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Psoriasis is a frequent and often severe inflammatory skin disease, characterized by altered epidermal homeostasis. Since we found previously that Akt/mTOR signaling is hyperactivated in psoriatic skin, we aimed at elucidating the role of aberrant mTORC1 signaling in this disease. We found that under healthy conditions mTOR signaling was shut off when keratinocytes switch from proliferation to terminal differentiation. Inflammatory cytokines (IL-1β, IL-17A, TNF-α) induced aberrant mTOR activity which led to enhanced proliferation and reduced expression of differentiation markers. Conversely, regular differentiation could be restored if mTORC1 signaling was blocked. In mice, activation of mTOR through the agonist MHY1485 also led to aberrant epidermal organization and involucrin distribution. In summary, these results not only identify mTORC1 as an important signal integrator pivotal for the cells fate to either proliferate or differentiate, but emphasize the role of inflammation-dependent mTOR activation as a psoriatic pathomechanism.
Two theories address the origin of repeating patterns, such as hair follicles, limb digits, and intestinal villi, during development. The Turing reaction–diffusion system posits that interacting diffusible signals produced by static cells first define a prepattern that then induces cell rearrangements to produce an anatomical structure. The second theory, that of mesenchymal self-organisation, proposes that mobile cells can form periodic patterns of cell aggregates directly, without reference to any prepattern. Early hair follicle development is characterised by the rapid appearance of periodic arrangements of altered gene expression in the epidermis and prominent clustering of the adjacent dermal mesenchymal cells. We assess the contributions and interplay between reaction–diffusion and mesenchymal self-organisation processes in hair follicle patterning, identifying a network of fibroblast growth factor (FGF), wingless-related integration site (WNT), and bone morphogenetic protein (BMP) signalling interactions capable of spontaneously producing a periodic pattern. Using time-lapse imaging, we find that mesenchymal cell condensation at hair follicles is locally directed by an epidermal prepattern. However, imposing this prepattern’s condition of high FGF and low BMP activity across the entire skin reveals a latent dermal capacity to undergo spatially patterned self-organisation in the absence of epithelial direction. This mesenchymal self-organisation relies on restricted transforming growth factor (TGF) β signalling, which serves to drive chemotactic mesenchymal patterning when reaction–diffusion patterning is suppressed, but, in normal conditions, facilitates cell movement to locally prepatterned sources of FGF. This work illustrates a hierarchy of periodic patterning modes operating in organogenesis.
Pertusarialean lichens include more than 300 species belonging to several independent phylogenetic lineages. Only some of these phylogenetic clades have been comprehensively sampled for molecular data, and formally described as genera. Here we present a taxonomic treatment of a group of pertusarialean lichens formerly known as "Pertusaria amara-group", "Monomurata-group", or "Variolaria-group", which includes widespread and well-known taxa such as P. amara, P. albescens, or P. ophthalmiza. We generated a 6-locus data set with 79 OTUs representing 75 species. The distinction of the Variolaria clade is supported and consequently, the resurrection of the genus Lepra is followed. Thirty-five new combinations into Lepra are proposed and the new species Lepra austropacifica is described from mangroves in the South Pacific. Lepra is circumscribed to include species with disciform ascomata, a weakly to non-amyloid hymenial gel, strongly amyloid asci without clear apical amyloid structures, containing 1 or 2, single-layered, thin-walled ascospores. Chlorinated xanthones are not present, but thamnolic and picrolichenic acids occur frequently, as well as orcinol depsides. Seventy-one species are accepted in the genus. Although the distinction of the genus from Pertusaria is strongly supported, the relationships of Lepra remain unresolved and the genus is tentatively placed in Pertusariales incertae sedis.
Tagungsbericht: Unter dem Titel 'National - postnational - transnational? Neuere Perspektiven auf die deutschsprachige Gegenwartsliteratur aus Mittel- und Osteuropa' fand vom 10. bis 13. Mai 2012 in Ústí nad Labem eine internationale Tagung statt, die von Renata Cornejo vom Lehrstuhl für Germanistik an der dortigen Jan Evangelista Purkynĕ-Universität in Zusammenarbeit mit Sławomir Piontek von der Adam Mickiewicz-Universität in Poznań (Polen) und Sandra Vlasta von der Universität Wien (Österreich) veranstaltet wurde. In zahlreichen Vorträgen wurde das Werk von AutorInnen, die aus unterschiedlichen Gründen zu verschiedenen Zeitpunkten in ihrem Leben in den deutschsprachigen Raum eingewandert sind und die Deutsch, obwohl nicht ihre Erstsprache, als ihre Literatursprache gewählt haben, untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei auf AutorInnen aus Mittel- und Osteuropa, die zur Entwicklung der deutschsprachigen Gegenwartsliteratur der letzten Jahrzehnte mit wichtigen Impulsen beigetragen haben.
We have reported previously that Short Interspersed Degenerate Retroposons of the SIDER2 subfamily, largely located within 3'UTRs of Leishmania transcripts, promote rapid turnover of mRNAs through endonucleolytic cleavage within the highly conserved second tandem 79-nt hallmark sequence (79-nt SII). Here, we used site-directed mutagenesis and in silico RNA structural studies to delineate the cis-acting requirements within 79-nt SII for cleavage and mRNA degradation. The putative cleavage site(s) and other nucleotides predicted to alter the RNA secondary structure of 79-nt SII were either deleted or mutated and their effect on mRNA turnover was monitored using a gene reporter system. We found that short deletions of 8-nt spanning the two predicted cleavage sites block degradation of SIDER2-containing transcripts, leading to mRNA accumulation. Furthermore, single or double substitutions of the dinucleotides targeted for cleavage as well as mutations altering the predicted RNA secondary structure encompassing both cleavage sites also prevent mRNA degradation, confirming that these dinucleotides are the bona fide cleavage sites. In line with these results, we show that stage-regulated SIDER2 inactivation correlates with the absence of endonucleolytic cleavage. Overall, these data demonstrate that both cleavage sites within the conserved 79-nt SII as well as RNA folding in this region are essential for SIDER2-mediated mRNA decay, and further support that SIDER2-harboring transcripts are targeted for degradation by endonucleolytic cleavage.
Zwischen "öffentlicher" und "kommerzieller" Kultur besteht ein Spannungsverhältnis. Durchzieht diese Feststellung fast alle Arbeiten, die sich mit öffentlicher Kulturpolitik befassen, so gilt sie für Frankfurt doch in ganz besonderem Maße: Die Stadt verkörpert zugleich eine richtungsweisende Kulturpolitik, von der Impulse für die gesamte Bundesrepublik ausgingen wie auch eine von den wirtschaftlichen Interessen des Finanzsektors dominierte Kommunalpolitik. In "Kultur für alle", einem Buch, dessen Autor Hilmar Hoffman nicht nur viele Jahre lang Kulturdezernent der Stadt war, sondern das sich auch maßgeblich aus den Erfahrungen dieser Zeit speist, ist beispielsweise von einer "im Kern antagonistischen Beziehung" die Rede. Kultur und Arbeit stünden in einem "krassen Mißverhältnis" und als "noch weitgehend vorbelastet muß auch das gestörte Verhältnis der öffentlichen Kulturarbeit zur Kulturindustrie gelten, obschon die Überschneidungsflächen erheblich an Terrain gewonnen haben, zum Beispiel im Bereich von Film und Kino oder in den Großveranstaltungen mit populärer Musik nach dem Motto 'Umsonst und open air'" (Hoffmann 1981: 22). ...
Dendrites form predominantly binary trees that are exquisitely embedded in the networks of the brain. While neuronal computation is known to depend on the morphology of dendrites, their underlying topological blueprint remains unknown. Here, we used a centripetal branch ordering scheme originally developed to describe river networks—the Horton-Strahler order (SO)–to examine hierarchical relationships of branching statistics in reconstructed and model dendritic trees. We report on a number of universal topological relationships with SO that are true for all binary trees and distinguish those from SO-sorted metric measures that appear to be cell type-specific. The latter are therefore potential new candidates for categorising dendritic tree structures. Interestingly, we find a faithful correlation of branch diameters with centripetal branch orders, indicating a possible functional importance of SO for dendritic morphology and growth. Also, simulated local voltage responses to synaptic inputs are strongly correlated with SO. In summary, our study identifies important SO-dependent measures in dendritic morphology that are relevant for neural function while at the same time it describes other relationships that are universal for all dendrites.
In light of the global sea-level rise and climate change of the 21th century, it is important to look back into the recent past in order to understand what the future might hold. A multi-proxy data set was compiled to evaluate the influence of geomorphological and environmental factors, such as antecedent topography, subsidence, sea level and climate, on reef, sand apron and lagoon development in modern carbonate platforms through the Holocene. Therefore, a combination of remote sensing and morphological data from 122 modern carbonate platforms and atolls in the Atlantic, Indian and Pacific Oceans were conducted, along with a case study from the oceanic (Darwinian) barrier-reef system of Bora Bora, French Polynesia, South Pacific.
The influence of antecedent topography and platform size as factors controlling Holocene sand apron development and extension in modern atolls and carbonate platforms is hypothesized. Antecedent topography describes the elevation and relief of the underlying Pleistocene topography (karst) and determines the distance from the sea floor to the rising postglacial sea level. Maximum lagoon depth and marginal reef thickness, when available in literature, were used as proxies for antecedent topography. Sand apron proportions of 122 atolls and carbonate platforms from the Atlantic, Indian and Pacific Oceans were quantified and correlated to maximum lagoon depth, total platform area and marginal reef thickness. This study shows that sand apron proportions increase with decreasing lagoon depths. Sand apron proportions also increase with decreasing platform area. The interaction of antecedent topography and Holocene sea-level rise is responsible for variations in accommodation space and at least determines the extension of the lateral expansion of sand aprons. In general, sand apron formation started when marginal reefs approached relative sea level. Spatial and regional variations in sea-level history let sand apron formation start earlier in the Indo-Pacific region (transgressive-regressive) than in the Western Atlantic Ocean (transgressive).
The influence of sea level, antecedent topography and subsidence of a volcanic island on late Quaternary reef development was evaluated based on six rotary core transects on the barrier and fringing reefs of Bora Bora. This study was designed to revalue the Darwinian model, the subsidence theory of reef development, which genetically connects fringing reef, barrier reef and atoll development by continuous subsidence of the volcanic basement. Postglacial sea-level rise, and to a minor degree subsidence, were identified as major factors controlling Holocene reef development in that they have created accommodation space and controlled reef architecture. Antecedent topography was also an important factor because the Holocene barrier reef is located on a Pleistocene barrier reef forming a topographic high. Pleistocene soil and basalt formed the pedestal of the fringing reef. Uranium-Thorium dating shows that barrier and fringing reefs developed contemporaneously during the Holocene.
In the barrier–reef lagoon of Bora Bora, the influence of environmental factors, such as sea level and climate, tsunamis and tropical cyclones controlling Holocene sediment dynamics was evaluated based on sedimentological, paleontological, geochronological and geochemical data. The lagoonal succession comprises mixed carbonate-siliciclastic sediments overlying peat and Pleistocene soil. The multi-proxy data set shows variations in grain-size, total organic carbon (proxy for primary productivity), Ca and Cl element intensities (proxies for carbonate availability and lagoonal salinity) during the mid-late Holocene. These patterns could result from event sedimentation during storms and correlate to event deposits found in nearby Tahaa, probably induced by elevated cyclone activity. Accordingly, elevated erosion and runoff from the volcanic island and lower lagoonal salinity would be a result of rainfall during repeated cyclone landfall. However, Ti/Ca and Fe/Ca ratios as proxies for terrigenous sediment delivery peaked out in the early Holocene and declined since the mid-Holocene. Benthic foraminifera assemblages do not indicate reef-to-lagoon transport. Alternatively, higher and sustained hydrodynamic energy is probably induced by stronger trade winds and a higher-than-present sea level during the mid-late Holocene. The increase in mid-late Holocene sediment dynamics within the back-reef lagoon is supposed to display sediment-load shedding of sand aprons due to the oversteepening of slopes at sand apron/lagoon edges during their progradation rather than an increase in tropical storm activity during that time.
The influence of sea-level and climate changes on sediment import, composition and distribution in the Bora Bora lagoon during the Holocene is validated. Lagoonal facies succession comprises siderite-rich marly wackestones, foraminifera-siderite wackestones, mollusk-foraminifera marly packstones and mollusk-rich wackestones during the early-mid Holocene, and mudstones since the mid-late Holocene. During the early Holocene, enhanced weathering and iron input from the volcanic island due to wetter climate conditions led to the formation of siderite within the lagoonal sediments. The geochemical composition of these siderites shows that precipitation was driven by microbial activity and iron reduction in the presence of dissolved bicarbonate. Chemical substitutions at grain margins illustrate changes in the oxidation state and probably reflect changes in pore water chemistry due to sea-level rise and climate change (rainfall). In the late Holocene, sediment transport into the lagoon is hampered by motus on the windward side of the lagoon, which led to early submarine lithification within the lagoon.
Gepulste dipolare EPR-Spektroskopie ist eine wertvolle Methode, um Abstände von 1.5 bis 10 nm zwischen zwei Spinmarkern zu messen. Diese Information kann für Strukturbestimmungen hilfreich sein, wo traditionelle Methoden wie Kristallstrukturanalyse und NMR nicht angewendet werden können. Zusätzlich ist es möglich, Änderungen in Konformation und Flexibilität zu verfolgen. Für diese Studien haben sich stabile Nitroxidradikale als Spinmarker etabliert. Diese werden spezifisch durch die site-directed spin labelling Methode (SDSL) kovalent an das zu untersuchende Biomolekül gebunden. In den letzten Jahren wurden weitere Spinmarker für Abstandsbestimmungen mittels EPR-Spektroskopie entwickelt. Besonders interessant sind Triarylmethylradikale (im Folgenden abgekürzt als Trityl) und paramagnetische Metallzentren.
Im Vergleich zu Nitroxidradikalen hat das Tritylradikal einige Vorteile: Eine höhere Stabilität in einer reduzierenden Umgebung wie im Inneren von Zellen, längere Elektronenspin-Relaxationszeiten bei Raumtemperatur und ein schmaleres EPR-Spektrum. Deswegen ist dieses organische Radikal ein alternativer Spinmarker, der besonders gut für die Forschung von Biomolekülen in einer nativen Umgebung unter physiologischen Bedingungen geeignet ist. Auch paramagnetische Metallzentren sind weniger reduktionsempfindlich als Nitroxidradikale. Zusätzlich sind diese Spinmarker interessant in biologischen Fragestellungen. Zum Beispiel besitzen zahlreiche Enzyme paramagnetische Manganzentren als Cofaktoren. Zudem kann Magnesium, ein wesentlicher Cofaktor in Enzymen, Nukleinsäuren und Nukleotid-Bindungsdomänen der G- und Membranproteine, oft durch das paramagnetische Mangan ersetzt werden. Um Abstandsmessungen an Biomolekülen, die nur ein Metallzentrum besitzen, durchzuführen, können zusätzliche Spinmarker in Form eines Nitroxid-, Tritylradikals oder eines anderen paramagnetischen Metallkomplexes mithilfe der SDSL-Methode kovalent gebunden werden.
Nitroxidradikale, Tritylradikale und Metallzentren haben deutlich unterschiedliche EPR-spektroskopische Eigenschaften, welche oft als orthogonale Spinmarker bezeichnet werden. Solche Spinmarker sind nützlich für die Untersuchung von verschiedenen Untereinheiten bei makromolekularen Komplexen. Somit können die intramolekularen Abstände innerhalb einer Untereinheit sowie intermolekularen Abstände zwischen den unterschiedlichen Untereinheiten mit nur einer einzigen Probe bestimmt werden. Zusätzlich können die orthogonalen Marker sehr effektiv genutzt werden, um Metallzentren in Biomolekülen mithilfe der Trilateration-Strategie genau zu lokalisieren.
Die hier vorliegende Doktorarbeit beschäftigt sich mit der Nutzung dieser neuen Spinmarker für Abstandsmessungen. Solche Spinmarker sind noch kaum erforscht, obwohl sie für biologische Anwendungen eine große Rolle spielen könnten.
Das erste Ziel dieser Doktorarbeit war eine Studie über Tritylradikale mithilfe der dipolaren EPR-Spektroskopie. Zu diesem Zweck wurden sowohl double quantum coherence (DQC) und single frequency technique for refocussing dipolar couplings (SIFTER) Experimente als auch Hochfrequenz pulsed electron electron double resonance (PELDOR) Experimente mit einem Trityl-Modellsystem durchgeführt. Dabei wurden die Besonderheiten der unterschiedlichen dipolaren Spektroskopiemethoden mit diesem Spinmarker untersucht, um die Empfindlichkeit und Robustheit für die Abstandsmessungen zu optimieren.
Das zweite Ziel war eine Studie über den Einfluss der Hochspin-Multiplizität des Mangans auf die Abstandsbestimmungen. Für diesen Zweck wurde zuerst ein Modellsystem mit einem orthogonalen Mn2+ Ion und Nitroxidradikal mithilfe der PELDOR-Spektroskopie untersucht. Anschließend wurde ein weiteres Modellsystem mit zwei Mn2+-Ionen untersucht, um PELDOR und relaxation-induced dipolar modulation enhancement (RIDME) Experimente bezüglich ihrer Empfindlichkeit und Robustheit sowie Genauigkeit der Datenanalyse zu optimieren.
Das Trityl-Modellsystem wurde in der Arbeitsgruppe von Prof. Sigurdsson synthetisiert. Die EPR Messungen wurden bei zwei verschiedenen Mikrowellenfrequenzen (34 und 180 GHz) durchgeführt. Es wurde gezeigt, dass die Auswahl der optimalen Methode von den EPR-spektroskopischen Eigenschaften des Systems bei den jeweiligen Mikrowellenfrequenzen abhängig ist. Das EPR-Spektrum des Trityls ist bei 34 GHz so schmal, dass das ganze Spektrum von einem üblichen Mikrowellenpuls angeregt werden kann. In diesem Fall sind die DQC und SIFTER Experimente am besten geeignet. Der mit diesen Methoden bestimmte Abstand von 4.9 nm ist in guter Übereinstimmung mit Werten aus der Literatur. Es wurde festgestellt, dass die SIFTER Messung eine höhere Empfindlichkeit als DQC besitzt, da das Signal-zu-Rausch Verhältnis um den Faktor vier größer ist. Außerdem ist die SIFTER-Methode experimentell weniger anspruchsvoll, da ein deutlich kürzerer Phasenzyklus für die Mikrowellenpulse benötigt wird. ...