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The Peh/Ayin order in the acrostics of the book of Eichah (2009)

Mitchell First

Reizspezifische Fehlwahrnehmungen von erwachsenen Personen mit Amblyopie (2009)

Aylin Thiel

Amblyopie (griech.: amblyopia = stumpfes Auge) bezeichnet eine nichtorganische Sehschwäche eines, oder deutlich seltener beider, Augen, die durch eine beeinträchtige Seherfahrung während der frühkindlichen Entwicklung des visuellen Systems entsteht. Die durch die Amblyopie entstehenden Beeinträchtigungen sind sehr gravierend und können die Sehschärfe, die binokulare Interaktion sowie die Kontrastsensitivität betreffen. Darüber hinaus können auch Fehllokalisationen visueller Reize sowie ausgeprägte räumliche Verzerrungen und zeitliche Instabilitäten beobachtet werden (Sireteanu, 2000a). Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, die funktionellen Defizite in der amblyopen Sicht in drei verschiedenen Studien zu untersuchen und Hinweise auf die Beeinträchtigungen des ventralen und auch dorsalen kortikalen Verarbeitungspfades zu finden. Die erste Untersuchung, an der 22 amblyope bzw. alternierende Versuchspersonen teilnahmen, befasst sich mit der qualitativen Erfassung der amblyopen visuellen Wahrnehmung bei vier standardisierten Reizmustern. Bei allen Versuchsteilnehmern treten Verzerrungen auf, die jedoch schwächer sind, als in der Literatur bislang beschrieben. Die ausgeprägtesten Verzerrungen finden sich bei der Gruppe der Schielamblyopen. Unabhängig von der Ätiologie zeigt sich jedoch, dass das Ausmaß der Verzerrung bei stärkerer Amblyopie größer ist. Die von Barrett et al. (2003) vorgeschlagenen Kategorien konnten weitgehend repliziert werden und erweiter werden (Schattierungen, partiell vergrößerte bzw. verkleinerte Wahrnehmungen sowie Farbwahrnehmungen). In der zweiten Studie, an der 22 amblyope bzw. alternierende Versuchspersonen und neun normalsichtige Kontrollprobanden teilnahmen, wurde das zweidimensionale Verzerrungsmuster anhand einer Punkt-Lokalisations-Aufgabe im zentralen visuellen Feld untersucht. Schieler mit und ohne Anisometropie zeigen konsistente Verzerrungen, in Form von Erweiterung, Einschrumpfung oder Drehung von Bereichen des getesteten visuellen Feldes. Reine anisometrope Amblyope und Schieler mit alternierender Fixation weisen eine erhöhte räumliche Unsicherheit, jedoch keine konsistenten Verzerrungen auf. In der dritten Studie, einem Streckenteilungsparadigma, nahmen 23 amblyope bzw. alternierende Versuchspersonen sowie sieben normalsichtige Kontrollprobanden teil. Die Aufgabe bestand darin, eine horizontale Strecke in der Mitte zu teilen. Normalsichtige Kontrollprobanden weisen eine konsistente Linksverschiebung („Pseudoneglect“), Schieler mit und ohne Anisometropie hingegen eine konsistente Rechtsverschiebung („Minineglect“) auf. Die Rechtsverschiebung ist bei beiden Augen vorhanden, jedoch beim amblyopen Auge stärker ausgeprägt. Reine anisometrope Amblyope zeigen ähnliche Effekte das amblyope Auge betreffend. Die Gruppe der Schieler mit alternierender Fixation unterscheidet sich nicht signifikant von der Kontrollgruppe. Die Ergebnisse der durchgeführten Studien bestätigen und ergänzen die bekannten Beeinträchtigungen des ventralen visuellen Pfades und liefern darüber hinaus Hinweise auf eine funktionelle Dysfunktion des dorsalen visuellen Pfades.

High-throughput genome-wide expression analysis of a non-model organism : the chickpea root and nodule transcriptome under salt and drought stress (2009)

Carlos Mauricio Molina Medina

Drought and salt stress are the major constraint to increase yield in chickpea (Cicer arietinum). Improving drought and high-salinity tolerance is therefore of outmost importance for breeding. However, the complexity of these traits allowed only marginal progress. A solution to the current stagnation is expected from innovative molecular tools such as transcriptome analyses providing insight into stress-related gene activity, which combined with molecular markers and expression (e)QTL mapping, may accelerate knowledge-based breeding. SuperSAGE, an improved version of the serial analysis of gene expression (SAGE) technique, generating genome-wide, high-quality transcription profiles from any eukaryote, has been employed in the present study. The method produces 26bp long fragments (26bp tags) from defined positions in cDNAs, providing sufficient sequence information to unambiguously characterize the mRNAs. Further, SuperSAGE tags may be immediately used to produce microarrays and probes for real-time-PCR, thereby overcoming the lack of genomic tools in non-model organisms.

Untersuchung der Zerfallsmechanismen und der Lokalisierung von Vakanzen in Ne2 (2009)

Katharina Kreidi

In der vorliegenden Arbeit wurde die 1s Photoionisation von Neondimeren mit einer Photonenenergie von 10 eV über der 1s Schwelle von Neon durchgeführt. Das Ziel dieser Messung war die Beantwortung der seit vielen Jahren diskutierten Frage nach der Lokalisierung oder Delokalisierung von Vakanzen in homonuklearen diatomaren Systemen am Beispiel des Neondimers. Können die Vakanzen also einem Atom des Dimers zugeordnet werden oder sind sie über beide Atome verteilt? Bezüglich dieser Frage wurden sowohl die in der Photoionisation direkt entstandenen 1s Vakanzen als auch die aus der Relaxation durch einen interatomic Coulombic decay (ICD) resultierenden Vakanzen in der Valenzschale des Neondimers untersucht. Als Observable dienten dabei die Elektronen-Winkelverteilungen im dimerfesten Koordinatensystem, wobei eine bezüglich der ‘rechten’ und der ‘linken’ Seite des homonuklearen diatomaren Moleküls auftretende Asymmetrie in der Winkelverteilung eindeutig eine Lokalisierung der Vakanz indiziert. Dies lässt sich damit begründen, dass die Elektronenwellen im Fall einer delokalisierten Vakanz durch die symmetrisierten Wellenfunktionen beschrieben werden, welche sich aus der kohärenten Überlagerung der lokalisierten Wellenfunktionen ergeben. Die resultierende Winkelverteilung der Elektronen um die Dimerachse ist somit symmetrisch. Im Fall einer lokalisierten Vakanz wird die Elektronenwelle dagegen durch die ‘rechts’ oder ‘links’ lokalisierten Wellenfunktionen, welche aus der kohärenten Überlagerung der symmetrisierten Wellenfunktionen gebildet werden, beschrieben, so dass abhängig von der Elektronenwellenlänge Asymmetrien in der Elektronen-Winkelverteilung auftreten können. Die Möglichkeit, eine eventuelle Asymmetrie in der Winkelverteilung um die Dimerachse zu beobachten ist allerdings nur dann gegeben, wenn die beiden Seiten des Dimers im Anschluss an die Reaktion unterscheidbar sind, d.h. der Ursprung des emittierten Elektrons feststellbar ist, da sich sonst der Fall einer ‘links’ lokalisierten Vakanz mit dem Fall einer ‘rechts’ lokalisierten Vakanz kohärent überlagert. Die Unterscheidung konnte in der vorliegenden Messung anhand der aus einigen Relaxationen hervorgehenden unterschiedlichen Ladungen der ionischen Fragmente des Neondimers durchgeführt werden. Insgesamt wurden im Anschluss an die 1s Photoionisation von Ne2 mit einer Rate von 3:1 der symmetrische Ladungsaufbruch Ne1+ + Ne1+ und der für die Untersuchung der Winkelverteilungen relevante asymmetrische Ladungsaufbruch Ne2+ + Ne1+ des Neondimers beobachtet. Alle in diesen beiden Ladungsaufbrüchen resultierenden intra- und interatomaren Relaxationsprozesse sowie ihre Raten wurden im Rahmen dieser Arbeit identifiziert und analysiert. Der dominante Zerfallskanal des symmetrischen Ladungsaufbruchs resultierte dabei aus dem im Anschluss an einen KL2,3L2,3 stattfindenden Radiative Charge Transfer, bei welchem unter Aussendung eines Photons ein Ladungsaustausch zwischen den Neonionen des Dimers stattfindet. Der dominante Zerfallskanal des asymmetrischen Ladungsaufbruchs wurde durch den im Anschluss an einen KL1L2,3 stattfindenden ICD bestimmt. Bei diesem in Clustern auftretenden Relaxationsprozess wird die Innerschalenvakanz aus Atom 1 durch ein Valenzelektron aus Atom 1 aufgefüllt. Sobald die Relaxationsenergie dabei nicht ausreicht, um, wie beim Augerzerfall, ein weiteres Valenzelektron aus Atom 1 zu ionisieren, wird die Energie mittels eines virtuellen Photons zum neutralen Nachbaratom des Dimers transferiert, und aus diesem wird ein Elektron, das ICD-Elektron, emittiert. Zur experimentellen Untersuchung der verschiedenen Zerfälle wurde die COLTRIMS (COLd Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy)-Technik verwendet. Bei dieser Impulsspektroskopie werden die Fragmente mit einer Raumwinkelakzeptanz von 4pi mit Hilfe eines elektrischen und eines magnetischen Feldes auf die ortsauflösenden Detektoren geführt, und ihre Flugzeiten und Auftrefforte werden gemessen. Die COLTRIMS-Technik zeichnet sich dabei dadurch aus, dass eine koinzidente Messung der Elektronen und Ionen möglich ist, wodurch die Fragmente eines Reaktionsereignisses einander zugeordnet werden können. Innerhalb der Reaktionsereignisse fragmentierte das Neondimer im Anschluss an die Relaxation in beiden Ladungsaufbrüchen Ne1+ + Ne1+ und Ne2+ + Ne1+ unter 180° in einer Coulombexplosion. Somit spiegelten die Richtungen der Relativimpulse der Ionen im Rahmen der ‘Axial-Recoil-Approximation’ die Position der Dimerachse zum Zeitpunkt der Reaktion wider, und aus den Impulsen der Elektronen konnten die Emissionsrichtungen der Elektronen bezüglich der Dimerachse abgeleitet werden. In dieser Arbeit wurde mit der beschriebenen Messtechnik eine deutliche Asymmetrie in der Winkelverteilung der 1s Photoelektronen sowie der 2p ICD-Elektronen um die Dimerachse beobachtet. Die gemessene Winkelverteilung der 1s Photoelektronen wies dabei eine qualitativ sehr gute Übereinstimmung mit einer innerhalb einer Hartree-Fock-Rechnung erhaltenen Winkelverteilung für eine vollständig lokalisierte 1s Vakanz im Neondimer auf. Für die Winkelverteilungen der ICD-Elektronen existieren bis heute noch keine theoretischen Vorhersagen. Mit den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit konnte somit gezeigt werden, dass entgegen den heute gängigen Theorien zur Beschreibung des Neondimers sowohl die Vakanzen der innersten Schale als auch die Vakanzen der Valenzschale des Neondimers als lokalisiert beschrieben werden müssen.

Simulationswerkzeuge für die Berechnung hochintensiver Ionenbeschleuniger (2009)

Rudolf Tiede

Es wurde eine neue Routine zur Berechnung der Raumladungskräfte basierend auf einer schnellen Fourier-Transformation entwickelt und in das Teilchensimulationsprogramm LORASR integriert. Dadurch werden einzelne oder bis zu mehreren 100 Simulationen im Batch-Modus mit je 1 Million Makroteilchen und akzeptablen Rechenzeiten ermöglicht. Die neue Raumladungsroutine wurde im Rahmen der Europäischen „High Intensity Pulsed Proton Injectors” (HIPPI) Kollaboration erfolgreich validiert. Dabei wurden verschiedene statische Vergleichstests der Poisson-Solver und schließlich Vergleichsrechnungen entlang des Alvarez-Beschleunigerabschnittes des GSI UNILAC durchgeführt. Darüber hinaus wurden Werkzeuge zum Aufprägen und zur Analyse von Maschinenfehlern entwickelt. Diese wurden erstmals für Fehlertoleranzstudien an der IH-Kavität des Heidelberger Therapiebeschleunigers, am Protonen-Linearbeschleuniger für das FAIR Projekt in Darmstadt sowie am Vorschlag eines supraleitenden CH-Beschleunigers für die “International Fusion Materials Irradiation Facility” (IFMIF) eingesetzt.

A human glomerular SAGE transcriptome database (2009)

Jenny Nyström Wolfgang Fierlbeck Anna Granqvist Stephen C. Kulak Barbara J. Ballermann

Background: To facilitate in the identification of gene products important in regulating renal glomerular structure and function, we have produced an annotated transcriptome database for normal human glomeruli using the SAGE approach. Description: The database contains 22,907 unique SAGE tag sequences, with a total tag count of 48,905. For each SAGE tag, the ratio of its frequency in glomeruli relative to that in 115 non-glomerular tissues or cells, a measure of transcript enrichment in glomeruli, was calculated. A total of 133 SAGE tags representing well-characterized transcripts were enriched 10-fold or more in glomeruli compared to other tissues. Comparison of data from this study with a previous human glomerular Sau3A-anchored SAGE library reveals that 47 of the highly enriched transcripts are common to both libraries. Among these are the SAGE tags representing many podocyte-predominant transcripts like WT-1, podocin and synaptopodin. Enrichment of podocyte transcript tags SAGE library indicates that other SAGE tags observed at much higher frequencies in this glomerular compared to non-glomerular SAGE libraries are likely to be glomerulus-predominant. A higher level of mRNA expression for 19 transcripts represented by glomerulus-enriched SAGE tags was verified by RT-PCR comparing glomeruli to lung, liver and spleen. Conclusions: The database can be retrieved from, or interrogated online at http://cgap.nci.nih.gov/SAGE. The annotated database is also provided as an additional file with gene identification for 9,022, and matches to the human genome or transcript homologs in other species for 1,433 tags. It should be a useful tool for in silico mining of glomerular gene expression.

CtaG : Kupferchaperon und Assemblierungsfaktor für die Biogenese der Cytochrom-c-Oxidase in Paracoccus denitrificans (2009)

Peter Greiner

Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Protein CtaG aus Paracoccus denitrificans eingehend charakterisiert. Es wurde überprüft, ob dieses 21 kDa große Membranprotein als Kupferchaperon und Assemblierungsfaktor für die Untereinheit I der Cytochrom c Oxidase, das heißt für die Biogenese des CuB-Zentrums, in Frage kommt. Eine bioinformatische Analyse zeigte zunächst, dass CtaG, ein Homolog des eukaryotischen Proteins Cox11, zu den am stärksten konservierten Assemblierungsfaktoren der Cytochrom c Oxidase gehört. Interessanterweise sind diese Proteine alle an der Biogenese der redoxaktiven Metallzentren beteiligt, und nur sie sind auch in Paracoccus denitrificans konserviert. Somit stellt Paracoccus ein ideales Modellsystem dar, um die essentiellen Schritte der Biogenese der Cytochrom c Oxidase zu untersuchen. Ein lösliches Fragment von CtaG (CtaGLF) wurde heterolog in E. coli exprimiert und mit Hilfe eines spaltbaren His6-tags aufgereinigt. Es wurde ein Protokoll entwickelt, mit dessen Hilfe die Aggregation des löslichen Fragments minimiert und das Protein in hochreiner, aggregatfreier Form isoliert werden kann. Rekonstitutionsversuche zeigten, dass CtaGLF ein spezifisch Cu(I)-bindendes Protein ist. Nach der heterologen Expression in E. coli ist CtaGLF kofaktorfrei. Ein Protokoll zur in vitro Rekonstitution mit Kupferionen wurde entwickelt, mit welchem ein stöchiometrisches Kupfer/Protein-Verhältnis erreicht wird. Gelfiltrations- und ICP-MS-Analysen zeigten, dass CtaGLF Kupferionen ausschließlich als Dimer bindet. Rekonstitutionen bei denen Cu(I), Cu(II), Co(II), Fe(II), Mn(II), Mg(II) und Ni(II) sowohl einzeln als auch simultan angeboten wurden, führten zwar zu wenig reproduzierbaren absoluten Stöchiometrien, bestätigten aber, dass CtaGLF bevorzugt Cu(I) bindet. Mutagenesestudien bewiesen einerseits, dass drei Cysteinreste maßgeblich für die Kupferbindung verantwortlich sind und deuteten andererseits darauf hin, dass zwei identische, punktsymmetrische Bindungsstellen des CtaGLF-Dimers die Kupferionen koordinieren. Mit Hilfe einer Multiseq-Analyse wurden zunächst hochkonservierte Oberflächenreste von CtaG identifiziert. Eine Auswahl dieser Aminosäuren wurde per gerichteter Mutagenese ersetzt und der Effekt dieser Mutationen auf Stöchiometrie, Affinität und Dimerisierung von CtaGLF wurde untersucht. Die Affinitäten wurden dabei mit Hilfe von Kompetitionsexperimenten mit dem Cu(I)-spezifischen Chelator BCA analysiert. Insgesamt vier mögliche Szenarien für die Kupferbindung von CtaG wurden postuliert und anhand der Datenlage diskutiert. Das Szenario III, welches die Datenlage am besten zu erklären vermag, sieht eine trigonale Koordination der Kupferionen vor, an welcher die Cysteine des hochkonservierten CFCF-Motivs einer Polypeptidkette ein gemeinsames Koordinationsfeld mit dem nahe der Transmembranhelix gelegenen Cystein 38 der jeweils anderen Polypeptidkette bilden. Mit Hilfe von UV/Vis-spektroskopischen Messungen wurde gezeigt, dass die Bindung von Kupferionen an CtaGLF zu einer Absorption bei 358 nm führt. Diese kann mit einem Extinktionskoeffizienten von E delta 358 nm = 936 M-1cm-1 zur Beobachtung des Kupfertransfers von CtaGLF auf einen Akzeptor verwendet werden. Um eine Beteiligung von CtaG bei der Insertion des CuB-Ions in die Untereinheit I der Cytochrom c Oxidase (UE I) zu beweisen, wurden zwei Arbeitshypothesen aufgestellt und empirisch untersucht: Die erste Hypothese geht von einer posttranslationalen Kupferinsertion aus. Die UE I wird laut dieser Hypothese zunächst vollständig exprimiert und in die Membran inseriert, bevor das Kupferion über einen Kanal in das 13 Å unterhalb der Membranoberfläche gelegene aktive Zentrum der Oxidase inseriert wird. Drei Ansätze wurden zur empirischen Überprüfung dieser Hypothese verfolgt: Erstens wurde ein in vitro Transferassay etabliert, bei dem heterolog exprimierte, kofaktorfreie UE I als Akzeptor für Kupferionen von CtaGLF diente. Zweitens wurden bioinformatische Analysen durchgeführt um potentielle Interaktionsflächen zwischen CtaG und UE I zu identifizieren. Und drittens wurde mit Hilfe koaffinitätschromatographischer Versuche eine Interaktion zwischen CtaG und kofaktorfreier UE I untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sprechen allesamt gegen eine posttranslationale CtaG-vermittelte Insertion von Kupferionen in die UE I der Cytochrom c Oxidase. Die zweite Hypothese geht davon aus, dass die prosthetischen Häm- und Kupfergruppen bereits vor der vollständigen Membraninsertion, das heißt kotranslational auf die UE I übertragen werden. Um diese Hypothese zu überprüfen, wurden ebenfalls mehrere Ansätze verfolgt: Erstens wurde die UE I in Gegenwart und Abwesenheit von CtaG heterolog in E. coli exprimiert und anschließend aufgereinigt. In Abwesenheit weiterer Assemblierungsfaktoren ist CtaG in diesem System nicht dazu in der Lage den Kupfergehalt der UE I zu erhöhen. Zweitens wurde mit Hilfe von Blau-Nativ Gelen und Crosslinking-Versuchen im nativen Wirt Paracoccus denitrificans nach einer Wechselwirkung zwischen CtaG und UE I gesucht. Insbesondere die Ergebnisse der Crosslinking-Versuche deuten auf einen Assemblierungskomplex hin, der sowohl CtaG als auch die UE I der Cytochrom c Oxidase enthält. In einem dritten Ansatz wurde ein zellfreies Expressionssystem etabliert, welches direkten Zugang zu naszierenden Ketten der UE I ermöglicht. Dieses System erscheint vielversprechend und dient derzeit als Basis für weitere Biogenesestudien. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass CtaG ein spezifisch Cu(I)-bindendes Protein ist, das im Zuge der Kupferbindung dimerisiert und in Paraoccus denitrificans in einem hochmolekularen Komplex gemeinsam mit UE I vorliegt. Die gegenwärtige Datenlage spricht dafür, dass CtaG als Kupferchaperon an der Biogenese der Cytochrom c Oxidase beteiligt ist und das CuB-Ion in einem kotranslationalen Mechanismus in die UE I der Cytochrom c Oxidase inseriert.

Phylogeny and evolution of the Heterobranchia (Mollusca, Gastropoda) (2009)

Angela Dinapoli

Many questions regarding gastropod phylogeny have not yet been answered like the molecular confirmation of the Heterobranchia concept based on morphological studies from Haszprunar (1985a; 1988). This taxon contains the “Lower Heterobranchia” with several “primitive” or “basal” members) and the Euthyneura (with the Opisthobranchia and Pulmonata). Phylogenetic relationships of subgroups within the Heterobranchia have not been satisfactorily resolved and monophyly of some taxa within the Heterobranchia (e.g. Opisthobranchia) is questionable. Moreover, most of the “Lower Heterobranchia” have not been included in former molecular studies. In order to resolve phylogenetic relationships within the Heterobranchia, I pursued a molecular systematic approach by sequencing and analysing a variety of genetic markers (including nuclear 28S rDNA + 18S rDNA and mitochondrial 16S rDNA + COI sequences). Maximum likelihood as well as Bayesian inference methods were used for phylogenetic reconstruction. The data were investigated a priori to tree reconstruction in order to find the most appropriate dataset for reconstructing heterobranch phylogeny. A variety of statistical tests (like Chi-Square-Test or Relative-Rate-Test) were applied and the substitution saturation was measured. The Relative-Rate-Test revealed the highest evolution rates within the “Lower Heterobranchia” (Omalogyra sp., Omalogyra fusca, Murchisonella sp., Ebala sp. and Architectonica perspectiva) and Opisthobranchia (Hyalocylis striata). Furthermore, many of the nucleotide positions show a high degree of substitution saturation. Additionally, bipartitions (splits) in the alignment were examined and visualized by split network analyses to estimate data quality. A high level of conflict indicated by many parallel edges of the same lengths could be observed in the neighbournet graphs. Moreover, several taxa with long terminal branches could be identified in all three datasets belonging to the Vetigastropoda, Caenogastropoda, “Lower Heterobranchia” or Opisthobranchia (Nudipleura). All phylogenetic analyses revealed a monophyletic Heterobranchia. Within the Heterobranchia several well supported clades could be resolved. However, the traditional classification based on morphological data could not be confirmed due to paraphyletic Euthyneura (because of the inclusion of the Pyramidellidae and Glacidorboidea) as well as paraphyletic Pulmonata and polyphyletic Opisthobranchia. Based on the phylogenetic inferred evolutionary trends regarding habitat colonisation or character complexes could be deduced. A case study was conducted in order to estimate divergence ages using a “relaxed” molecular clock approach with fossils as minimum age constraints. However, due to large 95% confidence intervals a precise dating of the nodes was not possible. Hence, the results are considered as preliminary. To test the plausibility of the newly obtained hypotheses, the results were evaluated a posteriori using a hypothesis test and secondary structures of the complete 18S rRNA and 28S rRNA. Secondary structure motifs were found within domain 43 and E23 2 &5 of the 18S rRNA as well as within domain E11 and G5_1 of the 28S rRNA, which contain phylogenetic signals to support various groups within the Heterobranchia. In addition, taxon specific motifs were found separating the Vetigastropoda from the Caenogastropoda and Heterobranchia, indicating a possible application of the secondary structure of 18S rRNA and 28S rRNA to reveal phylogenetic relationships at higher taxonomic levels such as Gastropoda or even Mollusca. The utility of the newly invented software RNAsalsa for the reconstruction of secondary structures was tested. The obtained structures were used to adjust evolutionary models specific to rRNA stem (paired basepairs) and loop (unpaired basepairs) regions with the intention of improving phylogenetic results. This approach proved unsuccessful. This molecular phylogenetic investigation provides the most comprehensive molecular study of Heterobranchia relationships to date. Substantial insights into the evolution and phylogeny of this enigmatic taxon have been gained.

Phylogenetic support values are not necessarily informative : the case of the Serialia hypothesis (a mollusk phylogeny) (2009)

Johann Wolfgang Wägele Harald Letsch Annette Klussmann-Kolb Christoph Mayer Bernhard Misof Heike Wägele

Background: Molecular phylogenies are being published increasingly and many biologists rely on the most recent topologies. However, different phylogenetic trees often contain conflicting results and contradict significant background data. Not knowing how reliable traditional knowledge is, a crucial question concerns the quality of newly produced molecular data. The information content of DNA alignments is rarely discussed, as quality statements are mostly restricted to the statistical support of clades. Here we present a case study of a recently published mollusk phylogeny that contains surprising groupings, based on five genes and 108 species, and we apply new or rarely used tools for the analysis of the information content of alignments and for the filtering of noise (masking of random-like alignment regions, split decomposition, phylogenetic networks, quartet mapping). Results: The data are very fragmentary and contain contaminations. We show that that signal-like patterns in the data set are conflicting and partly not distinct and that the reported strong support for a "rather surprising result" (monoplacophorans and chitons form a monophylum Serialia) does not exist at the level of primary homologies. Split-decomposition, quartet mapping and neighbornet analyses reveal conflicting nucleotide patterns and lack of distinct phylogenetic signal for the deeper phylogeny of mollusks. Conclusion: Even though currently a majority of molecular phylogenies are being justified with reference to the 'statistical' support of clades in tree topologies, this confidence seems to be unfounded. Contradictions between phylogenies based on different analyses are already a strong indication of unnoticed pitfalls. The use of tree-independent tools for exploratory analyses of data quality are highly recommended. Concerning the new mollusk phylogeny more convincing evidence is needed.

Organic donor-acceptor thin film systems : towards optimized growth conditions (2009)

Kerstin Andrea Keller

In this work the preparation of organic donor-acceptor thin films was studied. A chamber for organic molecular beam deposition was designed and integrated into an existing deposition system for metallic thin films. Furthermore, the deposition system was extended by a load-lock with integrated bake-out function, a chamber for the deposition of metallic contacts via stencil mask technique and a sputtering chamber. For the sublimation of the organic compounds several effusion cells were designed. The evaporation characteristic and the temperature profile within the cells was studied. Additionally, a simulation program was developed, which calculates the evaporation characteristics of different cell types. The following processes were integrated: evaporation of particles, migration on the cell walls and collisions in the gas phase. It is also possible to consider a temperature gradient within the cell. All processes can be studied separately and their relative strength can be varied. To verify the simulation results several evaporation experiments with different cell types were employed. The thickness profile of the prepared thin films was measured position-dependently. The results are in good agreement with the simulation. Furthermore, the simulation program was extended to the field of electron beam induced deposition (EBID). The second part of this work deals with the preparation and characterization of organic thin films. The focus hereby lies on the charge transfer salt (BEDT-TTF)(TCNQ), which has three known structure variants. Thin films were prepared by different methods of co-evaporation and were studied with optical microscopy, X-ray diffraction and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX).The formation of the monoclinic phase of (BEDT-TTF)(TCNQ) could be shown. As a last part tunnel structures were prepared as first thin film devices and measured in a He4 cryostat.

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