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Die Kunstpädagogik setzt sich, wie auch die bildende Kunst, immer mit neuen Mitteln und Medien der bildnerischen bzw. künstlerischen Gestaltung auseinander. Sie versucht diese darüber hinaus kunstdidaktisch zu konzeptualisieren und für den Kunstunterricht handhabbar zu machen. Zu diesen neuen Medien gehören heute digitale mobile Medien, sie werden von Kunstschaffenden und Kunstvermittelnden vielfältig eingesetzt. Mit der vorliegenden Untersuchung wird der Einsatz von digitalen mobilen Medien – gegenwärtig vorwiegend repräsentiert durch Smartphones und Tablet-Computer – konzeptualisiert und auf verschiedene Potentiale und Risiken hin analysiert. Ein erstmals eigens entwickeltes fachdidaktisches Modell soll durch aufeinander abgestimmte Komponenten einen kongruenten und begründeten Einsatz von digitalen mobilen Medien im Kunstunterricht ermöglichen und zu einer angemessenen Implementierung des neuen Mediums in den Kunstunterricht beitragen. Durch die vorgenommene Erprobung des o.g. Modells in Feldern der Kunstpädagogik und deren Reflexion ergeben sich Modifikationen sowie weiterführende Forschungsfragen – sowohl spezifisch die Kunstpädagogik als auch allgemein die Pädagogik und Didaktik betreffend.
Heat stress transcription factors (Hsfs) play essential role in heat stress response and thermotolerance by controlling the transcriptional activation of heat stress response (HSR) genes including molecular chaperones. Plant Hsf families show a striking multiplicity, with more than 20 members in the many plant species. Among Hsfs, HsfA1s act as the master regulators of heat stress (HS) response and HsfA2 becomes one of the most abundant Hsfs during HS. Using transgenic plans with suppressed expression of HsfA2 we have shown that this Hsf is involved in acquired thermotolerance of S. lycopersicum cv Moneymaker as HsfA2 is required for high expression and maintenance of increased levels of Hsps during repeated cycles of HS treatment.
Interestingly, HsfA2 undergoes temperature-dependent alternative splicing (AS) which results in the generation of seven transcript variants. Three of these transcripts (HsfA2-Iα-γ), generated due to alternative splicing of a second, newly identified intron encode for the full length protein involved in acquired thermotolerance. Another 3 transcripts (HsfA2-IIIα-γ) are generated due to alternative splicing in intron 1, leading in all cases to a premature termination codon and targeting of these transcripts for degradation via the non-sense mRNA decay mechanism (NMD).
Interestingly, excision of intron 2, results into the generation of a second previously unreported protein isoform, annotated as HsfA2-II. HsfA2-II shows similar transcriptional activity to the full-length protein HsfA2-I in the presence of HsfA1a but lacks the nuclear export signal (NES) required for nucleocytoplasmic shuttling which allows efficient nuclear retention and stimulation of transcription of HS-induced genes. Furthermore, stability assays showed that HsfA2-II exhibits lower protein stability compared to HsfA2-I.
The presence of a second intron and the generation of a second protein isoform we identified in other Solanaceae species as well. Remarkably, we observed major differences in the splicing efficiency of HsfA2 intron 2 among different tomato species. Several wild tomato accessions exhibit higher splicing efficiency that favors the generation of HsfA2-II, while in these species the splice variant HsfA2-Iγ is absent. This natural variation in splicing efficiency specifically occurring at temperatures around 37.5oC is associated with the presence of 3 intronic polymorphisms. In the case of wild species these polymorphisms seemingly restrict the binding of RS2Z36, identified as a putative splicing silencer for HsfA2 intron 2.
Tomato accessions with the polymorphic “wild” HsfA2 show enhanced thermotolerance against a direct severe heat stress incident due to the stronger increase of Hsps and other stress induced genes. Introgression of the “wild” S. pennellii HsfA2 locus into the cultivar M82, resulted in enhanced seedling thermotolerance highlighting the potential use of the polymorphic HsfA2 for breeding.
We conclude that alterations in the splicing efficiency of HsfA2 have contributed to the adaption of tomato species to different environments and these differences might be directly related to natural variation in their thermotolerance.
Given rising life expectations around the world, it seems that old-age pension benefits will need to be cut and pension contributions boosted in many nations. Yet our research on old-age system reforms does not require raising mandatory retirement ages or contributions. Instead, we offer ways to enhance incentives for people to work longer and delay retirement. There are good reasons to incentivize older people to work longer and delay retirement. These include rising longevity, the shrinking workforce, and emerging evidence indicating that working longer can be associated with better mental and physical health for many people. Nevertheless, old age Social Security systems in many nations find that people tend to claim benefits early, usually leading to reduced benefits.In the United States, for instance, a majority of Americans claim their Social Security benefits at the earlier feasible age, namely 62, even though their monthly benefits would be 75% higher if they waited until age 70. To test whether this is the result of people underweighting the economic value of higher lifetime benefit streams, we examine whether people would claim later and work longer if they were rewarded with a lump sum instead of a higher lifetime benefit stream for deferring. Two arguments have been offered to explain early claiming. One is that workers claim early to avoid potentially “forfeiting” their deferred benefits should they die too soon (Brown et al., 2016). A second explanation is that many people underweight the economic value of lifetime benefit streams (Brown et al., 2017). This latter rationale motivates the present study.
Die 5-LO ist ein Schlüsselenzym der LT-Biosynthese. Sie katalysiert in einem ersten Schritt zunächst die Umsetzung freigesetzter AA zu 5-HPETE und wandelt diese anschließend in LTA4 um. LT sind starke Entzündungsmediatoren, die an entzündlichen und allergischen Reaktionen des Körpers beteiligt sind. Sie lösen eine Immunantwort aus und können zur Entstehung von Asthma bronchiale, allergischer Rhinitis, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und verschiedenen Krebserkrankungen beitragen [28]. NFS gehören zur Klasse der michaelreaktiven Verbindungen und inhibieren die 5-LO durch Interaktion mit katalytisch aktiven Cysteinresten in der Nähe der Substrateintrittspforte. Diese Tatsache macht michaelreaktive Verbindungen innerhalb der Entzündungsforschung zu einer interessanten Substanzklasse. Michaelreaktive Verbindungen besitzen eine durch Elektronenzug aktivierte Doppelbindung. Hierdurch verfügen diese Wirkstoffe über elekrophile Eigenschaften, wodurch sie leicht mit Nukleophilen reagieren können. Cysteine bestehen aus nukleophilen Thiolgruppen, die mit einer positiv polarisierten Doppelbindung, wie sie in michaelreaktiven Verbindungen vorliegt, reagieren können. Diese Tatsache kann sie zu effektiven und nachhaltigen Enzymaktivitätsmodulatoren machen. In dieser Arbeit wurde eine große Bandbreite verschiedenster michaelreaktiver Verbindungen auf ihre Fähigkeit untersucht, die 5-LO über Michael-Addition an ihren Cysteinen zu inhibieren. Zum einen wurden Pflanzeninhaltsstoffe mit antiinflammatorischen Eigenschaften, zugelassenene Wirkstoffe mit Michael-Akzeptorfunktion und zum anderen Verbindungen, die durch gezielte Struktursuche ausgewählt wurden, untersucht. Die Testung verschiedenster Strukturen sollte Aufschluss über strukturelle Voraussetzungen für die 5-LO-Inhibition durch Interaktion mit Cysteinen liefern. Hierfür wurden die Substanzen zunächst im intakten Zellsystem und schließlich am aufgereinigten Enzym (r5LO-wt) auf ihre 5-LO-inhibierenden Eigenschaften untersucht. Nachfolgende Messungen an r5LO-4C, deren vier prominente Cysteine durch Serin mutiert wurden, zeigten an, ob die Inhibition der 5-LO-Produktbildung cysteinabhängig war. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass ganz bestimmte strukturelle Eigenschaften des Michael-Akzeptors, Voraussetzung für eine Interaktion mit den Cysteinen der 5-LO sind. Vor allem Verbindungen mit chinoidem Grundgerüst stellten sich als thiolreaktive Verbindungen heraus, die die 5-LO hauptsächlich über Interaktion mit ihren Cysteinen inhibierten. Weiterhin zeigten die erhaltenen Ergebnisse, dass die strukturelle Umgebung um die aktivierte Doppelbindung des Michael-Akzeptors enorme Auswirkungen auf die Thiolreaktivität hatte. TQ hemmte die 5-LO hauptsächlich über Interaktion mit Cysteinen, wohingegen die 5-LO-Inhibition durch Embelin unabhängig von Cysteinen zu sein schien. Eine daraufhin durchgeführte MALDI-MS-Analyse bestätigte die Bindung von NAPQI und TQ an die Cysteine 416 und 418. Durch diese Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass eine Reihe antiinflammatorisch wirksamer, natürlich vorkommender Verbindungen wie TQ, Plumbagin, Primin und auch synthetisch generierte Verbindungen wie AA861, CDDO, Methyl-BQ, Methoxy-BQ, Methoxy-Nitrostyren, NAPQI und OH-BQ die 5-LO über Interaktion mit ihren Cysteinen inhibieren.
Die Entwicklung von neuartigen, funktionellen Materialien ist eine komplexe Aufgabe, da die Gesamteffizienz der zu entwickelnden Materialien von einer Vielzahl von Faktoren abhängt. Während die auf einer molekularen Ebene durchgeführte Funktionalisierung via chemischer Reaktionsführung genauso wichtig ist wie die makromolekulare Anordnung, kann die Frage nach einer geeigneten Verbesserung von gegenwärtigen Materialien nicht nur auf einer dieser beiden Ebenen beantwortet werden. Die in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse basieren auf der mirkoskopischen aber auch markoskopischen Betrachtung von neuartigen, funktionellen Nanomaterialien und den daraus gewonnenen Erkenntnissen. Das übergeordnete Ziel ist dabei das Verständnis und die Charakterisierung von Ladungsseparationsprozessen und die daraus resultierende Erzeugung von elektrischen Strömen in organischen photovoltaischen Materialien.
Die relevanten Ladungsseparationsprozesse werden oft im Kontext der Dissoziation von Exzitonen, gebundenen Elektron-Loch Paaren, beschrieben, welche innerhalb der Donordomäne eines beliebigen Donor-Akzeptor-Materials erzeugt werden. Dabei ist der Prozess der Exzitonengenerierung abhängig von der Nanomorphologie des entsprechenden Materials, typischerweise so genannten Bulk-Heterojunctions. Dahingehend ist es notwendig, die Effekte von intermolekularen Wechselwirkungen sowohl mittels quantenmechanischer als auch dynamischer Methoden zu betrachten. Um alle relevanten Zeitskalen und Prozesse zu betrachten ist es weiterhin notwendig, auf sowohl eine deterministische Darstellung im Rahmen von quantendynamischen Methoden als auch statistischen Methoden zurückzugreifen.
Um die oft ultraschnellen und kohärenten Exzitonendissoziationsprozesse zu untersuchen wurde eine Kombination aus high-level ab initio Methoden und zeitabhängiger Dichtefunktionaltheorie (TDDFT) angewandt, um geeignete Modellhamiltonians zu parametrisieren, welche schließlich mittels der Multi-Configurational Time-Dependent Hartree (MCTDH) und der Multilayer (ML-MCTDH) variante propagiert wurden. Die MCTDH Methode hat sich als geeignete Methode erwiesen um eine voll quantendynamische Beschreibung von bis zu 100 Freiheitsgraden durchzuführen; die ML-MCTDH Methode erlaubt gar bis zu 1000 Freiheitsgrade quantendynamisch zu behandeln. Die Parametrisierung der Modellhamiltonians, auf welchen die quantendynamische Behandlung basiert, wurde dabei für kleine, jedoch repräsentative Fragmente durchgeführt. Die geeignete Wahl dieser Fragmente sollte sicherstellen, dass zum einen alle relevanten intermolekularen als auch intramolekularen Wechselwirkungen enthalten sind, jedoch gleichzeitig eine möglichst akkurate Beschreibung mittels high-level elektronenstrukturtheoretischer Methoden in gegebener Zeit möglich ist.
Mit Hilfe dieser Methodenkombination wurden zwei Arten von funktionellen organischen Materialien untersucht. Das erste untersuchte System ist ein neuartiges Donor-Akzeptor System, bestehend aus selbstorganisierenden Oligothiophen-Perylenediimid Dimeren, welche in der Gruppe von S. Haacke und S. Mery der Universität Straßburg synthetisiert und spektroskopisch untersucht wurden. Die quantendynamischen Simulationen an diesem System sollten die Ergebnisse der experimentellen, zeitaufgelösten pump-probe Spektroskopie validieren und die dürftige Effizienz im Hinblick auf eine effektive Ladungstrennung erklären. Dabei konnte gezeigt werden, dass nach der Exzitonendissoziation Elektron und Loch auf räumlich benachbarten Donor- und Akzeptorfragmenten lokalisiert werden, was schließlich zu einem Rekombinationsprozess führen wird. Das zweite untersuchte System ist eine Kombination von Poly(3-Hexylthiophen-2,5-diyl) (P3HT) als Elektronendonor und [6,6]-Phenyl-C61 Butansäure Methyl-Ester (PCBM) als Elektronenakzeptor, welches schon hinreichend stark in diversen theoretischen und experimentellen Studien untersucht wurde. Aufbauend auf einem Gittermodell, welches in unserer Gruppe entwickelt wurde, wurde das Modellsystem um Charge Transfer Exzitonen in der Donordomäne erweitert. Die Bedeutung von solchen Charge Transfer Exzitonen in regioregulären Oligothiophenaggregaten ist ein aktuelles Thema in der Wissenschaft, sowohl in experimentellen aber auch theoretischen Abhandlungen. Neben der theoretischen Beschreibung zur Entstehung solcher Charge Transfer Exzitonen liegt ein besonderes Augenmerk auf dem Einfluss dieser predissoziierten Elektron-Loch Paaren auf die Ladungsseparationsdynamik zwischen Donor und Akzeptor sowie die Generierung von freinen Ladungsträgern. Dieser Aspekt der Ladungsseparation in einem P3HT-PCBM System wurde in dieser Art und Weise in dieser Arbeit zum ersten mal untersucht.
Neben dem zuvor erwähnten Donor-Akzeptor System erster Generation der Universität Straßburg wurde eine zweite Variante dieses Systems entwickelt, welches sich bei bisherigen experimentellen Untersuchungen als wesentlich effizienter erwies. Der interessante Prozess der Ladungsseparation ist dabei allerdings auf einer Zeitskala von mehreren hundert Pikosekunden angesiedelt, sodass kinetische Monte Carlo Methoden verwendet werden mussten um diese Prozesse zu modellieren. Dazu wurde ein Fortran90 Code entwickelt, welcher den First Reaction Method Algorithmus verwendet und explizite Delokalisationsprozesse behandelt, welche in dieser Form in kommerziellen Programmpaketen nicht enthalten ist. In vorangehenden Arbeiten konnte gezeigt werden, dass die Delokalisation von Exzitonen zu einer effektiven Herabsetzung der energetischen Barriere der Ladungsseparation führt und somit die Effizienz zur Stromumwandlung gesteigert werden konnte. Erste Simulationen mit diesem Code an idealisierten und zufällig generierten Donor-Akzeptor Morphologien lieferten realistische Werte für makroskopische Observablen wie Ladungsträgermobilitäten. Weiterhin wurden Simulationen einer coarse-grained Struktur zur zweiten Generation des Donor-Akzeptor Systems durchgeführt, ebenfalls mit Hinblick zur Untersuchung der Ladungsträgermobilität.
The Judgement of the EGC in the Case T-122/15 – Landeskreditbank Baden-Württemberg - Förderbank v European Central Bank is the first statement of the European judiciary on the sub-stantive law of the Banking Union. Beyond its specific holding, the decision is of great importance, because it hints at the methodological approach the EGC will take in interpreting prudential banking regulation in the appeals against supervisory measures that fall in its jurisdiction under TFEU, arts. 256(1) subpara 1 and 263(4). Specifically, the case pertained to the scope of direct ECB oversight of significant banks in the euro area and the reassignment of this competence to national competent authorities (NCAs) in individual circumstances (Single Supervisory Mechanism (SSM) Regulation, art. 6(4) subpara 2; SSM Framework Regulation, arts. 70, 71).
Proteinen die ExHepatitis C ist eine entzündliche Erkrankung der Leber, die durch das Hepatitis-C-Virus (HCV) verursacht wird. Trotz vieler Bemühungen ist heutzutage immer noch keine prophylaktische Vakzinierung verfügbar. Neuartige Therapien versprechen eine hohe Heilungsrate, sind aber mit hohen Kosten verbunden. HCV induziert oxidativen Stress, welcher für das Auftreten und die Progression der Pathogenese eine zentrale Rolle spielt. Um zellulären Stress (z.B. durch ROS) entgegenzuwirken, haben Zellen cytoprotective und detoxifizierende Mechanismen entwickelt, die die zelluläre Homöostase aufrechterhalten. Dabei kontrolliert der redoxsensitive Transkriptionsfaktor Nrf2 als Heterodimer zusammen mit sMaf- pression von cytoprotective und ROS-detoxifizierenden Genen. Vorherige Studien haben gezeigt, dass HCV den Nrf2/ARE-Signalweg beeinträchtigt. Dabei induziert HCV eine Translokation der sMaf-Proteine aus dem Zellkern in das Cytoplasma, wo diese das virale Protein NS3 binden. Im Cytoplasma lokalisierte sMaf-Proteine verhindern dadurch eine Translokation von Nrf2 in den Zellkern. Folglich ist die Expression von Nrf2/ARE-abhängigen cytoprotective Genen inhibiert und intrazelluläre ROS-Spiegel dauerhaft erhöht. Ein weiterer zentraler cytoprotective Mechanismus ist die Autophagie. Sie dient der Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase durch den Abbau von defekten Proteinen und Organellen. Des Weiteren ist bekannt, dass Autophagie nicht nur im Laufe von Nährstoffmangel induziert wird, sondern auch durch erhöhte Mengen an ROS. In sämtlichen Studien konnte beobachtet werden, dass Autophagie für die Aufrechterhaltung des viralen Lebenszyklus eine wesentliche Rolle spielt, da sie mit der Ausbildung des membranous web, der Translation, der Replikation und der Freisetzung des Virus interferiert. Ausgehend davon sollte in dieser Arbeit zunächst die Relevanz von HCV-induziertem oxidativen Stress, resultierend aus der Nrf2/ARE-Signalweginhibition, als möglicher Aktivator der Autophagie untersucht werden. Dabei wurde in HCV-positiven Zellen eine Akkumulation von LC3-II beobachtet, was auf eine Induktion der Autophagie schließen lässt. In Übereinstimmung damit wurde eine erhöhte Expression von Autophagie-Markerproteinen in HCV-infizierten PHHs detektiert. Im Laufe der Autophagie wird p62 abgebaut. Somit sollte eine Induktion der Autophagie in einer Verminderung der Menge an p62 resultieren. Nichtsdestotrotz ist eine Akkumulation von p62 in HCV-positiven Zellen nachzuweisen. Dies erscheint zunächst widersprüchlich. Aufgrund der Tatsache, dass die Expression der katalytischen Untereinheit des Proteasoms (PSMB5) Nrf2-abhängig ist, führt die beeinträchtigte Nrf2-Aktivität in HCV-positiven Zellen jedoch zu einer verringerten Aktivität des konstitutiven Proteasoms. Dieser Befund kann auch die erhöhte Halbwertzeit von p62 in HCV-positiven Zellen erklären. Kürzlich wurde ein Zusammenspiel des Nrf2/ARE-Signalwegs und der Autophagie beobachtet. Dabei kann Nrf2 nicht nur über den kanonischen Signalweg aktiviert werden, sondern auch durch eine direkte Interaktion des phosphorylierten Autophagie-Adaptorproteins p62 (pS[349] p62) mit Keap1. In HCV-positiven Zellen können nicht nur eine Zunahme der Gesamtmenge von p62 beobachtet werden, sondern auch erhöhte Mengen an pS[349] p62. Die Berechnung des Quotienten aus pS[349] p62 und p62 zeigt in etwa eine Verdopplung der Menge an pS[349] p62 , was auf eine vermehrte Phosphorylierung von p62 in HCV-positiven Zellen rückschließen lässt. Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass erhöhte Mengen an ROS, wie sie auch in HCV-positiven Zellen vorkommen, Autophagie induzieren können, die durch eine Akkumulation von LC3-II und die Zunahme von LC3 Puncta charakterisiert ist. Auch eine Zunahme von pS[349] p62 konnte beobachtet werden. Ferner resultierte die Überexpression der phosphomimetischen Mutante (p62 [S351E]) in einer Akkumulation von LC3-II, was auf die Fähigkeit von pS[349] p62 rückschließen lässt, Autophagie zu induzieren. Eine Modulation der Autophagie mittels der Inhibitoren 3-Methyladenin und Bafilomycin führte zu einer inhibierten Freisetzung von infektiösen viralen Partikeln und unterstreicht damit, dass der Autophagie eine essentielle Bedeutung bei der Freisetzung viraler Partikel zukommt. Eine HCV-Infektion wird sowohl von erhöhten Mengen an ROS als auch von einer Induktion der Autophagie begleitet. Dementsprechend führte eine Verminderung des intrazellulären Radikalspiegels durch eine Inkubation mit den Radikalfängern PDTC und NAC zu geringeren Mengen an LC3-II und pS[349] p62. Dabei konnte auch eine Abnahme der freigesetzten infektiösen viralen Partikel beobachtet werden, was ein Zusammenspiel zwischen erhöhten Mengen an ROS, Induktion der Autophagie und Virusfreisetzung nahelegt. Vorschlag: Erhöhte Mengen an ROS werden durch eine Aktivierung des Nrf2/ARE-Signalwegs detoxifiziert und würden somit den zuvor beschriebenen viralen Mechanismus verhindern. HCV die Aktivierung Nrf2/ARE-regulierter Gene beeinträchtigt, wurde die Hypothese aufgestellt, dass in HCV-positiven Zellen dieser komplexe Mechanismus dazu dient, die Translokation des pS[349] p62-abhängig freigesetzte Nrf2 in den Zellkern zu verhindern. Das wiederum hat eine eingeschränkte Expression von Nrf2/ARE-abhängigen Genen und Detoxifizierung von ROS zur Folge. Um diese Hypothese experimentell zu untersuchen, wurden HCV-positive und negative Zellen cotransfiziert mit dem p62 Wildtyp (p62 [wt]), der p62 phosphomimetischen Mutante (p62 [S351E]) oder einem Kontrollplasmid in Kombination mit einem Reporterkonstrukt, welches die Nrf2-Aktivierung darstellt (OKD48). Während in HCV-negativen Zellen im Vergleich zum p62 [wt] eine Transfektion mit p62 [S351E] zu einer signifikanten Aktivierung des Nrf2-abhängigen Reportergens führt konnte dies in HCV-positiven Zellen nicht beobachtet werden. Zusammengenommen beschreiben diese Ergebnisse einen neuartigen Mechanismus wie HCV das Zusammenspiel zwischen dem Nrf2/ARE-Signalweg, erhöhten Mengen an ROS und Autophagie beeinflusst. Dabei übt HCV einen negativen Effekt auf den Nrf2/ARE-Signalweg aus, um dem pS[349] p62-abhängig freigesetzten Nrf2 zu entkommen. Folglich werden erhöhte Mengen an ROS aufrechterhalten, die eine Induktion der Autophagie ermöglichen, welche für die Freisetzung viraler Partikel essentiell ist.
In dieser Arbeit wurden thermodynamische Eigenschaften eines chiralen Quark Meson Modelles untersucht. Das chirale Quark Meson Model beschreibt die starke Wechselwirkung über den Austausch von Mesonen und zudem die thermische und dichteabhängige Entwicklung der Quarkmassen im Medium über die chirale Symmetrie.Im SU(2) Model wurde zunächst in mean field approximation gearbeitet, um im Anschluss den divergenten Vakuumterm mit einzubeziehen. Nach eingehender Untersuchung der Ergebnisse, wurden dann die thermischen Mesonenfluktuationen studiert. In beiden Ansätzen verschiebt die Nullpunktsenergie den chiralen Phasenübergang zu höheren Temperaturen, wodurch die Massen bei höheren Temperaturen entarten. Beide Ansätze wurden dann zu einem gemeinsamen Modell kombiniert, um den Einfluss der Mesonenfluktuationen auf Ordnungsparameter, Massen und thermodynamische Grössen zu untersuchen. Als Fazit der Studie kann behauptet werden, dass sich der Einfluss der Mesonenfluktuationen in grösserem Maÿ auf die Thermodynamik, als auf den Ordnungsparameter und die Massen auswirkt. Im SU(3) Modell wurden ebenfalls regularisiert und zudem Vektormesonen mitberücksichtigt, welche die Repulsion zwischen den einzelnen Freiheitsgraden modelliert. Die Zustandsgleichung wird durch den Vakuum Term etwas softer und zeigt ein ähnliches Verhalten im niederen Energiebereich. Untersucht wurde neben der Temperatur T, die Elektron Baryon Rate Ye, die Sigma Meson Masse noch der Einfluss der Vektorkopplung. Aus der Zustandsgleichung konntendann Isentropen im T-mu Phasendiagramm errechnet werden, welche in naher Zukunft Aufschluss über eine dritte Familie von kompakten Sternen in Zusammenhang mit der entsprechenden Supernova Explosion geben könnte. Um die Existenz von kompakten Sternen genauer zu analysieren, wurde das chiraleSU(3) Quark Meson Modell bei T = 0 benutzt, um über die aus dem Formalismusgewonnenen Grössen Druck und Energiedichte die Tolmann-Oppenheimer-Volkoff zu lösen. Diese stellen die Masse-Radius Beziehungen kompakter Objekte dar. Auf der Suche nach Twin Stern Lösungen aus dem chiralen SU(3) Quark Meson Model wurde zunächst ein Modell für Hybridsterne entwickelt. Im untersuchten Parameterbereich fanden wir Hybrid Stern Lösungen, bei welchen der Einfluss der Quarkmaterie auf die Stabilität des Sternes untersucht wurde, denn das Einsetzen des Phasenüberganges übt einen zusätzlichen gravitativen Zug auf die hadronische Kruste aus. Der Stern ist stabil, wenn der Druck der Quarkmaterie diesem zusätzlichen Zug standzuhalten vermag. Für einen zu grossen Sprung in der Energiedichte werden die Lösungen jedoch instabil. Zwillingssterne waren nicht unter den Lösungen, da der Übergangsdruck relativklein sein muss, während der Energiedichtesprung eher gross sein sollte. Das Auftreten zweier stabiler Äste in der Masse Radius Relation kann allerdingsmit dem SU(3) Modell und entsprechendem chiralen Phasenübergang modelliert werden. Für einen gewissen Parameterbereich einhergehend mit kleinem Wert des Vakuum Druckes B konnten Nicht-Linearitäten in der Zustangsgleichungzur Lösung der TOV Gleichung beitragen. Im Weitern ist das Zusammenspiel der Vektorkopplung und der Sigma Mesonen Masse einflussreich auf die Lösungen, welche auf Kausalität, Stabilität und neben der 2 Sonnenmassen Bedingung noch auf Restriktionen vom millisecond pulsar PSR J1748-2446ad untersucht wurden.Mit Weltraummissionen wie etwa NICER (Neutron star Interior CompositionExploreR) sollte die Radiusbestimmung kompakter Objekte in Zukunft bis auf einen Kilometer genau bestimmt werden können. Die Entdeckung von zweiSternen mit der gleichen Masse und unterschiedlichen Radien wäre in der Tat ein Beweis für die Existenz von Zwillingssternen, welche dann die Theorie des Phasenüberganges in dichter Materie untermauern würde. Das Kollaps-Szenario eines Zwillingssternes würde weiteren Aufschluss über Neutrino-Emmissivität, Gamma-ray burster und Gravitationswellen Signale geben können. Dynamische Simulationen in allgemein relativistischem Kontext für compact star merger mit den hier diskutierten Zustandsgleichungen sind bereits in Planung, um Eigenschaftenwie beispielsweise das Temperatur- und Dichteprofil solcher Objekte genauer zu analysieren.
Yeast large ribosomal subunit (LSU) precursors are subject to substantial changes in protein composition during their maturation due to coordinated transient interactions with a large number of ribosome biogenesis factors and due to the assembly of ribosomal proteins. These compositional changes go along with stepwise processing of LSU rRNA precursors and with specific rRNA folding events, as revealed by recent cryo-electron microscopy analyses of late nuclear and cytoplasmic LSU precursors. Here we aimed to analyze changes in the spatial rRNA surrounding of selected ribosomal proteins during yeast LSU maturation. For this we combined a recently developed tethered tertiary structure probing approach with both targeted and high throughput readout strategies. Several structural features of late LSU precursors were faithfully detected by this procedure. In addition, the obtained data let us suggest that early rRNA precursor processing events are accompanied by a global transition from a flexible to a spatially restricted rRNA conformation. For intermediate LSU precursors a number of structural hallmarks could be addressed which include the fold of the internal transcribed spacer between 5.8S rRNA and 25S rRNA, the orientation of the central protuberance and the spatial organization of the interface between LSU rRNA domains I and III.
Der europäische Arbeitnehmerbegriff ist aus der arbeitsrechtlichen Praxis inzwischen nicht mehr wegzudenken. Das Ausmaß des Einflusses des Europarechts auf das nationale Arbeitsrecht ist insbesondere seit den Entscheidungen des EuGH in den Rechtssachen Danosa (EuGH, 11.11.2010 - C-232/09) und Balkaya (EuGH, 9.7.2015 - C-229/14) zum Arbeitnehmerstatus des Geschäftsführers einer Kapitalgesellschaft erheblich. Dieser Beitrag beleuchtet die Auswirkungen dieser Rechtsprechung auf den nationalen Arbeitnehmerbegriff.
Mistakes in translation of messenger RNA into protein are clearly a detriment to the recombinant production of pure proteins for biophysical study or the biopharmaceutical market. However, they may also provide insight into mechanistic details of the translation process. Mistakes often involve the substitution of an amino acid having an abundant codon for one having a rare codon, differing by substitution of a G base by an A base, as in the case of substitution of a lysine (AAA) for arginine (AGA). In these cases one expects the substitution frequency to depend on the relative abundances of the respective tRNAs, and thus, one might expect frequencies to be similar for all sites having the same rare codon. Here we demonstrate that, for the ADP-ribosylation factor from yeast expressed in E. coli, lysine for arginine substitutions frequencies are not the same at the 9 sites containing a rare arginine codon; mis-incorporation frequencies instead vary from less than 1 to 16%. We suggest that the context in which the codons occur (clustering of rare sites) may be responsible for the variation. The method employed to determine the frequency of mis-incorporation involves a novel mass spectrometric analysis of the products from the parallel expression of wild type and codon-optimized genes in 15N and 14N enriched media, respectively. The high sensitivity and low material requirements of the method make this a promising technology for the collection of data relevant to other mis-incorporations. The additional data could be of value in refining models for the ribosomal translation elongation process.
Mobilization of hematopoietic stem cells (HSCs) from the bone marrow to the peripheral blood is a complex mechanism that involves adhesive and chemotactic interactions of HSCs as well as their bone marrow microenvironment. In addition to a number of non-genetic factors, genetic susceptibilities also contribute to the mobilization outcome. Identification of genetic factors associated with HSC yield is important to better understand the mechanism behind HSC mobilization. In the present study, we enrolled 148 Korean participants (56 healthy donors and 92 patients) undergoing HSC mobilization for allogeneic or autologous HSC transplantation. Among a total of 53 polymorphisms in 33 candidate genes, one polymorphism (rs11264422) in relaxin/insulin-like family peptide receptor 4 (RXFP4) gene was significantly associated with a higher HSC yield after mobilization in Koreans. However, in a set of 101 Europeans, no association was found between circulating CD34+ cell counts and rs11264422 genotype. Therefore, we suggest that the ethnic differences in subjects’ genetic background may be related to HSC mobilization. In conclusion, the relaxin—relaxin receptor axis may play an important role in HSC mobilization. We believe that the results of the current study could provide new insights for therapies that use relaxin and HSC populations, as well as a better understanding of HSC regulation and mobilization at the molecular level.
Purpose: To evaluate the effect of reduced z-axis scan coverage on diagnostic performance and radiation dose of neck CT in patients with suspected cervical abscess.
Methods: Fifty-one patients with suspected cervical abscess were included and underwent contrast-enhanced neck CT on a 2nd or 3rd generation dual-source CT system. Image acquisition ranged from the aortic arch to the upper roof of the frontal sinuses (CTstd). Subsequently, series with reduced z-axis coverage (CTred) were reconstructed starting at the aortic arch up to the orbital floor. CTstd and CTred were independently assessed by two radiologists for the presence/absence of cervical abscesses and for incidental and alternative findings. In addition, diagnostic accuracy for the depiction of the cervical abscesses was calculated for both readers. Furthermore, DLP (dose-length-product), effective dose (ED) and organ doses were calculated and compared for CTred and CTstd, using a commercially available dose management platform.
Results: A total of 41 abscesses and 3 incidental/alternative findings were identified in CTstd. All abscesses and incidental/alternative findings could also be detected on CTred resulting in a sensitivity and specificity of 1.0 for both readers. DLP, ED and organ doses of the brain, the eye lenses, the red bone marrow and the salivary glands of CTred were significantly lower than for CTstd (p<0.001).
Conclusions: Reducing z-axis coverage of neck CT allows for a significant reduction of effective dose and organ doses at similar diagnostic performance as compared to CTstd.
Alzheimer’s disease (AD) is the most common form of dementia in the elderly; important risk factors are old age and inheritance of the apolipoprotein E4 (APOE4) allele. Changes in amyloid precursor protein (APP) binding, trafficking, and sorting may be important AD causative factors. Secretase-mediated APP cleavage produces neurotoxic amyloid-beta (Aβ) peptides, which form lethal deposits in the brain. In vivo and in vitro studies have implicated sortilin-related receptor (SORL1) as an important factor in APP trafficking and processing. Recent in vitro evidence has associated the APOE4 allele and alterations in the SORL1 pathway with AD development and progression. Here, we analyzed SORL1 expression in neural stem cells (NSCs) from AD patients carrying null, one, or two copies of the APOE4 allele. We show reduced SORL1 expression only in NSCs of a patient carrying two copies of APOE4 allele with increased Aβ/SORL1 localization along the degenerated neurites. Interestingly, SORL1 binding to APP was largely compromised; this could be almost completely reversed by γ-secretase (but not β-secretase) inhibitor treatment. These findings may yield new insights into the complex interplay of SORL1 and AD pathology and point to NSCs as a valuable tool to address unsolved AD-related questions in vitro.
Die einzelnen Forschungsprojek
te sollen den breit aufgestellten Anwendungsbereich der Röntgenpulverdiffraktometrie im Bereich der Klärung von wissenschaftlichen Problemstellungen mit weiteren Beispielen komplementieren. Weiter soll die Nutzung der Synergie aus der kombinierten Anwendung von diversen strukturaufklärenden Methoden an polykristallinen Festkörpern aufgezeigt werden. Verwendet werden dazu Testsubstanzen aus verschiedenen, breit gefächerten Stoffklassen. Zum Einen wird die erfolgreiche Kristallstrukturbestimmung aus Röntgenpulverbeugungsdaten an einem diradikalischen Azobenzol-Derivates 1 (4-4'-Diazendiylbis[(1,4-phenyl)-bis-(carbonyloxy)]bis(2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxidanyl) gezeigt. Die Substanzklasse der diradikalischen Verbindungen ist für die Bestimmung von Radikal-Radikal-Abständen per EPR-Methoden (electron paramagnetic resonance) sehr wichtig. Zur Validierung der ermittelten Abstände aus den EPR-Messungen musste der Radikal-Radikal-Abstand vorab bekannt sein. Der intramolekulare Radikal-Radikal-Abstand von 23,658(6) Å. welcher im gewünschten Radikal-Radikal-Abstandsbereich für EPR-Messungen liegt, somit konnte 1 als Testsubstanz für Abstandsbestimmungen mittels EPR validiert werden. Die vorliegende
Kristallstruktur wurde in der Raumgruppe P21/c (Z = 2, Z’ = 0,5) mit a = 19,3355(5) Å, b = 5,9277(2) Å, c = 14,5264(4) Å, β = 109,22(1)° und einem Volumen V = 1572,12(8) ų ermittelt. Der Molekülmittelpunkt von 1 liegt auf einem kristallographischen Inversionszentrum und das aromatische Fragment von Estergruppe zu Estergruppe bildet annähernd eine Ebene. Anhand der Kristallstrukturbestimmung aus Röntgenpulverbeugungsdaten soll die
Lokalisierung eines Wasserstoffatoms in direkter Nachbarschaft zu Molekülfragmenten mit einer hohen Anzahl an Chlorsubstituenten untersucht werden. Am Beispiel der Bestimmung des tautomeren Zustands des achtfach chlorierten Color Index Pigment Yellow 138 (P.Y. 138) kann die Synergie aus quantenchemischen Rechnungen, Festkörper-NMR-Messungen und der Kristallstrukturbestimmung aus Röntgenpulverbeugungsdaten gezeigt werden. Hierbei wurden unter anderen unterschiedliche Kristallstrukturverfeinerungsstrategien zur Ermittlung des tautomeren Zustands entwickelt und angewendet. P.Y. 138 liegt in der monoklinen Raumgruppe P21/c (Z = 4, Z’ = 1) mit a = 19,3750(5) Å, b = 7,8516(1) Å, c = 16,9704(4) Å, β = 105,649(2)° und V = 2485,9(1) ų als NH-Tautomer vor. Es bilden sich Molekülschichten parallel zur (100)-Ebene aus. Innerhalb der Schichten wirken Van-der-Waals-Kräfte; zwischen den Schichten dominieren Typ I Cl⋯Cl-Wechselwirkungen. An dem pharmazeutisch aktiven Wirkstoffes Flupirtinmaleat wird die immer noch hohe Relevanz der Röntgenpulverdiffraktometrie bei einer Polymorphiesuche gezeigt. Flupirtinmaleat ist aufgrund seiner analgetischen Wirkung, ohne typische weitere Eigenschaften von Schmerzmittel wie beispielsweise opiode oder herzrhythmusbeeinflussende aufzuweisen, eine höchst interessante Substanz. Neue Polymorphe können bessere Eigenschaften als die Ausgangsphase aufweisen oder auch den wirtschaftlichen Nutzen erhöhen, da diese patentierbar oder kostengünstiger und ressourcenschonender in der Herstellung sein können. Für das Flupirtinmaleat-Projekt wurden Aufnahme und Auswertung von Röntgenpulverdiffraktogrammen als standardisierte analytische Methoden zur Bestimmung von neuen kristallinen Phasen bei einer sehr großen Probenanzahl von über 500 Einzelversuchen, welche bei Polymorphiesuchen aufkommt, genutzt. Von der pharmazeutisch aktiven Substanz Flupirtinmaleat ist es gelungen, die neuen Festkörperphasen C, F, G und H zu entdecken. Ebenfalls konnte durch Vermahlungsexperimente Flupirtinbromid erzeugt werden. Des Weiteren wurden die Einkristallstrukturen von Flupirtinmaleat Form A und Flupirtin Phase B bestimmt. Das letzte Projektkapitel zeigt den Beginn einer methodischen Entwicklung zur Konfigurationsbestimmung von chiralen Molekülen aus Röntgenpulverbeugungsdaten. Ziel
der Methode ist es, ein schnelles Verfahren zur Ermittlung der absoluten Konfiguration und Strukturaufklärung von neu entwickelten Substanzen beispielsweise für pharmazeutische Wirkstoffe zu haben. Bei der Einkristallstrukturanalyse kann aus dem Reflexbild anhand von Intensitätsunterschieden spezieller Reflexpaare die Konfiguration einer Verbindung direkt bestimmt werden. Da dies bei Röntgenpulverdiffraktogrammen nicht der Fall ist, kann diese
Methode nicht angewendet werden. Zur Umsetzung des Leitgedankens sollen daher chirale Salze aus der Zielsubstanz mit unbekannter Konfiguration und einem Salzbildner bekannter Chiralität erzeugt werden. Der Drehsinn des bekannten Salzbildners soll sozusagen als
Ankerpunkt für die Bestimmung der absoluten Konfiguration dienen. Da ein Anwendungsschwerpunkt die pharmazeutische Forschung sein könnte, wurden als Grundlage der Methodenentwicklung chirale Testsysteme bestehend aus pharmazeutischen Wirkstoffen und Salzbildnern jeweils mit bekannter Konfiguration. Acht neue Entitäten von verschiedenen Wirkstoff-Salzbildner-Paaren konnten erzeugt und mittels Röntgenpulverbeugungsdaten bestätigt werden. Dies zeigt, dass durch Kristallisation wahrscheinlich durch Salzbildung, neue Entitäten mit einem Ankerpunkten zur späteren Konfigurationsbestimmung erzeugbar sind. Ebenfalls konnten aus Einkristallbeugungsdaten die Kristallstruktur von R-Flurbiprofen und Kristallstrukturen der Salze aus R-Flurbiprofen mit R-Phenylpropylamin und R-Aminoglutethimid mit R-Camphersulfonsäure bestimmt werden. Diese Kristallstrukturen, ganz speziell die der Salze, können im weiteren Verlauf zum Vergleich und/oder zur Validierung mit den Kristallstrukturen aus Röntgenpulverbeugungsdaten dienen. Hervorzuheben sind die Kristallisationsprodukte aus S-Flurbiprofen bzw. R-Flurbiprofen mit R-Phenylpropylamin, da diese voneinander unterscheidbare Röntgenpulverdiffraktogramme aufweisen die enantiomeren Ausgangsstoffe S- und R-Flurbiprofen jedoch nicht. Dies legt nahe, dass es grundsätzlich möglich sein sollte eine Konfigurationsbestimmung aus Röntgenpulverbeugungsdaten durchzuführen.
Riboswitches are an important class of regulatory RNA elements that respond to cellular metabolite concentrations to regulate gene expression in a highly selective manner. 2’-deoxyguanosine-sensing (2’dG) riboswitches represent a unique riboswitch subclass only found in the bacterium Mesoplasma florum and are closely related to adenine- and guanine-sensing riboswitches. The I-A type 2’dG-sensing riboswitch represses the expression of ribonucleotide reductase genes at high cellular concentrations of 2’dG as a result of premature transcription termination.
Increasing evidence within the last decade suggests that transcriptional regulation by riboswitches is controlled kinetically and emphasizes the importance of co-transcriptional folding.2–4 Addition of single nucleotides to nascent transcripts causes a continuous shift in structural equilibrium, where refolding rates are competing with the rate of transcription.5,6
For transcriptional riboswitches, both ligand binding and structural rearrangements within the expression platform are precisely coordinated in time with the rate of transcription. The current thesis investigates the mechanistic details of transcriptional riboswitch regulation using the I-A 2’dG-sensing riboswitch as an example for a riboswitch that acts under kinetic control.
Floodplains and other wetlands depend on seasonal river flooding and play an important role in the terrestrial water cycle. They influence evapotranspiration, water storage and river discharge dynamics, and they are the habitat of a large number of animals and plants. Thus, to assess the Earth’s system and its changes, a robust understanding of the dynamics of floodplain wetlands including inundated areas, water storages, and water flows is required.
This PhD thesis aims at improving the modeling of large floodplains and wetlands within the global-scale hydrological model WaterGAP, in order to better estimate water flows and water storage variations in different storage compartments. Within the scope of this thesis, I have developed a new approach to simulate dynamic floodplain inundation on a global-scale. This approach introduces an algorithm into WaterGAP, which has a spatial resolution of 0.5 degree (longitude and latitude) globally. The new approach uses subgrid-scale topography, based on high-resolution digital elevation models, to describe the floodplain elevation profile within each grid cell by applying a hypsographic curve. The approach comprises the modeling of a two-way river-floodplain interaction, the separate downstream water transport within the river and the floodplain – both with temporally and spatially different variable flow velocities – and the floodplain-groundwater interactions. The WaterGAP version that includes the floodplain algorithm, WaterGAP 2.2b_fpl, estimates floodplain and river water storage, inundated area and water table elevation, and also simulates backwater effects.
WaterGAP 2.2b_fpl was applied to model river discharge, river flow velocity, water storages, water heights and surface water extent on a global-scale. Model results were comprehensively validated against ground observations and remote sensing data. Overall, the modeled and observed data are in agreement. In comparison to the former version WaterGAP 2.2b, the model performance has improved significantly. The improvements are most remarkable in the Amazon River basin. However, the seasonal variation of surface water extent and total water storage anomalies are still too low in many regions on the globe when compared to observations. A detailed analysis of the simulated results suggests that in the Amazon River basin the introduction of backwater effects is important for realistically simulating water storages and surface water extent. Future efforts should focus on the simulation of water levels in order to better model the flow routing according to water slope. To further improve the model performance in specific regions, I recommend that the globally constant model parameters that affect inundation initiation, river-floodplain interaction, DEM correction for vegetation, and backwater amount at basin or subbasin-scale be adjusted.
Serine/arginine-protein kinase 1 (SRPK1) regulates alternative splicing of VEGF-A to pro-angiogenic isoforms and SRPK1 inhibition can restore the balance of pro/antiangiogenic isoforms to normal physiological levels. The lack of potency and selectivity of available compounds has limited development of SRPK1 inhibitors, with the control of alternative splicing by splicing factor-specific kinases yet to be translated. We present here compounds that occupy a binding pocket created by the unique helical insert of SRPK1, and trigger a backbone flip in the hinge region, that results in potent (<10 nM) and selective inhibition of SRPK1 kinase activity. Treatment with these inhibitors inhibited SRPK1 activity and phosphorylation of serine/arginine splicing factor 1 (SRSF1), resulting in alternative splicing of VEGF-A from pro-angiogenic to antiangiogenic isoforms. This property resulted in potent inhibition of blood vessel growth in models of choroidal angiogenesis in vivo. This work identifies tool compounds for splice isoform selective targeting of pro-angiogenic VEGF, which may lead to new therapeutic strategies for a diversity of diseases where dysfunctional splicing drives disease development.
Faces are thought to be processed primarily according to their configurations which is in-ferred from comparisons with non-facial stimuli. While the whole (face) seems to be more than the sum of its parts, the same does not apply to objects which are processed analytically according to their featural information. A recent recognition model stresses the importance of certain visual information within facial stimuli. By applying a specific filtering technique, stimuli can be generated that are restricted to contain information of only a certain orienta-tion. Dakin and Watt (2009) reported greatest recognition performance with faces that only contained horizontally aligned information with accuracy continuously declining at vertical. Furthermore, they showed that, compared with images of natural scenes, horizontal contours within faces have an unusual tendency to fall into vertically co-aligned clusters which were labelled biological ‘bar code’ referring to a highly constrained one-dimensional code. Con-secutive research tested for face-specific processing by comparing faces and objects that displayed information of different orientations. Results suggested configural processing only for faces that contained horizontal information (Goffaux & Dakin, 2010). The findings con-tribute important insight on a still unanswered question in face processing research: what information is extracted from faces for recognizing them. Despite the importance of remembering human faces on a daily basis, this ability seems to develop disadvantageously over lifetime. Decreased accuracy cannot be attributed to de-creased general cognitive ability (Hildebrandt, Wilhelm, Schmiedek, Herzmann, & Sommer, 2011) and slower reactions times are assumed to be a product of decision making rather than sensory speed (Habak, Wilkinson, & Wilson, 2008). Considering the amount of published work on face recognition, there is a lack of studies available assessing this important ability at a higher age. New theoretical concepts are rarely examined with older participants, appar-ently assuming their general validity. The current dissertation tries to help fill this gap by assessing the importance of horizontal information from a developmental perspective com-paring younger and older adults under different experimental variations. The first study showed, that presenting older participants with horizontally filtered faces has a dispropor-tional negative impact on recognizing younger unfamiliar faces suggesting differential pro-cessing mechanisms, since recognizing stimuli that only contained vertical information did not differ between age groups. On this basis, the following study manipulated the presented stimulus material, since some evidence suggests that own-age faces are more easily recog-nized compared to faces of other ages, which is referred to as “own-age bias”. Therefore, the second study systematically assessed the impact of stimulus age on recognition sensitivity. Moreover, encoding modalities were varied by providing increased exposure duration to the stimuli. The results of the first study were replicated, as older participants’ performance was still poor at recognizing younger faces, independent from encoding modalities. However, similar face recognition sensitivity compared to younger adults was observable when filtered faces of the older adults’ own age had to be recognized. Interestingly, correlations between recognizing filtered and unfiltered faces were obtained for younger adults but not for older adults suggesting age variant processing of horizontal information. The last study assessed the importance of horizontal information with stimulus material familiar to the observer. Although research highlights differences between recognizing unfamiliar and familiar stimu-lus material, this factor is often not considered by contemporary research. By presenting par-ticipants with their own faces, a stimulus of greatest individual familiarity was chosen. The superiority of own face recognition over other familiar material is referred to as “self-face advantage” and has been shown in comparison with personally familiar faces (Keyes & Brady, 2010) and famous faces (Caharel et al., 2002). While younger adults indeed recog-nized their self-faces better compared to famous faces independent from stimuli being fil-tered or unfiltered, older participants displayed a completely different pattern including the inability to recognize their filtered self-faces. Again, significant associations were obtained between filtered and unfiltered recognition conditions suggesting convergent processing mechanisms for younger adults but not for the older age group. This dissertation provides a first insight in the divergence of response behavior in older adults with a recent face processing model. While the obtained data undermine the im-portance of horizontal information in younger adults by replicating and extending previously published work, a profoundly different type of processing is suggested at a higher age which largely relies on low-level pictorial information due to the inability to process horizontally filtered faces configurally. Specifically, it is suggested that with age, focusing on aging-salient features with configural processing disrupted may function as a critical source of di-agnostic information which can ultimately result in performance similar to younger adults.
The transcription factor Meis1 drives myeloid leukemogenesis in the context of Hox gene overexpression but is currently considered undruggable. We therefore investigated whether myeloid progenitor cells transformed by Hoxa9 and Meis1 become addicted to targetable signaling pathways. A comprehensive (phospho)proteomic analysis revealed that Meis1 increased Syk protein expression and activity. Syk upregulation occurs through a Meis1-dependent feedback loop. By dissecting this loop, we show that Syk is a direct target of miR-146a, whose expression is indirectly regulated by Meis1 through the transcription factor PU.1. In the context of Hoxa9 overexpression, Syk signaling induces Meis1, recapitulating several leukemogenic features of Hoxa9/Meis1-driven leukemia. Finally, Syk inhibition disrupts the identified regulatory loop, prolonging survival of mice with Hoxa9/Meis1-driven leukemia.
Background: This study aims at identifying orthodontic activities with the highest frequency of unfavorable/awkward and static postures held over a period of more than 4 s based on kinematic analysis. Moreover, a separate analysis of static postures for orthodontic and non-orthodontic activities serves to evaluate the duration for which these particular postures are assumed.
Methods: In total, 21 (13f/8 m) orthodontists (age: 31.5 ± 3.8 years) participated in this study. CUELA, a personal measurement system, was used to collect kinematic data for all orthodontic activities in a working day. Angle values of the head and torso were evaluated in accordance with ergonomic standards. Only those postures that were held statically for 4 s and longer were selected for further analysis. Alongside the kinematic analysis, the activities performed on-site were also subject to a detailed computerized analysis. The synchronization of data collected from both measurements arranges the patterns of posture found chronologically and in conjunction with the orthodontic activities performed ((I) "treatment" (II) "office" and (III) "other activities").
Results: For (I) we observed an anterior inclination of the head and torso area as well as a twist of the head and neck area to the right. We found anterior back inclination and lateral back torsion to the right for (II) and (III). If, furthermore, we differentiate the duration of static postures, there are primarily short to medium-term (4–30s) static postures identified for (I). Also, categories (II) and (III) predominantly demonstrate static back postures with a duration of up to 30 s. With regard to (II) we observed that the back is ventrally inclined for 10.1% of the total activity duration.
Conclusions: During treatment static strains are observed in the entire head and torso area. On the contrary, static postures prevalent in the torso area are essential for activities of the other categories, particularly office work. These findings allow for a careful selection of unfavorable and static postures for each of the activities performed and help to develop specific preventive measures.
Background: Many fungal species occur across a variety of habitats. Particularly lichens, fungi forming symbioses with photosynthetic partners, have evolved remarkable tolerances for environmental extremes. Despite their ecological importance and ubiquity, little is known about the genetic basis of adaption in lichen populations. Here we studied patterns of genome-wide differentiation in the lichen-forming fungus Lasallia pustulata along an altitudinal gradient in the Mediterranean region. We resequenced six populations as pools and identified highly differentiated genomic regions. We then detected gene-environment correlations while controlling for shared population history and pooled sequencing bias, and performed ecophysiological experiments to assess fitness differences of individuals from different environments.
Results: We detected two strongly differentiated genetic clusters linked to Mediterranean and temperate-oceanic climate, and an admixture zone, which coincided with the transition between the two bioclimates. High altitude individuals showed ecophysiological adaptations to wetter and more shaded conditions. Highly differentiated genome regions contained a number of genes associated with stress response, local environmental adaptation, and sexual reproduction.
Conclusions: Taken together our results provide evidence for a complex interplay between demographic history and spatially varying selection acting on a number of key biological processes, suggesting a scenario of ecological speciation.
Background: Transient receptor potential cation channel subfamily V member 1 (TRPV1) are sensitive to heat, capsaicin, pungent chemicals and other noxious stimuli. They play important roles in the pain pathway where in concert with proinflammatory factors such as leukotrienes they mediate sensitization and hyperalgesia. TRPV1 is the target of several novel analgesics drugs under development and therefore, TRPV1 genetic variants might represent promising candidates for pharmacogenetic modulators of drug effects.
Methods: A next-generation sequencing (NGS) panel was created for the human TRPV1 gene and in addition, for the leukotriene receptors BLT1 and BLT2 recently described to modulate TRPV1 mediated sensitisation processes rendering the coding genes LTB4R and LTB4R2 important co-players in pharmacogenetic approaches involving TRPV1. The NGS workflow was based on a custom AmpliSeq™ panel and designed for sequencing of human genes on an Ion PGM™ Sequencer. A cohort of 80 healthy subjects of Western European descent was screened to evaluate and validate the detection of exomic sequences of the coding genes with 25 base pair exon padding.
Results: The amplicons covered approximately 97% of the target sequence. A median of 2.81 x 10 6 reads per run was obtained. This identified approximately 140 chromosome loci where nucleotides deviated from the reference sequence GRCh37 hg19 comprising the three genes TRPV1, LTB4R and LTB4R2. Correspondence between NGS and Sanger derived nucleotide sequences was 100%.
Conclusions: Results suggested that the NGS approach based on AmpliSeq™ libraries and Ion Personal Genome Machine (PGM) sequencing is a highly efficient mutation detection method. It is suitable for large-scale sequencing of TRPV1 and functionally related genes. The method adds a large amount of genetic information as a basis for complete analysis of TRPV1 ion channel genetics and its functional consequences.
Drug product performance testing is an important part of quality-by-design approaches, but this process often lacks the underlying mechanistic understanding of the complex interactions between the disintegration and dissolution processes involved. Whereas a recent draft guideline by the US Food and Drug Administration (FDA) has allowed the replacement of dissolution testing with disintegration testing, the mentioned criteria are not globally accepted. This study provides scientific justification for using disintegration testing rather than dissolution testing as a quality control method for certain immediate release (IR) formulations. A mechanistic approach, which is beyond the current FDA criteria, is presented. Dissolution testing via United States Pharmacopeial Convention Apparatus II at various paddle speeds was performed for immediate and extended release formulations of metronidazole. Dissolution profile fitting via DDSolver and dissolution profile predictions via DDDPlus™ were performed. The results showed that Fickian diffusion and drug particle properties (DPP) were responsible for the dissolution of the IR tablets, and that formulation factors (eg, coning) impacted dissolution only at lower rotation speeds. Dissolution was completely formulation controlled if extended release tablets were tested and DPP were not important. To demonstrate that disintegration is the most important dosage form attribute when dissolution is DPP controlled, disintegration, intrinsic dissolution and dissolution testing were performed in conventional and disintegration impacting media (DIM). Tablet disintegration was affected by DIM and model fitting to the Korsmeyer–Peppas equation showed a growing effect of the formulation in DIM. DDDPlus was able to predict tablet dissolution and the intrinsic dissolution profiles in conventional media and DIM. The study showed that disintegration has to occur before DPP-dependent dissolution can happen. The study suggests that disintegration can be used as performance test of rapidly disintegrating tablets beyond the FDA criteria. The scientific criteria and justification is that dissolution has to be DPP dependent, originated from active pharmaceutical ingredient characteristics and formulations factors have to be negligible.
Biophysical studies of the translation-regulating add adenine riboswitch from Vibrio vulnificus
(2017)
Bacterial gene expression can be regulated at mRNA level by cis-acting mRNA elements termed riboswitches. Riboswitches operate by conformational switching between a ligand-free and a ligand-bound state with different structures that either activate or inhibit gene expression. This PhD thesis contributes to the molecular level understanding of full-length purine riboswitches. It presents biophysical investigations on the ligand-dependent folding of the full-length translation-regulating add adenine riboswitch from the gram-negative human pathogenic marine bacterium Vibrio vulnificus (Asw). Asw has the typical bipartite riboswitch architecture with a 5’ ligand-sensing aptamer domain and a 3’ regulatory domain termed expression platform. According to the working hypothesis, Asw employs a unique thermodynamically-controlled 3-state conformational switching mechanism between an apoB, an apoA and a holo conformation to regulate translation initiation in a temperature-compensated manner. The two apo conformations are the putative translation-OFF states and the holo conformation is the putative translation-ON state of Asw. In the main project of this PhD thesis, an integrated nuclear magnetic resonance (NMR) and smFRET spectroscopic study of the full-length 112-nucleotide Asw (112Asw) was performed. The adenine-dependent folding of 112Asw was monitored at the level of base pairing interactions by NMR of the RNA imino protons, and at the level of three long-range intramolecular distances by smFRET of immobilized molecules. The integrated NMR and smFRET spectroscopic study of 112Asw yielded two major findings. First, NMR and smFRET both revealed that adenine binding to 112Asw impedes apoB formation by stabilizing the apoA secondary structure in the holo conformation without modulating tertiary structural interactions between the two riboswitch domains. This highlights the central role of competitive P1 and P4 helix formation at the interface of the aptamer and the expression platform for switching the accessibility of the ribosome binding site of 112Asw. Moreover, it strongly corroborates the hypothesis that purine riboswitches in general operate according to the key principle of a spatially decoupled secondary structural allosteric switch that proceeds without ligand-induced tertiary structural interactions between the aptamer domain and the expression platform. Second, it was uncovered by smFRET that the apoA and the holo conformation of 112Asw do not adopt a single folding state at near-physiological Mg2+ concentration. Instead, apoA and holo exhibit a persistent dynamic equilibrium between substates with an undocked (U), a short-lived docked (D1; ~s) and a Mg2+-bound long-lived docked (D2; ~10 s) aptamer kissing loop motif. In the holo conformation, the fractional population of the long-lived docked substate is ~2-fold increased compared to the apoA conformation, but undocked and docked substates are still comparably stable. The here described multiple folding states of the apoA and the holo conformation might have regulatory properties that are in between the apoB translation-OFF state and the holo-D2 translation-ON state. Additonally, an integrated NMR and smFRET analysis of 127-nucleotide Asw (127Asw) is presented. Compared to 112Asw, 127Asw is 3’-elongated by 15 nucleotides of the adenosine deaminase encoding sequence of the add gene from Vibrio vulnificus. 127Asw was chosen as mRNA template for future investigations of the interaction between Asw and the 30S ribosomal subunit. The NMR spectra of 127Asw demonstrated that 127Asw has the same overall secondary structure as 112Asw. Like for 112Asw, the combined NMR and smFRET analysis of 127Asw showed that adenine binding impedes apoB formation and stabilizes a long-lived docked aptamer kissing loop fold. However, compared to 112Asw, 127Asw has a destabilized aptamer kissing loop motif and a stabilized P4 helix in the expression platform. Finally, ligand-observed studies of the transient encounter complex between Asw and the near-cognate ligand hypoxanthine are described. By competition binding WaterLOGSY NMR experiments with hypoxanthine and the adenine analogue 2,6-diaminopurine, it could be shown that hypoxanthine binds to the same binding site of 112Asw as the cognate ligand adenine. The hypoxanthine binding constant measured with the WaterLOGSY method is in the low mM range (1.8 mM) and substantially exceeds the physiological hypoxanthine concentration in E. coli (~0.3 mM), thus ruling out that hypoxanthine binding can significantly impact the translational regulation of Asw in vivo. Also, preliminary FTIR difference spectra of 13C,15N-labelled and unlabelled hypoxanthine in complex with the pbuE adenine riboswitch aptamer and the xpt guanine riboswitch aptamer are discussed. These spectra showed a pattern of multiple IR bands that appeared to be characteristic for the respective complex.
Wir erleben eine enorme Beschleunigung, besonders im Berufsleben. Unser Alltag ist überfrachtet von Dringlichem und Deadlines. Und dann mit über 60 folgt der Ausstieg aus dem ausgefüllten, für manche erfüllten Berufsleben: Welche Risiken birgt dieser Übergang? Dazu der Sozialpsychologe Prof. Rolf Haubl (65) im Gespräch mit Ulrike Jaspers (60).
Verschlafen? Ausgeschlafen!
(2017)
Robert Anton ist zuständig für die Pflege und Entwicklung der Außenanlagen aller Campi der Universität und Technischer Leiter des Wissenschaftsgartens am Riedberg. Mit seinem Team sorgt er nicht nur dafür, dass die Grünanlagen schön aussehen, sondern er stellt auch Pflanzen für Vorlesungen und Praktika bereit, unterstützt die Wissenschaftler bei Freilandversuchen und bildet Gärtner aus. Diese Aufgaben füllen seine Zeit aus. Sein oberster Taktgeber ist dabei der Rhythmus der Natur. An diesem Wintertag hat er deswegen auch Zeit, sich mit mir zu unterhalten. "Im Winter geht alles etwas geruhsamer. Da räumen wir auf, spülen Blumentöpfe und bereiten die Aussaat im Frühling vor." ...
Lässt sich eine dominierende Zeitvorstellung für unsere Epoche ausmachen? Ist die moderne Unruhe eine neue Unruhe? Solche Fragen gehören zu den zentralen Themen von Christoph Cornelißen, Professor für Neueste Geschichte an der Goethe-Universität, dessen Forschungsschwerpunkte Historiografie-Geschichte und die Geschichte der Erinnerungskulturen einschließen.
Kernarbeitszeit oder Überstunden – solche Begriffe tauchen heute in Arbeitsverträgen kaum noch auf. Ist ein Problem zu lösen, dann geschieht das eben auch nachts oder am Wochenende. 84 Prozent der Arbeitnehmer sind mit ihrem Smartphone auch außerhalb der Arbeitszeit im Standby-Modus. Flexible Arbeitszeiten und individualisierte Arbeitsmodelle bringen zwar dem Einzelnen mehr Freiheiten, um den Alltag seinen Lebensumständen anzupassen, führen aber auch zur Entgrenzung der Arbeit, nicht selten mit gravierenden sozialen und besonders gesundheitlichen Folgen.
Leuchtend Licht und liebliches Leben : über Zeit und Glück bei Walter Benjamin und Marcel Proust
(2017)
Wenn das menschliche Leben der Vergänglichkeit unterworfen ist, wie kann der Mensch dann Glück erfahren? Für Walter Benjamin offenbart sich Glück nur in kurzen Momenten als eine Erlösung von der linear fortschreitenden Zeit, und das geschieht in der Begegnung mit der Kunst. Marcel Proust sucht das Glück in der wiedergefundenen Zeit der Erinnerung – auch dies bleiben Erfahrungen des Augenblicks.
Die Blockchain hält nicht nur Banken, Börsen und ihre Aufseher in Atem. Auch Wissenschaftler der Goethe-Universität sind ganz vorne dabei, wenn es um diese neue Technologie und andere Varianten der Distributed-Ledger-Technologie geht. Zu deren vielfältigen Verheißungen zählt die Abwicklung von Geld- und Handelsgeschäften nahezu in Echtzeit.
Was Du heute kannst besorgen, das verschiebe nicht auf morgen: Dieser sprichwörtliche Rat kommt nicht von ungefähr. Viele von uns schieben oft wochenlang eine Aufgabe vor sich her – häufig mit schlechtem Gewissen. Doch woher kommt das ewige Aufschieben eigentlich? Wer ist davon betroffen? Und was kann man dagegen tun?
Dringlichkeiten geben häufig den Takt im Alltag vor. Denn Wettbewerbsdruck und damit verbundene Beschleunigung verändern nicht nur die Arbeitswelt, sondern auch den Familienalltag und die individuelle Lebensführung. Doch weshalb gewinnen im Umgang mit der Zeit Kriterien der Effizienz und "Rendite" so leicht an Bedeutung? Offenbar wird es keineswegs nur als leidvoll erlebt, sich daran anzupassen.
Also, ich bleibe gern an roten Fußgängerampeln stehen – auch wenn kein Auto kommt. Das kurze Innehalten tut mir gut. Seit ich meiner Tochter vor einiger Zeit aus meinem zerfledderten Momo-Band vorgelesen habe, muss ich dabei zuweilen an Momos Weg zu Meister Hora denken: Zusammen mit der Schildkröte Kassiopeia bringt sie sich langsam, Schritt für Schritt, in Sicherheit vor den "grauen Herren"...
Jede Zeitnische will ausgefüllt sein mit Chatten, Spielen oder E-Mails-Abrufen. Zeit, die für das Innehalten und Durchatmen fehlt. Bestimmen die digitalen Medien unser Leben, begeben wir uns wie Geiseln in ihre Abhängigkeit? Oder ist es umgekehrt: Können wir überhaupt erst mit ihrer Hilfe ein selbstbestimmteres Leben führen?
Sie rast, sie schleicht, sie fließt, sie tröpfelt: Obwohl der Tag immer 24 Stunden hat, nehmen wir die Zeit sehr unterschiedlich wahr. In der Kindheit tickt die innere Uhr anders als in der Rushhour des Lebens oder kurz vor dem Tod. Aber nicht nur das Alter spielt eine Rolle, sondern viele weitere Faktoren beeinflussen unser Zeitempfinden.
Ein Fahrradunfall mit einem komplizierten Knochenbruch katapultiert Autor Simon Garfield plötzlich aus der Zeit. Nachts um drei Uhr liegt er in einem abgedunkelten Krankenzimmer, bekleidet mit einem getüpfelten, hinten zugebundenen Nachthemd und fragt sich, wie lang er auf die Operation warten muss. "Ich lag wieder in einer Wiege, wo ich über die Zeit nicht mehr zu bestimmen hatte, und das brachte mich zu der Frage, inwieweit ich das überhaupt je getan hatte." ...
Laut jüdischem Kalender entstand die Welt vor genau 5778 Jahren, nach der Bibel vor 6021 Jahren. Doch als Forscher begannen, auf und in der Erde selbst nach Spuren ihres Alters zu suchen, mussten sie die Zahl immer weiter nach oben korrigieren. Nach heutigen Datierungsmethoden ist unser Planet zwischen 4,5 und 4,6 Milliarden Jahre alt.