Revealing Physical and Ecological Dynamics at an Ice Edge – a Robotic Approach

Revealing Physical and Ecological Dynamics at an Ice Edge – a Robotic Approach Wulff, T. (1) ; Lehmenhecker, S. (1) ; Hagemann, J. (1) ; Busack, M. (1) ; Tippenhauer, S. (1) ; Strohmeier, M. (2) ; Rothe, J. (2) 1: Alfred Wegener Institute, Bremerhaven, Germany 2: University of Wuerzburg, Wuerzburg, Germany Marginal ice zones (MIZs) are characterized by the complex and dynamic interaction between the atmosphere, the ice, and the ocean. This high dynamics put MIZs among the – biologically – most productive regions of our planet and make them an ideal place to investigate the coupling between physics and ecology. Fostered by the last decades´ technological progress in robotics and sensor technology, marine sciences are increasingly able to monitor and understand these processes, which occur on very small scales – both temporal and spatial. The German Alfred Wegener Institute (AWI) has regularly operated an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) in the Arctic and especially in the MIZ of the Fram Strait since 2009. Starting in 2011 / 2012 AWI has also used Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to support AUV operations and gather a holistic picture of the investigated area. In our talk we will give an overview on the equipment and infrastructure used to support our AUV dives including an UAV for operations at high latitudes. We will present technical details of our vehicle´s scientific payload which is specifically designed to investigate the physical dynamics of the marginal ice zone and its ecological response

Hepatic p53 is regulated by transcription factor FOXO1 and acutely controls glycogen homeostasis

The tumor suppressor p53 is involved in the adaptation of hepatic metabolism to nutrient availability. Acute deletion of p53 in the mouse liver affects hepatic glucose and triglyceride metabolism. However, long-term adaptations upon the loss of hepatic p53 and its transcriptional regulators are unknown. Here we show that short-term, but not chronic, liver-specific deletion of p53 in mice reduces liver glycogen levels, and we implicate the transcription factor forkhead box O1 protein (FOXO1) in the regulation of p53 and its target genes. We demonstrate that acute p53 deletion prevents glycogen accumulation upon refeeding, whereas a chronic loss of p53 associates with a compensational activation of the glycogen synthesis pathway. Moreover, we identify fasting-activated FOXO1 as a repressor of p53 transcription in hepatocytes. We show that this repression is relieved by inactivation of FOXO1 by insulin, which likely mediates the upregulation of p53 expression upon refeeding. Strikingly, we find that high-fat diet-induced insulin resistance with persistent FOXO1 activation not only blunted the regulation of p53 but also the induction of p53 target genes like p21 during fasting, indicating overlapping effects of both FOXO1 and p53 on target gene expression in a context-dependent manner. Thus, we conclude that p53 acutely controls glycogen storage in the liver and is linked to insulin signaling via FOXO1, which has important implications for our understanding of the hepatic adaptation to nutrient availability

LTER HAUSGARTEN 2018 - Long-Term Ecological Research in the Fram Strait, Cruise No. MSM77, September 15 - October 13, 2018, Longyearbyen (Svalbard) - Edinburgh (Scotland)

The 77th cruise of the RV MARIA S. MERIAN contributed to various large national and international research and infrastructure projects (FRAM, ARCHES, INTAROS, ICOS, SIOS) as well as to the research programme PACES-II (Polar Regions and Coasts in the changing Earth System) of the Alfred-Wegener-Institute Helmholtz-Center for Polar and Marine Research (AWI). Investigations within Work Package 4 (Arctic sea ice and its interaction with ocean and ecosystems) of the PACES-II programme, aim at assessing and quantifying ecosystem changes from surface waters to the deep ocean in response to the retreating sea ice, and at exploring the most important (feedback) processes determining temporal and spatial variability. Contributions to the PACES-II Work Package 6 (Large scale variability and change in polar benthic biota and ecosystem functions) include the identification of spatial patterns and temporal trends in relevant benthic community functions, and the development of a comprehensive science community reference collection of observational data. Work carried out within WPs 4 and 6 will support the time-series studies at the LTER (Long-Term Ecological Research) observatory HAUSGARTEN (Fig. 1.1), where we document Global Change induced environmental variations on a polar deep-water ecosystem. This work is carried out in close co-operation between the HGF-MPG Joint Research Group on Deep-Sea Ecology and Technology and the PEBCAO Group (Phytoplankton Ecology and Biogeochemistry in the Changing Arctic Ocean) at AWI as well as the working group Microbial Geochemistry at the GEOMAR and the HGF Young Investigators Group SEAPUMP (Seasonal and regional food web interactions with the biological pump)

Roadmap für strombasierte Kraftstoffe 03EIV116A-G

Synthetische Kraftstoffe können die Defossilisierung des Verkehrssektors mit vorantreiben. Besonders bei hohen Transportvolumina oder für große Entfernungen sind diese Kraftstoffe eine vielversprechende Option, etwa in der Luft- und Schifffahrt oder zu Teilen im Schwerlastverkehr. Auf Basis von Strom aus erneuerbaren Energien hergestellte Kraftstoffe sollen in Zukunft entscheidend dazu beitragen, die CO2-Bilanz zu verbessern und Klimaneutralität im Verkehrssektor zu erreichen. Die Forschung dockt damit an die Schnittstelle zwischen Energie- und Verkehrssektor an. Im Rahmen der BMWK-Forschungsinitiative Energiewende im Verkehr (EiV) haben von 2018 bis 2023 insgesamt 16 industriegeführte F&E-Projekte die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe für den Luft-, See- und Straßenverkehr deutlich vorangebracht. In den Projekten wurde eine Vielzahl verschiedener Kraftstoffe, Herstellverfahren und Anwendungen betrachtet. Dabei war es die Aufgabe der „Begleitforschung Energiewende im Verkehr“ (BEniVer), als einer der 16 EiV-Projektverbünde, die Projektergebnisse der technischen Forschungsvorhaben der Förderinitiative auf Basis eigenständiger wissenschaftlicher Analysen vergleichbar zu machen. Dazu wurden einheitliche Rahmenannahmen und Methodikleitfäden entwickelt. Die Ergebnisse der Forschungsprojekte wurden in einer Gesamtbetrachtung zusammengeführt und dienten als Grundlage für technische, ökonomische und ökologische Bewertungen. Dabei beruhten die technologie-orientierten Bottom-Up-Analysen auf den neuesten Forschungsarbeiten. Diese wurden mit systemorientierten Top-Down-Analysen des Energie- und Verkehrssystems sowie möglichen Transformationspfaden auf dem Weg zur Klimaneutralität kombiniert. Weitere Analysen zur Akzeptanz und zur Markteinführung adressieren zudem gesellschaftliche Dimensionen und Auswirkungen der Einführung von strombasierten Kraftstoffen. Auf Basis der ganzheitlichen Analysen wurden Schlussfolgerungen abgeleitet. Als Ergebnis der langjährigen und fachübergreifende Begleitung der EiV-Forschungsvorhaben ist mit der Roadmap für strombasierte Kraftstoffe ein Leitfaden entstanden mit Handlungsoptionen für die Erforschung, Entwicklung, Produktion und Markteinführung dieser Kraftstoffe

Forschungsinitiative Energiewende im Verkehr, Kurzbericht zur „Roadmap für strombasierte Kraftstoffe“ 03EIV116A-G

Synthetische Kraftstoffe können die Defossilisierung des Verkehrssektors mit vorantreiben. Besonders bei hohen Transportvolumina oder für große Entfernungen sind diese Kraftstoffe eine vielversprechende Option, etwa in der Luft- und Schifffahrt oder zu Teilen im Schwerlastverkehr. Auf Basis von Strom aus erneuerbaren Energien hergestellte Kraftstoffe sollen in Zukunft entscheidend dazu beitragen, die CO2-Bilanz zu verbessern und Klimaneutralität im Verkehrssektor zu erreichen. Die Forschung dockt damit an die Schnittstelle zwischen Energie- und Verkehrssektor an. Im Rahmen der BMWK-Forschungsinitiative Energiewende im Verkehr (EiV) haben von 2018 bis 2023 insgesamt 16 industriegeführte F&E-Projekte die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe für den Luft-, See- und Straßenverkehr deutlich vorangebracht. In den Projekten wurde eine Vielzahl verschiedener Kraftstoffe, Herstellverfahren und Anwendungen betrachtet. Dabei war es die Aufgabe der „Begleitforschung Energiewende im Verkehr“ (BEniVer), als einer der 16 EiV-Projektverbünde, die Projektergebnisse der technischen Forschungsvorhaben der Förderinitiative auf Basis eigenständiger wissenschaftlicher Analysen vergleichbar zu machen. Dazu wurden einheitliche Rahmenannahmen und Methodikleitfäden entwickelt. Die Ergebnisse der Forschungsprojekte wurden in einer Gesamtbetrachtung zusammengeführt und dienten als Grundlage für technische, ökonomische und ökologische Bewertungen. Dabei beruhten die technologie-orientierten Bottom-Up-Analysen auf den neuesten Forschungsarbeiten. Diese wurden mit systemorientierten Top-Down-Analysen des Energie- und Verkehrssystems sowie möglichen Transformationspfaden auf dem Weg zur Klimaneutralität kombiniert. Weitere Analysen zur Akzeptanz und zur Markteinführung adressieren zudem gesellschaftliche Dimensionen und Auswirkungen der Einführung von strombasierten Kraftstoffen. Auf Basis der ganzheitlichen Analysen wurden Schlussfolgerungen abgeleitet. Als Ergebnis der langjährigen und fachübergreifende Begleitung der EiV-Forschungsvorhaben ist mit der Roadmap für strombasierte Kraftstoffe ein Leitfaden entstanden mit Handlungsoptionen für die Erforschung, Entwicklung, Produktion und Markteinführung dieser Kraftstoffe