln, der in der Lage ist, im Zellkern der Wirtszelle die Proteine des Virus so zu blockieren, dass sie die RNA des Virus nicht mehr vervielfachen können. Versuche mit einer ausreichenden Menge des Enzyms zeigten an Mäusen, dass das Enzym unbedenklich war. Jetzt wird für den Wirkstoff eine leistungsfähige Pharmafirma gesucht, die den Wirkstoff zum Medikament weiter entwickelt. Kann uns das Werkzeuge der Symmetrie dabei helfen, die 5. Urkraft zu entschlüsseln?

IZ:
Warum sind Symmetrien so wichtig, um eine neue Kraft zu verstehen?




Autor:
Das soll am Beispiel des Higgs-Bosons erklärt werden. Das Higgs-Boson war das einzig fehlende Elementarteilchen des Standardmodells. Die Masse war unbekannt. Der LHC am CERN in Genf tastete sich mit einem Aufwand von 6 Milliarden Euro für den Bau und Betrieb des weltgrößten Mikroskops mit vielen Kollisionsversuchen innerhalb weniger Jahre an den Wert 126.3 und 125.3 GeV heran. Diese Werte wurden 2011 vom ATLAS – Detektor und vom CMS – Detektor gemessen. Sie bestätigten die Existenz des Higgsbosons und die Theorie des Higgsmechanismus und brachten 2012 den Nobelpreis ein. Nachwievor kann die Masse des Higgsbosons von der herrschenden Lehre nicht berechnet und von einer Naturkonstanten abgeleitet werden. Mit der SO(4)- Symmetrie wird die Masse des Higgs-Bosons berechnet nach der Formel m_H= v f . Mit dem Vakuumerwartungswert v=246 GeV ist der Yukawa-Kopplungswert f= e^-2/3. Die SO(4) – Symmetrie ist ein Beitrag, das Higgsboson zu berechnen und von der dimensionslosen Naturkonstanten e abzuleiten. Die obige linke Grafik zeigt die vierdimensionale SO(4)- Symmetrie der Massen mit einer auf die Fläche projizierten 3D-Rotation und einer Translation von 3 Drehpunkten auf der Y-Achse. So wie der SU(3) der starken Kraft 3 Farbladungen erforderte, erfordert die SO(4) 4 Wärmeladungen. Der Begriff Wärmeladung ist besser verständlich als die Entropie. Die Bosonen und die 3 Fermionen tragen 4 unterschiedliche Wärmeladungen. Zu den Fermionen mit dem Spin ½ gehören die elektrisch geladenen Leptonen und die beiden Quarksorten. Die Neutrinos sind zwar auch Leptonen, haben aber im Standardprogramm keine Masse. Die inzwischen gemessenen Massen müssen jenseits des Standardprogramms erklärt werden. Interessant ist nebenbei, dass Bosonen und die 3 Fermionen durch die 3D-Rotation und die Verschiebung in der SO(4)-Symmetrie miteinander verknüpft werden, wie es mit der Supersymmetrie erreicht werden soll. In der Grafik haben die berechneten Massen des stop-Quarks und des top-Quarks gleiche Massen: m_st = m_t=v e^-1/3 . So wie mit der ISS mit dem Planckdetektor im Weltraum nur wenige Positronen als Antiteilchen nachgewiesen wurde, so gibt es offensichtlich durch die Symmetriebrechung mit dem stop-Quark nur ein supersymmetrisches Teilchen.

IZ:
Wie können wir uns die Symmetrie der biologischen Kraft vorstellen ?

Autor:
Die Symmetrien SO(4) x SU(3) x SU(2) x U(1) der 4 Grundkräfte, der Quantengravitation, der starken Kraft und der elektroschwachen Kraft könnten ergänzt werden durch die fünfdimensionale Symmetrie SU(5) mit 5 Ladungen. Die Ladung ist die optische Aktivität, genannt auch Chiralität oder Händigkeit, und wird mit dem spezifischen Drehwinkel α bestimmt. Die Drehung der Ebene des linear polarisierten Lichts durch eine optisch aktive Substanz wird dabei mit dem Polarimeter gemessen. In der Lebensmittelindustrie wird auf diese Weise die Reinheit von Zucker gemessen. Für die Drehwinkel der proteinogenen Aminosäuren und für die Desoxy-Ribose der DNA und die Ribose der RNA gibt es Literaturwerte.

IZ:
Fassen wir unseren Gedankengang nochmals zusammen:

Autor:
Die biologische Kraft ist die 5. Grundkraft und beherrscht die Corona-Krise. Die 5. Kraft beruht auf der optischen Aktivität und Chiralität der asymmetrischen links- und rechtsdrehenden Kohlenstoffatome. Die 20 proteinogenen L-α-Aminosäuren sind linksdrehend, die Ribosen der Nukleotide sind rechtsdrehend. 3 Nukleotide bilden ein Triplett und definieren ein Gen und eine Aminosäure. Die rechtsdrehenden beiden DNS-Stränge reihen über die Phosphatgruppe die Gene aneinander, die von der m-RNS abgelesen werden und für die Proteinsynthese im Ribosom zur Verfügung gestellt werden. Die m-RNS ist bei der biologischen Kraft das Austauschmolekül zwischen den rechtsdrehenden Genabschnitten und dem linksdrehenden Protein, das nach Bauplan aus den einzelnen Aminosäuren synthetisiert wird. Der Corina-Virus ist eine RNA, die umhüllt ist von einem Proteinpaket, dessen Proteine die Protease in der Wirtszelle so umprogrammiert, dass statt der zelleigenen DNS die RNA des Corona-Virus synthetisiert wird. Hier soll das Medikament und der Impfstoff eingreifen, indem ein Protein als Antikörper an die RNA des Virus angeheftet wird. Das freigesetzte Virus wird dann daran gehindert durch die Membrane in eine gesunde Zelle einzudringen. Das Virus kann sich nicht mehr vervielfältigen und stirbt ab. Das Medikament Remdesiviri ist nahe dran. Der isoelektrische Punkt (IEP) ist neben der Chiralität und der optischen Aktivität eine wichtige messbare elektrische Eigenschaft der Aminosäure und der Nukleotide. Auf ihn wird beim nächsten Interview näher eingegangen.


Corona und die Symmetrie SU(5)

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