Von Interdisziplinarität und Pionieren

20. Juni 2017 von Laborjournal

Man könnte die Entschlüsselung der DNA-Struktur durch Watson und Crick durchaus als eine der ersten interdisziplinären Meisterleistungen der Wissenschaftsgeschichte werten: Ein Ornithologe und ein Physiker werteten Bilder von Kristallographen aus — und begründeten die Molekularbiologie.

Freilich hat das seinerzeit niemand so gesehen. Und gerade im Rückblick auf die damaligen Pioniertage würde heute wohl jeder Watson und Crick als Molekularbiologen bezeichnen.

Interessanterweise drängten gerade in dieser Zeit des molekularbiologischen Aufbruchs generell viele „Fachfremde“ in die Biologie — Physiker, Chemiker, Mathematiker,… Dennoch nahm damals kaum jemand das Wort „Interdisziplinarität“ in den Mund. Offenbar war nicht so wichtig, wo einen die jeweilige Ausbildung abgesetzt hatte — vielmehr zählte, wo einen die konkreten Fragen hintragen würden.

Und so erschlossen damals nicht nur Watson und Crick neue Felder. Vor allem auch deshalb, weil sie gerade als interdisziplinäre Köpfe in der Lage waren, ihre alten Disziplinen hinter sich zu lassen, um sich neuen Wegen zu öffnen — und sie auch tatsächlich zu gehen.

Nur logisch daher, dass man deren neue Erkenntnisse samt der damit eröffneten Felder dann auch ganz für sich selbst bewertete — und nicht nach der disziplinären Herkunft derer, denen man sie verdankte. Wie gesagt, ist die DNA-Struktur doch vor allem eine molekularbiologische Entdeckung, und nicht zwingend-logisches Resultat einer interdisziplinären Kooperation aus Physik, Ornithologie und Kristallographie.

Nicht zuletzt wegen solcher Beispiele schrieb der US-Biologe Sean Eddy vor einiger Zeit, dass neue Felder weniger durch interdisziplinäre Teambildung entstünden als vielmehr durch das Wirken „antedisziplinärer“ Pioniere. Siehe Watson und Crick.

Sicher, interdisziplinäre Team-Projekte sind wichtig — dies allerdings vor allem da, wo Antworten auf bisher unlösbare Fragen durch die Anwendung neu etablierter Techniken aus anderen Disziplinen realisierbar werden. Interdisziplinäre Projekte deshalb aber gleich zum Forschungsmodus Nummer eins zu erklären, wie dies Wissenschaftspolitiker heute allzu gerne tun, hieße jedoch, Vergangenes über die Zukunft zu stellen — und die Herkunft der Leute höher zu bewerten als ihre ganz konkrete Arbeit.

Klingt nicht wirklich nach einem Rezept für Pioniertaten.

Ralf Neumann

(Illustration: Flickr/Dullhunk)

Wie sich Photosynthese anhört

28. März 2017 von Laborjournal

Schon mal gehört, welche Laute Pflanzen bei Photosynthese machen?  Dann wird’s Zeit! Zoologen (!) der Universität Wien um Helmut Kratochvil starteten vor einiger Zeit mit einem Unterwassermikrophon einen Lauschangriff auf die Flora des Fischteichs Schönau in Niederösterreich — und konnten folgenden „Lärm“ aufzeichnen:

 

 

Hört sich an wie brutzelnder Speck in der Pfanne, oder?

Wie insbesondere die Geräuschmuster der Kanadischen Wasserpest (Elodea canadensis) entstehen und was sie generell den Photosynthese-Forschern sagen können, steht parallel in unserem heutigen Editorial auf Laborjournal online. Und natürlich in der frischen Originalveröffentlichung der Wiener (Scientific Reports 7, Article no. 44526)  — mit dem vielversprechenden Titel: Acoustic effects during photosynthesis of aquatic plants enable new research opportunities.

Allerdings: Tatsächlich hören — wie hier — kann man sie dort nicht.

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Die Techniker verlangt Nicht-Wirksamkeitsnachweis von Homöopathie — und erntet einen Shitstorm

7. März 2017 von Laborjournal

Wenn jetzt jede Menge Leute der Techniker Krankenkasse (TK) den Rücken kehren würden — sie könnte sich kaum beschweren nach dem fürchterlichen Eigentor, das sie sich letzte Nacht mit dem folgenden Tweet geschossen hat:

 

 

Eigentlich haben wir ja eher Probleme mit sogenannten Shitstorms, aber denjenigen, den die TK damit umgehend auf Twitter erntete, hat sie sich wahrlich wohlverdient. Im folgenden ein paar Beispiele von vielen — fangen wir mit den eher „ernsthaften“ an:

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Und so weiter…

Die Frage nach der derart peinlich zur Schau gestellten Unwissenschaftlichkeit der TK muss einem tatsächlich Angst machen. Weswegen — wie gesagt — sich natürlich sofort einige Kunden Gedanken über einen Austritt machen:

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Und so weiter…

Nicht abwegig, dass einige damit tatsächlich ernst machen werden.

Wieder andere versuchen, das Kind beim Namen zu nennen. Und haben wohl auch damit keineswegs Unrecht:

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Und so weiter…

Tja — und wie wohl kaum anders zu erwarten, reagiert ein weiterer, sehr großer Teil mit Sarkasmus:…

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Und so weiter…

Oder sie weisen auf das Paradox hin, dass etwa Brillen trotz nachgewiesener Wirksamkeit und großer Nachfrage nicht (!) von der TK et al. erstattet werden:

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Und so weiter…

Heute morgen gegen halb Neun räumte die TK dann endlich ihren Mega-Fauxpas ein — ein bisschen patzig zwar, aber immerhin:

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Und fügte etwas später noch an:

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Wobei jetzt schon sicher ist, dass mit dem Ergebnis dieses „Gesprächs“ die „Aufregung“ wohl kaum auf Null runtergefahren werden kann. Zu tief hat die TK das Kind im Brunnen versenkt — und sich daher den Schaden, die sie als Krankenkasse davontragen wird, leider redlich verdient.

Das einzig Schöne an der Affäre jedoch ist, wieviele Leute angesichts solch erschreckender Ignoranz mit dem Resultat schroffer Missachtung von faktenbasierter Wissenschaft sofort auf die Barrikaden gehen. Es ist zwar „nur“ ein Tweet einer Krankenkasse. Aber der reicht, dass einem angst und bange um unser Gesundheitssystem werden kann.

Die vielen krankenversicherten Twitterer dagegen machen einem Hoffnung, dass diese Angst am Ende unbegründet sein wird.

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Warum nicht einfach verdünnen?

29. November 2016 von Laborjournal

Gerade entwickelte sich hier in der Redaktion eine ganz nette Diskussion…

Gestern hatte unsere Mitarbeiterin Juliet Merz auf Laborjournal online über den enorm hohen Salzgehalt im Blut der ach so flinken Galápagos-Meeresechsen aus der Art Amblyrhynchus cristatus berichtet. Darin schrieb sie unter anderem:

Die Autoren schätzen den Natriumgehalt im Blut der Reptilien sogar noch höher ein: Denn das verwendete Messgerät konnte nur eine maximale Konzentration von 180 mmol/L ermitteln — und bei 15 Tieren schlug die Messung an dieser Grenze an.

Daraufhin meinte Kollege Köppelle heute:

Äh… woher wissen die Forscher das denn? Der Wert dieser 15 Tiere könnte jeweils exakt 180 mmol/L betragen haben, oder 180,1 mmol/L, oder auch mal 180 und mal 190 und mal 500 oder auch dreitausend mmol/L … Letzteres natürlich eher nicht — aber wo man nichts messen kann, kann man auch nichts aussagen.

dilutionNa ja, das ist vielleicht etwas zu hart. Denn dass man den Natriumgehalt im Blut daher wohl tatsächlich noch etwas höher ansetzen muss, ist ja schon sehr plausibel. Niedriger jedenfalls ganz gewiss nicht.

Ich hatte in dieser Sache jedoch einen anderen Einwand:

Warum haben die nicht einfach verdünnt und das Ergebnis mit dem Verdünnungsfaktor wieder hochgerechnet? Lernt man doch im ersten Laborpraktikum, dass man Proben so verdünnen muss, dass die Konzentration des gewünschten Parameters in den Messbereich des Gerätes fällt…

Daraufhin Kollege Köppelle:

Stimmt, hätte man auch machen können. Jedenfalls ein Grund, nochmal nachzurecherchieren und den Artikel nachzubessern.

Gesagt, getan. Und tatsächlich steht bereits im Abstract des zitierten Original-Papers:

A notable finding was the unusually high blood sodium level; the mean value of 178 mg/dl is among the highest known for any reptile. This value is likely to be a conservative estimate because some samples exceeded the maximal value the iSTAT can detect.

Und in „Material und Methoden“ wird das Ganze folgendermaßen erklärt:

Bildschirmfoto 2016-11-29 um 13.14.59

Worauf Kollege Köppelle meinte:

Ah, das ist offenbar irgendsoein Cartridges-benutzendes Dingens:

https://www.abbottpointofcare.com/products-services/istat-handheld

Aber man muss zuvor per Hand das Blut in die Cartridge füllen.

Fazit: Die waren also bloß zu faul, nochmal ins Feld zu fahren, nochmal Blutproben zu nehmen und dann ohne ihr ach so praktisches MultiAutoTool im Labor die Werte „althergebracht“ zu analysieren!

Mein Einwand wiederum:

Wahrscheinlich hatten sie auf den Inseln nix dabei, um Blutproben einfrieren zu können. Allerdings kommen vier der acht Autoren von der „University San Francisco de Quito, Galápagos Science Center, Puerto Baquerizo Moreno, Galápagos, Ecuador“. Die dürften es also nicht allzu weit ins Labor gehabt haben…

Wie auch immer. Der Eindruck bleibt, dass man diese Messung durchaus genauer hätte machen können — wenn die Autoren nur gewollt hätten. Kollege Köppelle und ich waren uns jedenfalls einig, dass sie froh sein können, uns beide nicht als Gutachter bekommen zu haben … 😉

 

Plötzlich ist alles nur noch mittelmäßig…

16. November 2016 von Laborjournal

Kann es sein, dass die “Publish or Perish”-Regel einen geradezu zwingt, “suboptimale” Forschung zu machen? Auch wenn man es eigentlich gar nicht will?

Wie das passieren kann? Vielleicht etwa so:

Labor-0815Der Großteil an Personal- und Projektmitteln wird inzwischen bekanntermaßen befristet vergeben. Und die Fristen sind zuletzt ziemlich kurz geworden. Was folgt, ist auch bekannt: Doktoranden, Postdocs und alle anderen, die noch nicht am Ende der Karriereleiter angekommen sind, brauchen Veröffentlichungen, um es nach dem Ablauf der aktuellen Bewilligungsrunde hinüber in die nächste zu schaffen. Und auch was dies bewirkt, liegt auf der Hand: Der Ehrgeiz der angehenden bis fortgeschrittenen Jungforscher ist immer weniger darauf ausgerichtet, möglichst robuste und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, sondern zunehmend darauf, so schnell wie möglich irgendwelche Veröffentlichungen zu produzieren.

Die Folge ist, dass im Schnitt die Anzahl niederklassiger und nicht-reproduzierbarer Ergebnisse zunimmt, während wirklich hervorragende Forschung in dem gleichen Tempo mehr und mehr schwindet.

Aber das ist nicht alles. Denn auch die Chefinnen und Bosse, die es eigentlich mal besser gelernt und praktiziert haben, werden selbst unmerklich zum Teil dieses Spiels — vor allem die, die sich tatsächlich um ihre Mitarbeiter sorgen. Denn was machen sie, um ihren Studenten und Mitarbeitern die schnellen Veröffentlichungen zu ermöglichen, die sie weiter in der Karriere-Spirale halten? Sie versorgen sie mit perfekt gestylten und risikoarmen Mainstream-Projekten, deren Ergebnisse quasi mitten auf dem Weg liegen — mit der Garantie baldiger und sicherer Publikationen…

Bis sie plötzlich merken, dass ihre Forschung auf diese Weise zu einem absolut vorhersehbaren und mittelmäßigen Geschäft heruntergekommen ist. Keine wirklich spannenden Ergebnisse mehr, keine überraschenden Einsichten oder wegweisende Innovationen — stattdessen nur noch das Hinzufügen kleiner Detailkrümel zu einem wohlbekannten Prozess hier oder zu einem bereits gut beschriebenen Phänomen dort.

Wie gesagt: Gewollt realisiert keiner solch ein Szenario…

Von Wissenschaft und Pfannen

21. Juli 2016 von Laborjournal

nonstickypanWorin unterscheidet sich die Wissenschaft von Pfannen? Zugegeben, der Kalauer mag an den Haaren herbeigezogen sein — aber sei‘s drum: Pfannen reinigen sich immer besser selbst, in der Wissenschaft dagegen…

Seit Jahrzehnten beschwören Forscher sie fast schon gebetsmühlenartig, die Selbstreinigungskraft der Wissenschaft — vor allem wenn es gilt, die Forschungsfreiheit als ihr höchstes Gut vor ungebetenem Regulierungseifer zu schützen. Schließlich habe man schon lange ein dreifaches Sicherheitsnetz gesponnen, um schlampige, schlechte oder gar unehrenhafte Forschung frühzeitig auszusortieren:

Netz Nummer eins bilden die Gutachter, die entscheiden, welche Forschung überhaupt Geld erhält. Ziemlich grobmaschig, zugegeben — aber allzu tumbes Zeug dürfte trotzdem darin hängenbleiben.

Netz Nummer zwei ist das Peer Review-System der Journale. Fachkundige Kollegen prüfen hierbei vor — und neuerdings auch immer öfter nach — einer Veröffentlichung peinlich genau, ob die im Manuskript beschriebene Forschung überhaupt wissenschaftlichen Standards genügt. So wenigstens das Ideal.

Wer nicht bereits in einem dieser beiden Netze zappelt, der sieht sich bald dem dritten gegenüber: der Replikation der Ergebnisse. Taugen diese was, so säen und ernten Kollegen nachfolgend weitere Resultate auf ihnen. Will auf deren Basis jedoch partout nichts mehr sprießen, so werden sie im Nachgriff oftmals selbst als fauliges Fundament enttarnt. Und stinkt dieses gar zu arg, zieht man die entsprechenden Paper zurück — und entsorgt deren Inhalt damit offiziell aus dem wissenschaftlichen Bewusstsein.

Immer öfter ist solches zuletzt geschehen. Irgendwer entdeckte plötzlich Widersprüche in den publizierten Daten, oder aber nachfolgende wollten einfach nicht dazu passen. Und da man den mitgeteilten Ergebnissen daher nicht mehr trauen konnte, zog man das betreffende Paper zurück.

Na also, funktioniert doch — könnte man meinen. Allerdings sind solche Arbeiten nicht selten bis zu ihrem Rückzug schon viele, viele Male zitiert worden, offenbar ohne dass jemand Verdacht geschöpft hatte. In einem solchen Fall versuchte ein Kollege kürzlich, diese Unstimmigkeit folgendermaßen zu begründen: „Frage und Techniken waren viel zu komplex, als dass bis dahin irgendjemand sonst die Ergebnisse in vollem Umfang hätte replizieren können.“

Nun ja, so weit kann es mit Pfannen nicht kommen — noch ein Unterschied.

Wie wichtig sind negative Resultate?

17. Juni 2016 von Laborjournal

Wie oft hat man zuletzt angesichts der Abneigung vieler Forschungsblätter, negative Resultate zu veröffentlichen, sinngemäß den folgenden Satz gehört oder gelesen:

Negative oder Null-Resultate sind schlichtweg Resultate — und tragen daher im gleichen Maße zum Erkenntnisprozess bei wie positive Resultate.

Hmm. Der erste Teil stimmt zweifelsohne, beim zweiten Teil wird’s jedoch schwierig.

ErnstNegNatürlich sind Null-Resultate gerade dann besonders wichtig, wenn sie eine bis dato starke Hypothese widerlegen. Man nehme etwa nur die Arbeit kanadischer Forscher, die 2012 mit neuester 3D-In-vivo-Mikroskopie in den Zellkernen intakter Mäusezellen partout keine 30nm-Chromatinfasern aufspüren konnten — und diese damit wohl hauptsächlich als Artefakte der gängigen Chromatin-Präparation entlarvten (siehe unsere Beiträge hier und hier).

Genauso viel Gewicht haben beispielsweise „negative“ Ergebnisse, die klar machen, dass ein zuvor dringend verdächtiges Bakterium eine gewisse Krankheit nicht verursacht. Oder dass der eigentlich naheliegende Signalweg X doch kein bisschen beim untersuchten Effekt mitspielt. In all diesen Fällen ist es sehr wichtig, dass man das weiß — nicht zuletzt, damit niemand sich weiterhin an den falschen Verdächtigen die Forscherzähne ausbeißt.

Gehen wir die Frage aber noch ein bisschen abstrakter an. Wenn jemand sagt, er habe in hundert Patientenproben immer dasselbe Bakterium Y gefunden, dann ist diese positive Beobachtung ein ziemlich starker Hinweis darauf, dass Y etwas mit dem Entstehen der Krankheit zu tun hat. Mache ich stattdessen aber die negative Beobachtung, dass in keiner Patientenprobe Bakterium Y vorkam, dann ist dieses Ergebnis lediglich so gut wie meine Proben und Methoden. Denn womöglich lässt sich Bakterium Y nur in einem sehr frühen Krankheitsstadium aufspüren, und/oder die Art der Probenentnahme war ungeeignet, und/oder die Nachweistechnik ebenfalls. Es gibt also viele Gründe, weshalb man ein gewisses Ergebnis in einem Experiment nicht bekommt. Und unzulängliche Methodik ist nur einer davon.

Es ist diese inhärente Vielzahl an potentiellen Erklärungsmöglichkeiten, die negative Resultate in den allermeisten Fällen klar schwächer machen als positive. Und ganz abgesehen davon: Klingt „Wir haben keine Bakterien Y bei Krankheit Z beobachtet“ nach einem ähnlich starken Erkenntnisbeitrag wie „Bakterium Y verursacht Krankheit Z“?

Wie gesagt, negative Ergebnisse können in Einzelfällen genauso wichtige Beiträge leisten wie positive. Aber dass sie ganz allgemein und in der Summe genauso wichtig sind wie positive, das darf doch stark bezweifelt werden.

Der Lohn des Forschers

8. Juni 2016 von Laborjournal

tubesektEinzig der Wahrheit sei der Forscher verpflichtet. Und selbstlos sei er dabei. Immer bestrebt, Wissen und Erkenntnis zu mehren — nicht zu seinem eigenen Ruhm, sondern allein zum Wohle aller. Soweit das hehre Ideal.

Jedoch sind Forscher auch nur Menschen. Und Menschen brauchen Anerkennung, brauchen Bestätigung.

Wie aber erfahren Forscher Anerkennung? Was ist deren wirklicher Lohn?

Geld kann es nicht sein. Schon im mittleren Management verdient man mehr als auf einem Uni-Lehrstuhl. Und überhaupt kann man vielfach woanders leichter „Karriere machen“.

Auch die Aufmerksamkeit eines breiten Publikums kann es kaum sein, denn wann wird ein Forscher schon mal in die großen Medien gehievt. Zu speziell, zu wenig publikumstauglich ist, was er tut. Ausnahmen wie James Watson oder vielleicht auch Craig Venter bestätigen nur die Regel, aber schon Christiane Nüsslein-Volhart oder Sydney Brenner kennen wohl nur wenige außerhalb der Szene.

Bleibt also nur die „Szene“, die „Community“. Die umfasst schon nahezu alles, woher der Forscher sich Anerkennung erhoffen kann. Denn nur aus der „Community“ kommt mal jemand und klopft einem auf die Schulter. Sagt dann vielleicht: „Super Sache, wie Du Protein X kristallisiert hast — ein Membranprotein, das war doch extraschwer.“ Oder etwa: „Mannomann, das war aber eine elegante Strategie, wie Du gezeigt hast, dass Gen Y bei Pathway Z mitspielt.“ Oder neuerdings womöglich: „Alle Achtung! Echt ausgefuchst, der Algorithmus, den Du zum Aufspüren potentieller Steuerelemente im Gesamtgenom geschrieben hast.“

Zugegeben, das tut gut. Aber ist dies tatsächlich der potentielle Lohn, der Forscherinnen und Forscher im Innersten antreibt? Oder ist es vielmehr wirklich die reine Befriedigung der sprichwörtlichen, spezifisch-starken Forscherneugier?

Die Antworten der wenigen, die überhaupt darüber reden, gehen tatsächlich oftmals in diese Richtung. So sagte etwa einer, es sei ihm Lohn genug, wenn er nach jahrelanger Arbeit endlich „die wunderschöne, in ihrer Perfektion von keinem Kunstwerk zu übertreffende Struktur“ des Proteins Sowieso auf dem Monitor bewundern könne. Noch schöner allerdings drückte es folgender „Lonesome Researcher“ aus: „Für mich gibt es nichts Erregenderes, als wenn ich spät abends endlich das Ergebnis langer Versuchsreihen sehe — und dann voller Ergriffenheit registriere, dass ich für diese eine Nacht der einzige Mensch auf der ganzen Welt bin, der dies nun weiß.“

Geht es euch Forscherinnen und Forschern da draußen wirklich manchmal so?

Print Your Own Microscope

15. April 2016 von Carsten T. Rees

parts of the Bowman microscopeLooking for a high performance microscope that’s small enough to slip under a fume hood or inside a biosafety cabinet? One so cheap to produce that it’s practically disposable? 3D printing can provide the answer. Richard Bowman’s research group at the NanoPhotonics Centre in Cambridge, UK, purchased their first 3D printer around three years ago. Read more and get your own resource code and assembly instructions from the Bowman’s group from this Lab Times article by Laura Jane Brooks.

Bescheidenheit ist (k)eine Zier

4. März 2016 von Laborjournal

Letzter Satz eines gerade gelesenen Abstracts:

Our findings may lead to powerful insights into the ontogenetic mechanism underlying human brain enlargement.

Arrgh!

Bescheidenheit ist eine Zier, heißt es bekanntlich. Einst zierten sich auch die Forscher in aller Regel damit. Bestes Beispiel: Watson und Crick in ihrem 53er-Paper zur DNA-Struktur. Beide waren weiß Gott nicht für selbstlose Zurückhaltung bekannt — dennoch beginnen sie fast kleinlaut:

We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A.). This structure has novel features which are of considerable biological interest.

Gegen Schluss schreiben sie dann ganz vorsichtig:

So far as we can tell, it is roughly compatible with the experimental data, but it has been checked against more exact results.

Um ihre Jahrhundert-Entdeckung schließlich mit dem Satz abzuschließen:

It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.

Das muss heute wie eine gnadenlose Untertreibung erscheinen. Doch um wie viel sympathischer und angemessener wirkt es als der Marktschreier-Stil, den ein Großteil der Kollegen heute pflegt. Wie oft haben Forscher in den letzten Jahren Krebs allein per Pressemitteilung besiegt; wie viel Schaum schlugen die Bannerträger der Biomedizin mit spektakulären Heilsversprechen, um Stimmung für so unausgereifte Dinge wie etwa Gentherapie oder Stammzellforschung zu machen.

Doch auch der Blick ins ganz normale Paper — siehe oben — reicht schon, um zu sehen, wie die Sitten sich geändert haben. Da findet — anderes Beispiel — jemand leichte Veränderungen in der Expression bestimmter hirnspezifischer Gene und folgert sofort reflexartig:

These findings may lead to new concepts in the treatment of Alzheimer and other neurodegenerative diseases.

Fast eine Standardfloskel heute, hart an der Grenze zum Unsinn, die eigentlich wohl eher eines signalisieren soll: Seht, wo meine Forschung theoretisch vielleicht irgendwann einmal hinführen könnte — also fördert mich gefälligst!

Und wer Geld braucht — oder Akzeptanz —, der darf heute offenbar vor allem eines nicht ausstrahlen: Bescheidenheit.

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