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Biografie und Lebenslauf stehen sich nicht mehr antonymisch gegenüber, sondern treten ins Verhältnis zueinander. Auf der theoretischen Grundlage des erweiterten kategorialen Rahmens ist ein breites Forschungsfeld entstanden, das Lehr-Lern-Prozesse aus der Perspektive der Biografie- und Lebenslaufforschung untersucht. Diese Ausgabe referiert auf diese Forschungslage. Sie knüpft damit an die Themenhefte des REPORT „Biografieforschung und biografisches Lernen“ und „Biografie und Bildung“ an, legt aber nun den Schwerpunkt auf die Verknüpfung von Lebenslauf und Biographie im Hinblick auf das Lernen Erwachsener in und außerhalb von Institutionen.
This paper provides a theoretical assessment of gestures in the context of authoring image-related hypertexts by example of the museum information system WikiNect. To this end, a first implementation of gestural writing based on image schemata is provided (Lakoff in Women, fire, and dangerous things: what categories reveal about the mind. University of Chicago Press, Chicago, 1987). Gestural writing is defined as a sort of coding in which propositions are only expressed by means of gestures. In this respect, it is shown that image schemata allow for bridging between natural language predicates and gestural manifestations. Further, it is demonstrated that gestural writing primarily focuses on the perceptual level of image descriptions (Hollink et al. in Int J Hum Comput Stud 61(5):601–626, 2004). By exploring the metaphorical potential of image schemata, it is finally illustrated how to extend the expressiveness of gestural writing in order to reach the conceptual level of image descriptions. In this context, the paper paves the way for implementing museum information systems like WikiNect as systems of kinetic hypertext authoring based on full-fledged gestural writing.
We report on HCFC-22 data acquired by the Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding (MIPAS) in reduced spectral resolution nominal mode in the period from January 2005 to April 2012 from version 5.02 level-1b spectral data and covering an altitude range from the upper troposphere (above cloud top altitude) to about 50 km. The profile retrieval was performed by constrained nonlinear least squares fitting of measured limb spectral radiances to modelled spectra. The spectral v4-band at 816.5 ± 13 cm-1 was used for the retrieval. A Tikhonov-type smoothing constraint was applied to stabilise the retrieval. In the lower stratosphere, we find a global volume mixing ratio of HCFC-22 of about 185 pptv in January 2005. The linear growth rate in the lower latitudes lower stratosphere was about 6 to 7 pptv yr-1 in the period 2005–2012. The obtained profiles were compared with ACE-FTS satellite data v3.5, as well as with MkIV balloon profiles and in situ cryosampler balloon measurements. Between 13 and 22 km, average agreement within -3 to +5 pptv (MIPAS–ACE) with ACE-FTS v3.5 pro files is demonstrated. Agreement with MkIV solar occultation balloon-borne measurements is within 10–20 pptv below 30 km and worse above, while in situ cryosampler balloon measurements are systematically lower over their full altitude range by 15– 50 pptv below 24 km and less than 10 pptv above 28 km. Obtained MIPAS HCFC-22 time series below 10 km altitude are shown to agree mostly well to corresponding time series of near-surface abundances from NOAA/ESRL and AGAGE networks, although a more pronounced seasonal cycle is obvious in the satellite data, probably due to tropopause altitude fluctuations and subsidence of polar winter stratospheric air into the troposphere. A parametric model consisting of constant, linear, quasi-biennial oscillation (QBO) and several sine and cosine terms with different periods has been fitted to the temporal variation of stratospheric HCFC-22 for all 10° latitude/1 to 2 km altitude bins. The relative linear variation was always positive, with relative increases of 40–70%decade-1 in the tropics and global lower stratosphere, and up to 120%decade-1 in the upper stratosphere of the northern polar region and the southern extratropical hemisphere. In the middle stratosphere between 20 and 30 km, the observed trend is not consistent with the age of stratospheric air-corrected trend at ground, but stronger positive at the Southern Hemisphere and less strong increasing in the Northern Hemisphere, hinting towards changes in the stratospheric circulation over the observation period.
In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals die Interaktion von A. baumannii mit humanem Plasminogen untersucht. Mit dem Translations-Elongationsfaktor TufAb, dem äußeren Membranprotein OmpW sowie dem Lipoprotein p41 konnten insgesamt drei Plasminogen-bindende Proteine von A. baumannii identifiziert werden. Außerdem wurde ein grundlegender Beitrag zur funktionellen Charakterisierung von TufAb sowie p41 von A. baumannii erbracht.
Es konnte nachgewiesen werden, dass gereinigtes TufAb humanes Plasminogen bindet und diese Interaktion teilweise durch Lysin-Reste vermittelt und von der Ionenstärke beeinflusst ist. An TufAb-gebundenes Plasminogen war für den Plasminogen-Aktivator u-PA zugänglich und konnte zu Plasmin aktiviert werden, welches das chromogene Substrat S-2251, das physiologische Substrat Fibrinogen und die zentrale Komplementkomponente C3b proteolytisch spaltete. Schließlich konnte TufAb als „Moonlighting“-Protein auf der Zelloberfläche von A. baumannii identifiziert werden.
Für das Lipoprotein p41 konnte ebenfalls gezeigt werden, dass dieses an Plasminogen bindet. Die Bindung von Plasminogen an p41 erfolgte ebenfalls über Lysin-Reste, zeigte sich allerdings von der Ionenstärke unbeeinflusst. Im Fall von p41 konnte mit Hilfe von C-terminal verkürzten p41-Konstrukten gezeigt werden, dass C-terminale Lysin-Reste an der Bindung von Plasminogen beteiligt sind. Weitere Versuche mit p41-Proteinen, bei welchen vier C-terminale Lysin-Reste durch Alanin-Reste substituiert wurden, ergaben, dass die beiden Lysin-Reste K368 und K369 essentiell für die Bindung von Plasminogen an p41 sind. Zudem konnte gezeigt werden, dass sowohl Kringle-Domäne 1 als auch Kringle-Domäne 4 von Plasminogen bei der Interaktion mit p41 involviert sind. An p41 gebundenes Plasminogen ließ sich durch u-PA zu Plasmin aktivieren, welches Fibrinogen sowie die zentrale Komplementkomponente C3b degradierte. p41 ist außerdem in der Lage, die Komplementkomponenten C3, C3b und C5 zu binden und den alternativen Weg zu inhibieren. Zudem ergaben Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit erste Hinweise darauf, dass zumindest die Plasminogen-bindende Region auf der Zelloberfläche von A. baumannii lokalisiert ist.
Die Inaktivierung des p41-kodierenden Gens führte zu einer signifikanten Abnahme im Überleben von A. baumannii-Zellen in der Gegenwart von NHS. Zudem zeigte die Mutante Δp41 einen Defekt in der Plasmin-abhängigen Transmigration durch einen Endothelzell-Monolayer. Beide Versuche untermauern die physiologische Relevanz für die Interaktion von A. baumannii mit Plasminogen.
Under certain conditions, secondary organic aerosol (SOA) particles can exist in the atmosphere in an amorphous solid or semi-solid state. To determine their relevance to processes such as ice nucleation or chemistry occurring within particles requires knowledge of the temperature and relative humidity (RH) range for SOA to exist in these states. In the CLOUD experiment at CERN, we deployed a new in-situ optical method to detect the viscosity of α-pinene SOA particles and measured their transition from the amorphous viscous to liquid state. The method is based on the depolarising properties of laboratory-produced non-spherical SOA particles and their transformation to non-depolarising spherical liquid particles during deliquescence. We found that particles formed and grown in the chamber developed an asymmetric shape through coagulation. A transition to spherical shape was observed as the RH was increased to between 35 % at −10 ◦C and 80 % at −38 ◦C, confirming previous calculations of the viscosity transition conditions. Consequently, α-pinene SOA particles exist in a viscous state over a wide range of ambient conditions, including the cirrus region of the free troposphere. This has implications for the physical, chemical and ice-nucleation properties of SOA and SOA-coated particles in the atmosphere.
Im Zuge des Arabischen Frühlings 2011 konnte sich der sogenannte „Islamische Staat“ (IS) zu einer erfolgreichen und gefährlichen islamistischen Organisation im Nahen Osten entwickeln. Der IS nutze die politisch instabile Lage in den arabischen Ländern, um an Macht und Einfluss zu gewinnen und schaffte es, mehrere syrische Regionen unter seine Kontrolle zu bringen. Da die eroberten Regionen in Syrien und Irak direkt oder unmittelbar entlang der türkischen Grenze verlaufen, gerieten auch Abschnitte der türkisch-syrischen Grenze unter die Kontrolle des IS. Die Eroberungen unter anderem ar-Raqqas in Syrien bis einschließlich Falludschas, Kerküks und Diyales im Norden Iraks spiegeln den Erfolg des IS wider. Dieser Erfolg wirkt attraktiv für viele jihadistische Sympathisanten weltweit, weshalb die Gruppe in kurzer Zeit rasant wuchs und noch wächst. Dem International Centre for the Study of Radicalisation and Political Violence (ICSR) zufolge fanden im November 2014 allein aus Europa rund 4.300 Männer und Frauen den Weg zum IS.1 Die meisten von ihnen reisten über das Nachbarland Türkei ein. Jihadisten aus Deutschland nehmen beispielsweise den Bus, die Fähre oder das Flugzeug nach Istanbul. Auf Bus- und Fährfahrten werden die Fahrgäste in den Durchfahrtsländern des Schengener Abkommens nicht und außerhalb des Schengen-Raums kaum kontrolliert. In der 14-Millionen-Metropole Istanbul angekommen, fahren sie mit öffentlichen Verkehrsmitteln weiter quer durch die Türkei in den Südosten des Landes.
Die Reisenden werden an ausgewählte Grenzbereiche gebracht, die kaum kontrolliert werden können.2 Die 900 km lange Grenze ermöglicht ihnen eine problemlose Überquerung nach Syrien. Staatspräsident Recep Tayyip Erdoğan weist darauf hin, dass eine lückenlose Überwachung einer Grenze in dieser Länge nicht zu gewährleisten sei. Allerdings wurde von Repräsentanten europäischer Länder, der USA und aus den Reihen der türkischen Opposition wiederholt der Verdacht geäußert, dass die türkische Regierung mit dem IS kooperiere. Dies aufgreifend stehen im Fokus dieses Artikels folgenden Fragen: Worauf basieren diese Behauptungen und wie geht die türkische Regierung damit um?
Das Königreich Marokko ist eine konstitutionelle Monarchie mit absolutistischen Zügen, in der der König Mohammed VI. weitreichende Machtbefugnisse hat und auf verschiedenen Ebenen die wichtigste Entscheidungsinstanz darstellt. Er ist nicht nur politisches Oberhaupt und Oberbefehlshaber der Streitkräfte, sondern als „Befehlshaber der Gläubigen“ (ʿamir al-mouminine) auch die höchste religiöse Autorität des Landes. Das Königshaus erfährt einen großen Zuspruch von Seiten der Bevölkerung und legitimiert seine nunmehr seit dem 18. Jahrhundert währende Regentschaft durch seine scherifische Abstammung und den identitätsstiftenden Charakter Sultans Mohammed V. im Unabhängigkeitskampf. Während Hassan II., der Vorgänger des jetzigen Königs, für seine Divide-etimpera- Politik und zahlreiche Menschenrechtsverletzungen bekannt war, wird sein Nachfolger Mohammed VI. für seine Reformpolitik und Modernisierungsbestrebungen international geachtet. Der Monarch reagierte auf die Protestbewegung des „Arabischen Frühlings“, Mouvement du 20. Février umsichtig mit Neuwahlen und einer umfassenden Verfassungsreform im Jahre 2011.
Über Jahrzehnte hinweg nahm man für Marokko an, dass Bewegungen des politischen Islam hier keine Zukunft hätten. In der Tat existieren in Marokko einige Besonderheiten, die der Entwicklung eines extremen Islamismus entgegenwirken könnten. Zum einen wegen der religiösen Legitimation des Königs, was häufig als „marokkanischer Exzeptionalismus“1 bezeichnet wird, zum anderen weil die Zivilgesellschaft, namentlich die säkularen Frauenrechtsorganisationen, einen starken Gegenpol bildet und letztlich, weil der immer noch stark verbreitete Volksislam (Marabutismus) mit seiner Heiligenverehrung und anderen traditionellen Besonderheiten, konträr zur islamistischen
Doktrin steht.
Transit ins Paradies: IS-Rekruten und das Problem ideologischer Terrorismusbekämpfung in Malaysia
(2015)
Nachdem der 26-jährige Ahmad Tarmimi Maliki im Mai 2014 ein mit einer Tonne Sprengstoff beladenes Fahrzeug in ein irakisches Militärgebäude steuerte und 25 Soldaten einer Elite-Einheit mit in den Tod riss, wurde er in den einschlägigen sozialen Netzwerken Südostasiens von tausenden IS-Sympathisanten als „Märtyrer“ gefeiert. Der Fabrikarbeiter aus Selangor wurde zum ersten malaysischen Selbstmordattentäter des „Islamischen Staats“ (IS/ISIS). Im November tötete der aus Kelantan stammende Ahmad Affendi Abdul Manaff bei einem ähnlichen Anschlag 50 Soldaten in Homs. Mindestens drei weitere Malayiser starben 2014 in Syrien und Irak.
Dieser Aufsatz skizziert die Beteiligung malaysischer Staatsbürger am Bürgerkrieg in Syrien/Irak und erläutert, inwiefern die Ausgestaltung des malaysischen Staatsislams einer effektiven Deradikalisierung auf ideologischer Ebene entgegensteht.
Im Juni 2014 wird im Libanon der 19jährige Araby Ibrahim verhaftet. Er wird verdächtigt, für den Islamischen Staat (IS) in Syrien gekämpft zu haben. Der gebürtige Libanese besitzt einen dänischen Pass und soll von Kopenhagen aus über die Türkei nach Syrien gereist sein.
Angesichts der hohen Anzahl von nach Syrien und in den Irak reisenden Jihadisten aus Europa erscheint seine Geschichte fast trivial, gebe es nicht folgende Informationen:
Ibrahims Cousin, Munzer al-Hassan, der einen schwedischen Pass besitzt, scheint der Drahtzieher des Anschlages auf das Duroy Hotel in Beirut am 14. Juni 2014 zu sein. Zwei andere Cousins sollen einen Angriff auf einen Armeeposten in Syrien durchgeführt haben und dabei ums Leben gekommen sein. Beide besaßen die schwedische Staatsbürgerschaft. Ein Onkel Ibrahims wurde 2006 in Deutschland verhaftet, da er in die gescheiterten Anschläge auf zwei Regionalzüge in Nordrhein-Westfalen involviert war. Ibrahims Vater ist laut libanesischen Behörden ein bekannter Schleuser für Jihadisten von Europa in den Nahen Osten. Ibrahim selbst wurde während seiner Kämpfeinsätze in Syrien von einer gegnerischen Extremistengruppe gefangen genommen, jedoch wieder frei gelassen, da sein Vater bei dieser Gruppe bestens bekannt war. Es heißt, die gesamte Familie stehe auf Seiten des IS.1
Das Beispiel der Familie aus Tripoli verweist auf die transnationalen Verflechtungen des globalen Jihads. Gerade solche Familienbande machen es Libanesen in anderen Ländern leicht, die „Schlachtfelder“ des Nahen und Mittleren Ostens zu erreichen. Es kommen z.B. über 60% der nach Syrien und in den Irak gereisten Jihadisten aus Australien ursprünglich aus dem Libanon.2 Aus dem Libanon selbst sollen derzeit etwa 900 Libanesen in Syrien und im Irak auf Seiten islamistischer Extremisten kämpfen.3
Der vorliegende Beitrag gibt einen kurzen Überblick über die wichtigsten Wendepunkte in der zwölf-jährigen Geschichte der Gruppe „Islamischer Staat“ (IS) im Irak. Die andauernden Konflikte in Syrien und Irak haben, neben ihren unmittelbaren humanitären Folgen für die Zivilbevölkerung, auch Auswirkungen auf die globale Ideologie des Dschihadismus und beeinflussen somit indirekt auch andere regionale Konflikte.
Von 2003 bis 2014 war der IS eine von vielen regionalen Gruppen weltweit, die unter der nominellen Führung von al-Qaida am globalen Dschihad teilnahmen. Heute setzt der IS eigene Machtansprüche in Syrien und Irak in direkter Konfrontation mit dem syrischen Ableger der Al-Qaida(Jabhat An-Nusra) durch. Infolge dieser Auseinandersetzung gab Ayman az-Zawahiri im Februar 2014 öffentlich bekannt, dass al-Qaida den IS aus ihrer Organisation ausschließt.
Nicht zuletzt durch diesen Ausschluss war der IS unter der Führung von Abu Bakr al-Baghdadi genötigt den eigenen Führungsanspruch in der Region durch die Ausrufung eines Kalifates nachdrücklich geltend zu machen.
Dies war allerdings keine spontane Entscheidung, denn die Errichtung eines Kalifats war ein Plan, den Baghdadis Gruppe seit vielen Jahren mit großem Aufwand verfolgte.
Durch das Zerwürfnis zwischen dem IS und der afghanisch-pakistanischen al-Qaida teilt sich die globale dschihadistische Bewegung nun in zwei Einflussreiche Einheiten.
Salafismus ist eine totalitäre Variante des Islam, die im Gegensatz zu Demokratie, den Menschenrechten und der Idee der Geschlechtergerechtigkeit steht. Er verbindet eine in die Vergangenheit projizierte Utopie mit modernen Elementen der Pop-Kultur und ist in vielen Ländern – u.a. in Deutschland - die am schnellsten wachsende Jugendbewegung.
Jihadismus ist die gewalttätige Spielart des Salafismus. Vereinfacht lässt sich sagen, dass alle Jihadisten Salafisten sind, aber nur wenige Salafisten jemals Jihadisten werden.
Afghanistans ehemalige Mudschahedin haben es geschafft: Kritik an „heiligen Kriegern“, wie sie sich nun nennen, ist gleichzeitig Kritik am Islam, und das ist brandgefährlich in ihrem Land. Manch ein Kriegsverbrecher nutzt das Islam- Argument, um sich über das staatliche Gesetz zu stellen und damit unangreifbar zu machen. Säkulare Gruppierungen, die in der urbanen Bevölkerung weiter bestehen, würden es heute nicht mehr wagen, sich öffentlich so zu bezeichnen. In Regierung, Justiz und Gesellschaft ist der Druck, sich zum Islam zu bekennen, groß. Eine zuweilen absurd anmutende Konkurrenz darüber, wer am ‚islamischten‘ ist, führt zu immensem Druck auf Medien und Zivilgesellschaft, insbesondere auf Frauenrechtsgruppen, sich innerhalb des Islams zu positionieren und sich abzugrenzen von ‚unislamischen‘ Werten. Seit einigen Jahren dreht sich beispielsweise eine erhitzte gesellschaftliche Debatte um ein Gewaltschutzgesetz für Frauen, begleitet von einer medialen und religiösen Kampagne gegen Frauenschutzhäuser:
im Kern wird beiden vorgeworfen, antiislamisch zu sein. Frauenrechtsgruppen sehen sich gezwungen, juristisch und religiös zu begründen, dass das Gesetz keine Anteile aufweist, die dem Islam widersprechen.
Der hohe Rat der Ulema, 2002 von der Regierung eingesetzt und bezahlt, stellt die größte und einflussreichste religiöse Struktur in Afghanistan dar: er besteht aus 3000 Ulema und Mullas1 (davon ¾ Sunniten und ¼ Schiiten); viele sind gleichzeitig auch Richter, politische Berater, Lehrer oder Imame. Die meisten von ihnen gehören einer der Mudschahedin-Gruppierungen an. Auf nationaler Ebene berät der Rat die Regierung in religiösen Fragen, unterstützt zumeist ihre Entscheidungen und gewährt ihr so eine religiöse Legitimation; auf lokaler Ebene positionieren sich die Ulema und Mullas allerdings oft regierungskritisch und anti-westlich. In der gesellschaftlichen Debatte über Frauenrechte äußerten sie sich 2012 extrem konservativ, indem sie erklärten, Frauen seien weniger wert als Männer, sollten nicht ohne mahram (männlichen Verwandten) verreisen und bei Arbeit, Bildung und Freizeit den Kontakt zu Männern vermeiden. Ihre monatlichen Erklärungen auf nationaler Ebene sowie ihre Ansprachen in lokalen Moscheen haben großen Einfluss auf die gesellschaftliche Verhandlung von Normen. 2 Auch Saudi-Arabien versucht wachsenden Einfluss auf die religiöse Ausbildung in Afghanistan auszuüben, so z.B. durch den Bau und Betrieb eines religiösen Schulungszentrums in Kabul.3 Pakistanische religiöse Gelehrte sehen den Kampf der afghanischen Taliban gegen die westliche Intervention als berechtigt an, und erklären USA und NATO als allein verantwortlich für jegliche zivilen Opfer.
There are strong indications that particles containing secondary organic aerosol (SOA) exhibit amorphous solid or semi-solid phase states in the atmosphere. This may facilitate deposition ice nucleation and thus influence cirrus cloud properties. However, experimental ice nucleation studies of biogenic SOA are scarce. Here, we investigated the ice nucleation ability of viscous SOA particles.
The SOA particles were produced from the ozone initiated oxidation of α-pinene in an aerosol chamber at temperatures in the range from −38 to −10 ◦C at 5–15 % relative humidity with respect to water to ensure their formation in a highly viscous phase state, i.e. semi-solid or glassy. The ice nucleation ability of SOA particles with different sizes was investigated with a new continuous flow diffusion chamber. For the first time, we observed heterogeneous ice nucleation of viscous α-pinene SOA in the deposition mode for ice saturation ratios between 1.3 and 1.4 significantly below the homogeneous freezing limit. The maximum frozen fractions found at temperatures between −36.5 and −38.3 °C ranged from 6 to 20 % and did not depend on the particle surface area. Global modelling of monoterpene SOA particles suggests that viscous biogenic SOA particles are indeed present in regions where cirrus cloud formation takes place. Hence, they could make up an important contribution to the global ice nuclei (IN) budget.
Cloud microphysical processes involving the ice phase in tropospheric clouds are among the major uncertainties in cloud formation, weather and General Circulation Models (GCMs). The simultaneous detection of aerosol particles, liquid droplets, and ice crystals, especially in the small cloud-particle size range below 50 µm, remains challenging in mixed phase, often unstable ice-water phase environments. The Cloud Aerosol Spectrometer with Polarisation (CASPOL) is an airborne instrument that has the ability to detect such small cloud particles and measure their effects on the backscatter polarisation state. Here we operate the versatile Cosmics-Leaving- OUtdoor-Droplets (CLOUD) chamber facility at the European Organisation for Nuclear Research (CERN) to produce controlled mixed phase and other clouds by adiabatic expansions in an ultraclean environment, and use the CASPOL to discriminate between different aerosols, water and ice particles. In this paper, optical property measurements of mixed phase clouds and viscous Secondary Organic Aerosol (SOA) are presented. We report observations of significant liquid – viscous SOA particle polarisation transitions under dry conditions using CASPOL. Cluster analysis techniques were subsequently used to classify different types of particles according to their polarisation ratios during phase transition. A classification map is presented for water droplets, organic aerosol (e.g., SOA and oxalic acid), crystalline substances such as ammonium sulphate, and volcanic ash. Finally, we discuss the benefits and limitations of this classi- fication approach for atmospherically relevant concentration and mixtures with respect to the CLOUD 8–9 campaigns and its potential contribution to Tropical Troposphere Layer (TTL) analysis.
The CARIBIC (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the Atmosphere Based on an Instrument Container) passenger aircraft observatory performed in situ measurements at 10–12 km altitude in the South Asian summer monsoon anticyclone between June and September 2008. These measurements enable us to investigate this atmospheric region, which so far has mostly been observed from satellites, using the broad suite of trace gases and aerosols measured by CARIBIC. Elevated levels of a range of atmospheric pollutants were recorded e.g. carbon monoxide, total reactive nitrogen oxides, aerosol particles and several volatile organic compounds. The measurements provide detailed information about the chemical composition of air in different parts of the monsoon anticyclone, particularly of ozone precursors. While covering a range of 3500 km inside the monsoon anticyclone, CARIBIC observations show remarkable consistency, i.e. with regular latitudinal patterns of trace gases during the entire monsoon period. Trajectory calculations indicate that these air masses originated mainly from South Asia and Mainland Southeast Asia.
Using the CARIBIC trace gas and aerosol measurements in combination with the Lagrangian particle dispersion model FLEXPART we investigated the characteristics of monsoon outflow and the chemical evolution of air masses during transport. Estimated photochemical ages of the air were found to agree well with transport times from a source region east of 95 ° E. The photochemical ages of the air in the southern part of the monsoon anticyclone were consistently younger (less than 7 days) and the air masses mostly in an ozone forming chemical regime. In its northern part the air masses were older (up to 13 days) and had unclear ozone formation or destruction potential. Based on analysis of forward trajectories several receptor regions were identified. In addition to predominantly westward transport, we found evidence for efficient transport (within 10 days) to the Pacific and North America, particularly during June and September, and also of cross-tropopause exchange, which was strongest during June and July. Westward transport to Africa and further to the Mediterranean was the main pathway during July.
Interleukin (IL)-22 is a STAT3-activating cytokine displaying characteristic AU-rich elements (ARE) in the 3'-untranslated region (3'-UTR) of its mRNA. This architecture suggests gene regulation by modulation of mRNA stability. Since related cytokines undergo post-transcriptional regulation by ARE-binding tristetraprolin (TTP), the role of this destabilizing protein in IL-22 production was investigated. Herein, we demonstrate that TTP-deficient mice display augmented serum IL-22. Likewise, IL-22 mRNA was enhanced in TTP-deficient splenocytes and isolated primary T cells. A pivotal role for TTP is underscored by an extended IL-22 mRNA half-life detectable in TTP-deficient T cells. Luciferase-reporter assays performed in human Jurkat T cells proved the destabilizing potential of the human IL-22-3'-UTR. Furthermore, overexpression of TTP in HEK293 cells substantially decreased luciferase activity directed by the IL-22-3'-UTR. Transcript destabilization by TTP was nullified upon cellular activation by TPA/A23187, an effect dependent on MEK1/2 activity. Accordingly, IL-22 mRNA half-life as determined in TPA/A23187-stimulated Jurkat T cells decreased under the influence of the MEK1/2 inhibitor U0126. Altogether, data indicate that TTP directly controls IL-22 production, a process counteracted by MEK1/2. The TTP-dependent regulatory pathway described herein likely contributes to the role of IL-22 in inflammation and cancer and may evolve as novel target for pharmacological IL-22 modulation.
The transport of air masses originating from the Asian monsoon anticyclone into the extratropical upper troposphere and lower stratosphere (Ex-UTLS) above potential temperatures Θ = 380K was identified during the HALO aircraft mission TACTS in August and September 2012. In-situ measurements of CO, O3 and N2O during TACTS Flight 2 on the 30 August 2012 show the irreversible mixing of aged with younger (originating from the troposphere) stratospheric air masses within the Ex-UTLS. Backward trajectories calculated with the trajetory module of the CLaMS model indicate that these tropospherically affected air masses originate from the Asian monsoon anticyclone. From the monsoon circulation region these air masses are quasi-isentropically transported above Θ = 380 K into the Ex-UTLS where they subsequently mix with stratospheric air masses. The overall trace gas distribution measured during TACTS shows that this transport pathway has a significant impact on the Ex-UTLS during boreal summer and autumn. This leads to an intensification of the tropospheric influence on the Ex-UTLS with ∆Θ > 30 K (relative to the tropopause) within three weeks during the TACTS mission. In the same time period a weakening of the tropospheric influence on the lowermost stratosphere (LMS) is determined. Therefore, the study shows that the transport of air masses originating from the Asian summer monsoon region within the lower stratosphere above Θ = 380K is of major importance for the change of the chemical composition of the Ex-UTLS from summer to autumn.
A new global synthesis and biomization of long (> 40 kyr) pollen-data records is presented, and used with simulations from the HadCM3 and FAMOUS climate models to analyse the dynamics of the global terrestrial biosphere and carbon storage over the last glacial–interglacial cycle. Global modelled (BIOME4) biome distributions over time generally agree well with those inferred from pollen data. The two climate models show good agreement in global net primary productivity (NPP). NPP is strongly influenced by atmospheric carbon dioxide (CO2) concentrations through CO2 fertilization. The combined effects of modelled changes in vegetation and (via a simple model) soil carbon result in a global terrestrial carbon storage at the Last Glacial Maximum that is 210–470 Pg C less than in pre-industrial time. Without the contribution from exposed glacial continental shelves the reduction would be larger, 330–960 Pg C. Other intervals of low terrestrial carbon storage include stadial intervals at 108 and 85 kaBP, and between 60 and 65 kaBP during Marine Isotope Stage 4. Terrestrial carbon storage, determined by the balance of global NPP and decomposition, influences the stable carbon isotope composition (δ 13C) of seawater because terrestrial organic carbon is depleted in 13C. Using a simple carbon-isotope mass balance equation we find agreement in trends between modelled ocean δ 13C based on modelled land carbon storage, and palaeo-archives of ocean δ 13C, confirming that terrestrial carbon storage variations may be important drivers of ocean δ 13 C changes.
Dosing accuracy of two disposable insulin pens according to new ISO 11608-1: 2012 requirements.
(2015)
OBJECTIVE: The aim was to compare 2 disposable insulin pens, FlexTouch® (Novo Nordisk, insulin aspart) and SoloSTAR® (Sanofi, insulin glulisine), according to new ISO 11608-1:2012 requirements for dosing accuracy.
METHODS: Sixty pens of each type were tested at 1, 40, and 80 U doses. Following the new ISO requirements, each dose was delivered from the front, middle, and rear one-third of the pen. Statistical analysis was performed using Student's t test.
RESULTS: Both pens delivered all doses within ISO limits. The difference between the average measured dose and the target dose was significantly smaller for SoloSTAR than FlexTouch at 40 U (P = .009) and 80 U (P = .008), but not at 1 U (P = .417).
CONCLUSION: Both insulin pens fulfilled the dosing accuracy requirements defined by ISO 11608-1:2012 at all 3 dosage levels.
Limb loss is a devastating disability and while current treatments provide aesthetic and functional restoration, they are associated with complications and risks. The optimal solution would be to harness the body's regenerative capabilities to regrow new limbs. Several methods have been tried to regrow limbs in mammals, but none have succeeded. One such attempt, in the early 1970s, used electrical stimulation and demonstrated partial limb regeneration. Several researchers reproduced these findings, applying low voltage DC electrical stimulation to the stumps of amputated rat forelimbs reporting "blastema, and new bone, bone marrow, cartilage, nerve, skin, muscle and epiphyseal plate formation". In spite of these encouraging results this research was discontinued. Recently there has been renewed interest in studying electrical stimulation, primarily at a cellular and subcellular level, and studies have demonstrated changes in stem cell behavior with increased proliferation, differentiation, matrix formation and migration, all important in tissue regeneration. We applied electrical stimulation, in vivo, to the stumps of amputated rat limbs and observed significant new bone, cartilage and vessel formation and prevention of neuroma formation. These findings demonstrate that electricity stimulates tissue regeneration and form the basis for further research leading to possible new treatments for regenerating limbs.
The human 5-lipoxygenase (5-LO), encoded by the ALOX5 gene, is the key enzyme in the formation of pro-inflammatory leukotrienes. ALOX5 gene transcription is strongly stimulated by calcitriol (1α, 25-dihydroxyvitamin D3) and TGFβ (transforming growth factor-β). Here, we investigated the influence of MLL (activator of transcript initiation), AF4 (activator of transcriptional elongation) as well as of the leukemogenic fusion proteins MLL-AF4 (ectopic activator of transcript initiation) and AF4-MLL (ectopic activator of transcriptional elongation) on calcitriol/TGFβ-dependent 5-LO transcript elongation. We present evidence that the AF4 complex directly interacts with the vitamin D receptor (VDR) and promotes calcitriol-dependent ALOX5 transcript elongation. Activation of transcript elongation was strongly enhanced by the AF4-MLL fusion protein but was sensitive to Flavopiridol. By contrast, MLL-AF4 displayed no effect on transcriptional elongation. Furthermore, HDAC class I inhibitors inhibited the ectopic effects caused by AF4-MLL on transcriptional elongation, suggesting that HDAC class I inhibitors are potential therapeutics for the treatment of t(4;11)(q21;q23) leukemia.
BACKGROUND: Inflammatory events after kidney transplantation (Tx) may lead to activation of the tryptophane-catabolizing enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase followed by the formation of kynurenine (KYN). Post-transplant KYN serum levels in kidney allograft recipients were analyzed for their diagnostic value.
MATERIAL AND METHODS: This was a retrospective analysis of KYN levels (normal value: 2.7±0.6 nmol/ml) measured in 4083 blood samples collected from 355 kidney graft recipients in connection with uncomplicated courses, acute rejections (ARs), infections, and type of immunosuppression. We performed descriptive data analysis and analysis of variance.
RESULTS: In 212 recipients with immediately functioning grafts, the KYN levels dropped from pre-Tx 13.3±5.9 nmol/ml to nearly normal values at day 5 (5.8±3.0 nmol/ml). In patients with delayed graft function, the KYN reduction started only after the last hemodialysis treatment. With respect to ARs in recipients with creatinine values <300 µmol/l pre-AR, the increase of KYN levels depended on the severity of ARs (steroid-sensitive ARs: from 4.5±1.4 to 6.0±6.1 nmol/ml; steroid-resistant ARs: from 6.1±3.1 to 12.9±7.1 nmol/ml; vascular rejections: from 5.8±3.0 to 16.9±9.1 nmol/ml). In patients with creatinine values ≥300 µmol/l pre-AR, a further increase of the KYN level (from 10.1 to 13.2 nmol/ml) was only observed in severe, steroid-resistant ARs. With respect to infections evaluated, the KYN levels before diagnosis/start of treatment were 5.7±3.4 nmol/ml in asymptomatic CMV infections, 7.5±4.4 nmol/ml in CMV diseases, 8.3±3.3 nmol/ml in pneumonia, and 10.4±6.5 nmol/ml in bacterial sepsis.
CONCLUSIONS: Serum KYN seems to be a reliable diagnostic tool for the assessment of post-transplant inflammatory complications, already in an early stage, and for monitoring the efficacy of therapeutic interventions. Prospective studies are recommended.
Ceraceosorus bombacis is an early-diverging lineage of smut fungi and a pathogen of cotton trees (Bombax ceiba). To study the evolutionary genomics of smut fungi in comparison with other fungal and oomycete pathogens, the genome of C. bombacis was sequenced and comparative genomic analyses were performed. The genome of 26.09 Mb encodes for 8,024 proteins, of which 576 are putative-secreted effector proteins (PSEPs). Orthology analysis revealed 30 ortholog PSEPs among six Ustilaginomycotina genomes, the largest groups of which are lytic enzymes, such as aspartic peptidase and glycoside hydrolase. Positive selection analyses revealed the highest percentage of positively selected PSEPs in C. bombacis compared with other Ustilaginomycotina genomes. Metabolic pathway analyses revealed the absence of genes encoding for nitrite and nitrate reductase in the genome of the human skin pathogen Malassezia globosa, but these enzymes are present in the sequenced plant pathogens in smut fungi. Interestingly, these genes are also absent in cultivable oomycete animal pathogens, while nitrate reductase has been lost in cultivable oomycete plant pathogens. Similar patterns were also observed for obligate biotrophic and hemi-biotrophic fungal and oomycete pathogens. Furthermore, it was found that both fungal and oomycete animal pathogen genomes are lacking cutinases and pectinesterases. Overall, these findings highlight the parallel evolution of certain genomic traits, revealing potential common evolutionary trajectories among fungal and oomycete pathogens, shaping the pathogen genomes according to their lifestyle.
Measurements of the transverse momentum (pt) spectra of K0 s and Λ(Λ̄) in Pb–Pb and pp collisions at √sNN = 2.76TeV with the ALICE detector at the LHC at CERN up to pt = 20GeV/c and pt = 16GeV/c, respectively, are presented in this thesis. In addition, the particle rapidity densities at mid-rapidity and nuclear modification factors of K0 s and Λ(Λ̄) are shown and discussed. The analysis was performed using the Pb–Pb data set from 2010 and the pp data set from 2011. For the identification of K0 s and Λ(Λ̄), the on-the-fly V0 finder was employed on tracking information from the TPC and ITS detectors. The Λ and Λ̄ spectra were feed-down corrected using the measured published Ξ− spectra as input.
Regarding the rapidity density at mid-rapidity, a suppression of the strange particle production in pp as compared to Pb–Pb collisions is observed at all centralities, whereas the production per pion rapidity density stays constant as a function of dNch/dη including both systems. Furthermore, the relative increase of the individual particle species in pp and AA collisions is compatible for non- and single-strange particles when going from RHIC (√sNN = 0.2TeV) to LHC energies. On the other hand, in case of multi-strange baryons, a stronger increase in the particle production in pp is seen. The Λ̄ and Λ production in Pb–Pb and pp collisions was found to be equal. Concerning the nuclear modification factors, at lower pt (pt <5GeV/c), an enhancement of the RAA of Λ with respect to that of K0 s and charged hadrons is observed. This baryon-to-meson enhancement appearing in central Pb–Pb collisions at RHIC and LHC is currently explained by the interplay of the radial flow and recombination as the dominant particle production mechanism in this pt sector. The effect of radial flow is thus also seen in the low and intermediate pt region of RAA, where a mass hierarchy is discovered among the baryons and mesons, respectively, with the heaviest particle being least suppressed. When comparing the results from RHIC and LHC, the RCP is found to be similar at low-to-intermediate pt, while a significantly smaller RAA of K0 s and Λ in central and peripheral events at the LHC is observed in this pt region as compared to the RHIC results. This can be attributed to the larger radial flow in AA collisions and to the harder spectra at the LHC. At high pt (pt > 8GeV/c), a strong suppression in central Pb–Pb collisions with respect to pp collisions is found for K0 s and Λ(Λ̄). A significant high-pt suppression of these hadrons is also observed in the ratio of central-to-peripheral collisions. The nuclear modification of K0 s and Λ(Λ̄) is compatible with the modification of charged hadrons at
high pt. The calculations with the transport model BAMPS agree with these results suggesting a similar energy loss for all light quarks, i.e. u, d and s. Moreover, a compatible suppression for c-quarks appears in the ALICE measurements via the D meson RAA as well as in the BAMPS calculations, which hints to a flavour-independent suppression if light- and c-quarks are regarded. Within this consideration, no indication for a medium-modified fragmentation is found yet.
To summarize, for the particle production in Pb–Pb collisions at the LHC relative to pp neither at lower pt (rapidity density) nor at higher pt (nuclear modification factor) a significant difference of K0 s and Λ(Λ̄) carrying strangeness to hadrons made of u- and d-quarks was found.
Crystallization and X-ray diffraction studies of a complete bacterial fatty-acid synthase type I
(2015)
While a deep understanding of the fungal and mammalian multi-enzyme type I fatty-acid synthases (FAS I) has been achieved in recent years, the bacterial FAS I family, which is narrowly distributed within the Actinomycetales genera Mycobacterium, Corynebacterium and Nocardia, is still poorly understood. This is of particular relevance for two reasons: (i) although homologous to fungal FAS I, cryo-electron microscopic studies have shown that bacterial FAS I has unique structural and functional properties, and (ii) M. tuberculosis FAS I is a drug target for the therapeutic treatment of tuberculosis (TB) and therefore is of extraordinary importance as a drug target. Crystals of FAS I from C. efficiens, a homologue of M. tuberculosis FAS I, were produced and diffracted X-rays to about 4.5 Å resolution.
During CNS development and adult neurogenesis, immature neurons travel from the germinal zones towards their final destination using cellular substrates for their migration. Classically, radial glia and neuronal axons have been shown to act as physical scaffolds to support neuroblast locomotion in processes known as gliophilic and neurophilic migration, respectively (Hatten, 1999; Marin and Rubenstein, 2003; Rakic, 2003). In adulthood, long distance neuronal migration occurs in a glial-independent manner since radial glia cells differentiate into astrocytes after birth. A series of studies highlight a novel mode of neuronal migration that uses blood vessels as scaffolds, the so-called vasophilic migration. This migration mode allows neuroblast navigation in physiological and also pathological conditions, such as neuronal precursor migration after ischemic stroke or cerebral invasion of glioma tumor cells. Here we review the current knowledge about how vessels pave the path for migrating neurons and how trophic factors derived by glio-vascular structures guide neuronal migration both during physiological as well as pathological processes
as Locus coeruleus-noradrenerge System ist die primäre Quelle für zentrales corticales und subcorticales Noradrenalin. Die noradrenergen Projektionen des LC sind an der Modulation einer Vielzahl von funktionellen zentralen Abläufen beteiligt, u.a. an Aufmerksamkeitsprozessen, der Vermittlung von Stress und der Schlaf-Wach-Koordination, aber auch an der Koordination spezifischerer kognitiver Funktionen im Rahmen von Belohnungs-orientiertem Verhalten.
Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit im anatomisch-topographischen Teil durchgeführten Experimente belegen eine dichte noradrenerge Innervation des präfrontalen Cortex, des dorsalen und ventralen Hippocampus, und des Kleinhirns durch Neurone des Locus coeruleus. Innerhalb des LC sind die nach präfrontal und hippocampal projizierenden Neurone vorwiegend im dorsalen Anschnitt über die gesamte rostro-caudale Achse zu finden. Der Anteil ipsilateral gelabelter Zellen überwiegt deutlich. Coeruleocerebelläre Neurone sind innerhalb des LC sowohl in den dorsalen als auch ventralen Abschnitten, ebenfalls über die gesamte rostro-caudale Achse, zu finden. Der Anteil kontralateral gelabelter Zellen ist relativ höher als bei den anderen Projektionen.
Die im ersten elektrophysiologischen Teil der Arbeit durchgeführten Experimente belegen ein in den Grundeigenschaften ähnliches Feuerungsmuster selektiv identifizierter coeruleo-präfrontaler und coeruleo-hippocampaler Nervenzellen. Einzelne Aktionspotential-Parameter waren signifikant unterschiedlich, hinweisend auf unterschiedliche hyperpolarisierende Ströme in beiden Populationen. Eine Überprüfung des a2-Autorezeptor-Status im zweiten elektrophysiologischen Teil der Arbeit ergab ein fehlendes Ansprechen der coeruleo-präfrontalen Neurone auf a2-Blockade (im Gegensatz zu den coeruleo-hippocampalen Neuronen); dieser Befund ist vereinbar am ehesten mit fehlenden oder funktionell down-regulierten a2-Rezeptoren selektiv in nach präfrontal projizierenden Neuronen des Locus coeruleus. Hierbei handelt es sich um einen in der Literatur nicht vorbeschriebenen Befund.
Das Enzym 5-Lipoxygenase (5-LO) spielt eine entscheidende Rolle in der Generierung von Leukotrienen. Diese fungieren als wichtige proinflammatorische Mediatoren. Darüber hinaus ist die 5-LO anhand ihrer N-terminalen Domäne in der Lage mit verschiedenen Proteinen zu interagieren. Unter den Interaktionspartnern befindet sich Dicer, ein Enzym welches für den finalen Schritt der microRNA (miRNA)-Biosynthese verantwortlich ist. MiRNA sind kurze, nicht kodierende RNA Stränge mit einer typischen Länge von etwa 23 Nukleotiden, die an der posttranskriptionalen Regulierung der Proteinbiosynthese beteiligt sind.
Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss der 5-LO auf die miRNA-Prozessierung im zellulären Kontext zu untersuchen. Als Modellsystem wurde die MonoMac6 (MM6) Zelllinie ausgewählt. MM6-Zellen exprimieren im undifferenzierten Grundzustand nur geringe Mengen an 5-LO. Erst nach Differenzierung mittels transformierenden Wachstumsfaktors ß (TGFß) und Calcitriol kommt es zur Induktion der 5-LO Proteinbiosynthese. Darüber hinaus war es Basavarajappa et al. möglich die 5-LO-Expression in diesen Zellen mittels RNA-Interferenz stark herunter zu regulieren (Δ5-LO).
Um die Frage der Auswirkungen des 5-LO knockdowns auf die miRNA-Expression analysieren zu können, wurde ein Microarray in differenzierten Kontroll-und Δ5-LO-Zellen durchgeführt.Es wurden 37 miRNAs identifiziert deren Expression 5-LO abhängig ist. Dabei war das Niveau von 30 Vertretern in Abwesenheit der 5-LO erhöht, wohingegen die Expression von sieben miRNAs reduziert war. Unter diesen sieben herunter regulierten miRNAs befanden sich miR-99b-5p und miR-125a-5p, die einem gemeinsamen Cluster entstammen. Als Cluster wird eine Gruppe von miRNAs bezeichnet, die aus einem gemeinsamen primären Transkript (pri-miRNA) hervorgeht. Diese Eigenschaft führte zur Vermutung, dass bereits die Expression dieser pri-miRNA durch die 5-LO reguliert wird. Allerdings zeigte sichim Verlauf dieser Arbeit, dass die Expression der pri-miRNA 5-LO unabhängig verläuft. Im Gegensatz dazu wies die Zwischenstufe zwischen pri-miRNA und reifer miRNA eine reduzierte Expression in Δ5-LO Zellen auf. Für die Prozessierung dieser sogenannten precursor miRNAs (pre-miRNA) ist die Ribonuklease III Drosha verantwortlich, welche die pre-miRNA aus der jeweiligen pri-miRNAs chneidet. Das verringerte pre-miR-99b-und pre-miR-125a-Niveau ist daher ein Hinweis darauf, dass überDicerhinausmöglicherweise ebenfalls die Drosha Aktivität mittels 5-LO reguliert wird.
Des Weiteren wurde untersucht iniefern Leukotriene beziehungsweise 5-LO-Inhibitoren die Expression von miR-99b-5p und miR-125a-5p beeinflussen. Dabei stellte sich heraus, dass das miRNA-Niveau unabhängig von der vorhandenen Leukotrien-Menge ist. Das 5-LO aktivierende Protein (FLAP) besitzt dahingegen einen mit der 5-LO vergleichbaren Einfluss auf die reife miRNA. FLAP ist ein weiterer Interaktionspartner der 5-LO und essentiell für die Leukotrien-Biosynthese in vivo. Anhand von Protein-Lokalisationsstudien mittels Immunofluoreszenz konnte gezeigt werden, dass FLAP außerdem in der Lage zu sein scheint die Relokalisation der 5-LO aus dem Zytoplasma in den Nukleus einzuschränken. Im Zytoplasma ist die 5-LO in der Lage mit Dicer zu interagieren. Daten bezüglich einer Interaktion zwischen Drosha und 5-LO im Zellkern liegen bisher nicht vor. Eine etwaige Interaktion könnte allerdings helfen die reduzierten pre-miRNA Spiegel in Abwesenheit der 5-LO zu erklären.
Im Laufe dieser Arbeit wurden weiterhin die Auswirkungen von proinflammatorischen Lipopolysacchariden (LPS) auf die Prozessierung von miR-99b-5p und miR-125a-5p analysiert. Ausschließlich in Anwesenheit von 5-LO zeigte sich eine differenzierungsunabhängig gesteigerte Biosynthese der pri-und der reifen miRNA. Allerdings konnte kein Einfluss von LPS auf die 5-LO-Lokalisation beziehungsweise Expression festgestellt werden. Aufgrund dessen sind weiterführende Studien, die den Zusammenhang zwischen LPS induzierter miR-99b-5p- beziehungsweise miR-125a-5p-Biosynthese und 5-LO herstellen, nötig.
Abschließend hat sich diese Arbeit mit den Zielgenen der durch 5-LO regulierten miRNAs auseinandergesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass in Abwesenheit von miR-99b-5p und miR-125a-5p die Freisetzung der beiden durch LPS stimulierten Zytokine Interleukin 6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor α (TNFα) gesteigert ist. Interessanterweise besitzt TNFα einen stimulierenden Effekt auf die Leukotrien-Biosynthese. Allerdings konnte kein direkter Zusammenhang zwischen miR-99b-5p/miR-125a-5p Expression, TNFα und der 5-LO Aktivität hergestellt werden. Der Einsatz von miR-99b-5p-und miR-125a-5p-Inhibitoren zeigte keine Auswirkungen auf die Leukotrien-Biosynthese nach LPS Stimulation. Im Gegensatz dazu konnte in unstimulierten Zellen eine signifikante Aktivitätssteigerung in Abwesenheit von miR-125a-5p festgestellt werden. Diese Beobachtungen legen nahe, dass miR-125a-5p einen TNFα unabhängigen Einfluss auf die 5-LO Aktivität besitzt. In LPS stimulierten Zellen kommt es möglicherweise zu Überlagerungen dieses Effektes.
Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass 5-LO eine regulierende Funktion auf die Reifung der beiden miRNAs miR-99b-5p und miR-125a-5p aufweist. Dieser Effekt könnte einer direkten Interaktion zwischen 5-LO und Dicer zuzuschreiben sein. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Regulierung der Expression bestimmter miRNAs mittels 5-LO nicht auf deren kanonischer enzymatischer Aktivität beruht. Diese Ergebnisse schlagen eine neue Richtung der 5-LO-Forschung ein und können in Zukunft dazu beitragen 5-LO vermittelte Effekte besser charakterisieren zu können.
Maintenance of mitochondria is achieved by several mechanisms, including the regulation of mitochondrial proteostasis. The matrix protease CLPXP, involved in protein quality control, has been implicated in ageing and disease. However, particularly due to the lack of knowledge of CLPXP's substrate spectrum, only little is known about the pathways and mechanisms controlled by this protease. Here we report the first comprehensive identification of potential mitochondrial CLPXP in vivo interaction partners and substrates using a combination of tandem affinity purification and differential proteomics. This analysis reveals that CLPXP in the fungal ageing model Podospora anserina is mainly associated with metabolic pathways in mitochondria, e.g. components of the pyruvate dehydrogenase complex and the tricarboxylic acid cycle as well as subunits of electron transport chain complex I. These data suggest a possible function of mitochondrial CLPXP in the control and/or maintenance of energy metabolism. Since bioenergetic alterations are a common feature of neurodegenerative diseases, cancer, and ageing, our data comprise an important resource for specific studies addressing the role of CLPXP in these adverse processes.
Die Arachidonsäurekaskade spielt bei Entzündungsprozessen und der Schmerzentstehung eine wichtige Rolle. Deren primäre Produkte, die Leukotriene und die Prostaglandine, sind entzündungsfördernde Mediatoren und nehmen Einfluss auf den Entzündungs-auflösendenprozess und sind bei einer Dysregulation für diverse Erkrankungen wie z.B. Asthma bronchiale und allergische Rhinitis mitverantwortlich. Die Kaskade gliedert sich mit ihren beiden Hauptenzymen, Cyclooxygenase und 5-Lipoxygenase (5-LO), in zwei Wege auf. Beide Enzyme sind außerdem in der Lage entzündungsauflösenden Mediatoren zu bilden. Die Mediatoren wie z.B. Lipoxin können im Zellstoffwechsel einerseits über die Lipoxygenase-Route, oder andererseits wie „aspirin-triggered“-Lipoxin von der durch geeignete Wirkstoffe acetylierten Cyclooxygenase-2 (COX-2) katalysiert werden. Diese Mediatoren werden benötigt, um (chronische) Entzündungen und beschädigtes Gewebe zurück zur Homöostase zu führen.
Die Pharmakotherapie chronisch entzündlicher Erkrankungen mit guter Wirksamkeit und verträglichem Profil bei Langzeiteinnahme stellt jedoch eine Herausforderung dar. Die Therapie verzögern oft, z. B bei Einnahme von nicht-steroidalen Antirheumatika (NSAR), die Entzündungsauflösung, da die Bildung von entzündungshemmenden und entzündungs-auflösenden Lipidmediatoren gehemmt werden. Die gezielte Modulation und Einflussnahme auf die Arachidonsäurekaskade an einem der beiden Enzyme, stellt daher einen guten Ansatz für eine verbesserte Therapiemöglichkeit von (chronischen) entzündlichen Krankheiten dar. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese von Modulatoren und Inhibitoren der Arachidonsäurekaskade. Zum einen befasst sie sich mit der Entwicklung von irreversiblen COX-2-acetylierenden Substanzen als neues anti-entzündliches und entzündungsauflösendes Prinzip. Zum anderen mit der Untersuchung der Struktur-Wirkungsbeziehung (SAR) von 2-Aminothiazolen als direkte 5-LO-Inhibitoren ausgehend von SKI-II, welches zuvor als Leitstruktur zur Entwicklung von 5-LO-Inhibitoren entdeckt wurde.
Als Leitstrukturen für die irreversiblen COX-2-acetylierenden Substanzen wurden bekannte COX-2 selektive Substanzen ausgewählt sowie vereinzelte nicht-selektive NSAR. Es wurden an der COX-2 Kristallstruktur Docking-Studien durchgeführt, um die geeignetsten Positionen für die Einführung einer (labilen) Acetylgruppe zu identifizieren. Aufgrund dieser Studien wurden drei Positionen ausgewählt zur Derivatisierung. Es wurden daraufhin zahlreiche Derivate synthetisiert von Celecoxib, Valdecoxib, Rofecoxib, Etericoxib, als Vertreter der (COX-2) selektive Inhibitoren, sowie von Acetylsalicylsäure, Diclofenac und Nimesulid-Analoga als Vertreter der nicht-selektiven NSARs. Zusätzlich wurden Derivate synthetisiert mit Michael-Akzeptoren als kovalente bindende Komponente. Alle synthetisierten Substanzen wurden sukzessiv auf ihre COX inhibitorischen Eigenschaften hin untersucht und auf COX-2 Selektivitäten überprüft. Weiterhin wurden von allen Derivaten Auswaschungs-Studien durchgeführt als Vorversuche welche Derivate eine irreversible COX-2-Inhibition hervorrufen. In den Vorversuchen zeigte die Verbindung ST-1650 am deutlichsten eine COX-2-Selektivität sowie eine starke irreversible Inhibition der COX-2. Die Verbindung ST-1650 wurde weiterhin auf indirekte Hinweise zur Entstehung von heilungsfördernden Mediatoren untersucht anhand von: M1-Macrophagen Polarisation und einem Schmerzmodell, dem Zymosan-Überempfindlichkeit Pfotenmodell. Im Makrophagen-Modell konnte ST-1650 keine Phänotypverschiebung hinzu entzündungsauflösenden M2-Makrophagen bewirken, sowie in den Schmerzmodellen leider keine schnellere Schmerzauflösung als die Kontrollgruppe. Ob diese Effekte durch mangelnde oder zu geringer Entstehung von entzündungshemmenden Mediatoren zurückzuführen ist, ist noch unklar.
Für die SAR der 2-Aminothiazole als direkte 5-LO-Inhibitoren wurden über 60 Verbindungen synthetisiert und untersucht. Zu Beginn erfolgte eine Optimierung der Grundstruktur als 5-LO-Inhibitor. Es wurden die Einflüsse der Substituenten des Thiazolsrings und des Aminolinkers auf die 5-LO-Aktivität ermittelt, um die SAR initialer Arbeiten zu vertiefen. Nach der SAR-Untersuchung im intakten Zellsystem konnten durch Kombination bevorzugter Strukturelemente die zwei Verbindungen ST-1853 und ST-1906, als neue potente 5-LO-Inhibitoren entwickelt werden, die sich als nicht-toxisch herausstellten. Diese beiden 5-LO-Inhibitoren wirken um einen Faktor 10 potenter und sind weniger toxisch verglichen mit der Leitstruktur SKI-II. ST-1853 wurde innerhalb der Arachidonsäurekaskade auch auf Off-targets getestet, deren Aktivitäten sie erst bei 100-fach höherer Konzentration beeinflusst, sowie in humanem Vollblut, wo sie sich ihre 10-fach bessere Wirksamkeit im Vergleich zu SKI-II bestätigte. Darüber hinaus erwies sich ST-1853 bei den ersten Überprüfungen seiner Stabilität unter physiologischen Bedingungen wie bei der in vitro Metabolisierung durch Rattenlebermikrosomen als ausreichend stabil und daher zur weiteren Charakterisierung gut geeignet.
Reactivation of autophagy by spermidine ameliorates the myopathic defects of collagen VI-null mice
(2015)
Autophagy is a self-degradative process responsible for the clearance of damaged or unnecessary cellular components. We have previously found that persistence of dysfunctional organelles due to autophagy failure is a key event in the pathogenesis of COL6/collagen VI-related myopathies, and have demonstrated that reactivation of a proper autophagic flux rescues the muscle defects of Col6a1-null (col6a1(-/-)) mice. Here we show that treatment with spermidine, a naturally occurring nontoxic autophagy inducer, is beneficial for col6a1(-/-) mice. Systemic administration of spermidine in col6a1(-/-) mice reactivated autophagy in a dose-dependent manner, leading to a concurrent amelioration of the histological and ultrastructural muscle defects. The beneficial effects of spermidine, together with its being easy to administer and the lack of overt side effects, open the field for the design of novel nutraceutical strategies for the treatment of muscle diseases characterized by autophagy impairment.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden grundlegende Eigenschaften von GEM-Verstärkungsstrukturen untersucht. Dies waren der Einfluss des Alignmenteffektes auf die Reproduzierbarkeit von Messungen, die Elektronenextraktionseffizienz von GEMs im allgemeinen und die Auswirkungen von Druckschwankungen auf die Gasverstärkung. Weiterhin wurden verschiedene vierlagige GEM-Verstärkungssysteme mit einer MP-GEM an erster Stelle in Hinblick auf Ionenrückfluss und Energieauflösung untersucht.
Der Alignmenteffekt ist noch nicht vollkommen verstanden und verlangt weitere Untersuchungen. Was aber definitiv gesagt werden kann ist, dass das Drehen der GEMs um 90° die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sicherstellt.
Die unterschiedlichen Elektronenextraktionseffizienzen der verschiedenen GEM-Typen sind noch unverstanden. Auch wenn die grundsätzliche Zunahme der Extraktion mit zunehmenden Transferfeld verständlich ist, so bleibt vor allem das Verhalten einer LP-GEM in diesem Kontext bis jetzt unerklärlich.
Die Versuche mit einer MP-GEM an erster Stelle einer vierlagigen Verstärkungsstruktur haben sich als keine Verbesserung im Vergleich zu den S-Konfigurationen herausgestellt. Auch wenn manche gefundenen Einstellungen die Kriterien von einem IBF von weniger als 1 % und einem σ(55Fe) von weniger als 12 % gleichzeitig erfüllen, liegen diese Messpunkte so knapp an den definierten Grenzen, dass sie nicht für den Betrieb in der Spurendriftkammer von ALICE geeignet sind. Eine Erkenntnis, die trotzdem gewonnen werden konnte, ist, dass sich das Verhalten von verschiedenen Konfigurationen verstehen lässt. So ist die beste untersuchte Konfiguration die MP-LP-LP-S-Konfiguration gewesen, danach folgte die MP-S-LP-S und als schlechteste hat die MP-S-LP-SP-Konfiguration abgeschnitten. Dies ist genau die gleiche Reihenfolge, wie sie auch bei den S-Konfigurationen auftritt: S-LP-LP-S, dann S-S-LP-S und danach S-S-LP-SP. Ein wichtiger Schritt in einem guten Kompromiss zwischen Ionenrückfluss und σ(55Fe), scheinen zwei LP-GEMs an zweiter und dritter Stelle zu sein und weniger der Lochabstand der letzten GEM.
Die Druckabhängigkeit der Gasverstärkung hat einen großen Einfluss auf die Verstärkung und damit auf die Reproduzierbarkeit von Messungen. Bei einem Höhenunterschied von ca. 400 m ergibt sich eine Änderung der Verstärkung von ca. 35 %. Zusätzlich wird dieser Effekt von lokalen Wetterbedingungen überlagert. Der Einfluss des Luftdruckes kann jedoch mit dem Fit in Abbildung 43 berücksichtigt und damit herausgerechnet werden
BACKGROUND: Secukinumab, a fully human anti-interleukin-17A monoclonal antibody, has shown superior efficacy to etanercept with similar safety in moderate to severe plaque psoriasis (FIXTURE study).
OBJECTIVE: We sought to directly compare efficacy and safety of secukinumab versus ustekinumab.
METHODS: In this 52-week, double-blind study (NCT02074982), 676 subjects were randomized 1:1 to subcutaneous injection of secukinumab 300 mg or ustekinumab per label. Primary end point was 90% or more improvement from baseline Psoriasis Area and Severity Index (PASI) score (PASI 90) at week 16.
RESULTS: Secukinumab (79.0%) was superior to ustekinumab (57.6%) as assessed by PASI 90 response at week 16 (P < .0001). The 100% improvement from baseline PASI score at week 16 was also significantly greater with secukinumab (44.3%) than ustekinumab (28.4%) (P < .0001). The 75% or more improvement from baseline PASI score at week 4 was superior for secukinumab (50.0%) versus ustekinumab (20.6%) (P < .0001). Percentage of subjects with the Dermatology Life Quality Index score 0/1 (week 16) was significantly higher with secukinumab (71.9%) than ustekinumab (57.4%) (P < .0001). The safety profile of secukinumab was comparable with ustekinumab and consistent with pivotal phase III secukinumab studies.
LIMITATIONS: The study was not placebo-controlled and of short-term duration.
CONCLUSIONS: Secukinumab is superior to ustekinumab in clearing skin of subjects with moderate to severe psoriasis and improving health-related quality of life with a comparable safety profile over 16 weeks.
The Time Projection Chamber (TPC), a large gaseous detector, is the main particle identification device of the ALICE experiment at the CERN LHC. The desired performance of the TPC defines the requirements for the gas mixture used in the detector. The active volume was filled with either Ne-CO2 (90-10) or Ne-CO2-N2 (90-10-5) during the first LHC running period. For LHC Run 2 the gas mixture is changed to Ar-CO2. Calculations of relevant gas properties are performed for Ar-based gas mixtures and compared to Ne-based gas mixtures to identify the most suitable Ar mixture. The drift velocity of ions in Ar is lower than in Ne. The closing time of the gating grid has to be adjusted accordingly to avoid drift field distortions due to back-drifting ions. The drift times of ions in the TPC readout chambers are calculated for the respective gas mixtures to determine the time to collect all ions from the amplification region. For LHC Run 3 the TPC readout chambers will be upgraded. The Multiwire Proportional Chambers (MWPCs) will be replaced by readout chambers based on Gas Electron Multipliers (GEMs) which are operated in continuous mode. As a consequence an ion backflow of the order of 1% causes significant space-charge distortions in the TPC drift volume. Similar distortions are expected in data taken specifically for the study of space-charge effects at the end of Run 1. The gating grid of the MWPCs is operated in the open state allowing the ions from the amplification region to enter the drift volume. The magnitude of the distortions in this data is measured and compared to the expectations for the TPC upgrade and results from current simulations.
Im Laufe dieser Bachelor-Arbeit wurden verschiedene GEM-Anordnungen systematisch auf ihr IBF-Verhalten hin untersucht. Neben der Reproduktion zuvor durchgeführter Messungen wurden auch neue GEM-Kombinationen getestet. Insbesondere lag der Fokus darauf, eine Verbesserung des IBFs gegenüber des Baseline-Setups zu erzielen. Dabei kamen neben der bisher verwendeten S und LP Folien auch SP Folien zum Einsatz. Die Messungen brachten jedoch kein Ergebnis hervor, welches als Verbesserung gegenüber der Ausgangslage angesehen werden könnte. Da mit SP GEMs zuvor wenig gearbeitet wurde, war es unter anderem ein Ziel, zu untersuchen, wie sich die Verwendung dieser GEMs auf den IBF auswirkt. Insbesondere war die Frage zu klären, ob durch ihre Verwendung der IBF des Baseline-Setups
verbessert werden kann. Zum besseren Verständnis wurde ebenfalls eine Variante, S-S-LPS, untersucht. Für dieses Setup konnte durch die Verwendung einer SP Folie auf Position 4 eine Verbesserung des IBF bewirkt werden, für das Baseline-Setup jedoch nicht. Ein wesentliches Ergebnis dieser Bachelor-Arbeit war, dass das Alignment der GEMs, entgegen bisheriger Annahmen, eine große praktische Relevanz hat. Die relative Orientierung zweier aufeinander folgender GEMs gleichen Lochabstands zueinander hat einen großen Ein
uss auf die lokale Ionentransmission. Eine genauere Untersuchung hat ergeben, dass man dem entgegenwirken kann, indem man aufeinander folgende GEMs um 90° gedreht einbaut. Aufgrund der Geometrie der Folien verhindert man dadurch, dass sich die Löcher zweier Folien direkt ßber- bzw. untereinander anordnen. Ein solcher Aufbau konnte durch eine geringfügige Modifikation der Testkammer erreicht werden.
Mit diesem veränderten Aufbau wäre es nun das Ziel gewesen, alle bisherigen Messungen zu wiederholen und auf Reproduzierbarkeit hin zu überprüfen. Die Wiederholung einer Messreihe mit um 90° gedrehten GEMs hat im Rahmen der Fehlertoleranzen reproduzierbare
Ergebnisse geliefert. Aus zeitlichen Gründen war es jedoch im Rahmen dieserArbeit nicht möglich, eine vollständige Wiederholung aller Messungen durchzuführen. Dies wurde zu einem späteren Zeitpunkt von anderen Personen getan.
In the last couple of years the research on natural products concerning ecological questions has gained more and more interest. Especially natural products play an important role for the maintenance of symbiotic relationships.
Here we present the application of the “overlap extension PCR-yeast homologous recombination“(ExRec) to simplify the availability of natural products. We successfully cloned a 45 kb gene cluster and characterized two new peptides ambactin and xenolindicin from Xenorhabdus – the latter derived from a silent gene cluster. ExRec is a very efficient cloning technique and resembles a powerful method regarding the assembly of large gene clusters as well as the cloning from metagenomic libraries or RNA pools.
In addition, we discovered bacterial pyrrolizidine alkaloids from Xenorhabdus, referred to as pyrrolizixenamides. The gene cluster consisted of a NRPS and a hydroxylase encoding gene. Surprisingly, this gene cluster and its variations (type A to D) can be found throughout the bacterial kingdom which might indicate an essential function. While these substances are mainly known to play a role in the defense mechanism of plants, the function of the identified pyrrolizixenamides from Xenorhabdus yet remains unsolved.
Moreover, we firstly identified a phosphopantetheinyl transferase (PPTase) from the lichenized fungus of Evernia prunastri. The gene eppA encoding a Sfp-type PPTase was heterologously expressed in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae and functional characterized by indigoidine production and complementation of lys5, respectively. All represented results contribute to the elucidation of natural products and thereby to their role in nature with special regard to symbiotic associations.
HDAC inhibitors (HDACI), a new class of anticancer agents, induce apoptosis in many cancer entities. JNJ-26481585 is a second generation class І HDACI that displays improved efficacy in preclinical studies compared to the established HDACI SAHA (Vorinostat). Therefore, this study aims at evaluating the effects of JNJ-26481585 on human rhabdomyosarcoma (RMS) and at identifying novel synergistic interactions of JNJ-26481585 or the more common HDACI SAHA with different anticancer drugs in RMS cells. Indeed, we show that JNJ-26481585 and SAHA significantly increase chemotherapeutic drug-induced apoptosis in embryonal and alveolar RMS cell lines, when used in combination with chemotherapeutic agents (i.e. doxorubicin, etoposide, vincristine, and cyclophosphamide) which are currently used in the clinic for the treatment of RMS.
We demonstrate that JNJ-26481585 as single agent and in combination with doxorubicin induces apoptosis, which is characterized by activation of the caspase cascade, PARP cleavage, and DNA fragmentation. Induction of caspase-dependent apoptotic cell death is confirmed by the use of the broad-range caspase inhibitor zVAD.fmk, which significantly decreases both JNJ-26481585-triggered and combination treatment-mediated DNA fragmentation, and in addition completely abrogates loss of cell viability. Importantly, JNJ-26481585 significantly inhibits tumor growth in vivo in two preclinical RMS models, i.e. the chicken chorioallantoic membrane (CAM) model and a xenograft mouse model, supporting the notion that JNJ-26481585 hampers tumor maintenance. Also, in combination with doxorubicin JNJ-26481585 significantly reduces tumor growth in in vivo experiments using the CAM model.
Mechanistically, we identify that JNJ-26481585-induced apoptosis is mediated via the intrinsic apoptotic pathway, since we observe increased loss of mitochondrial membrane potential and activation of the proapoptotic Bcl-2 family members Bax and Bak. Interestingly, we find that JNJ-26481585 triggers induction of Bim, Bmf, Puma, and Noxa on mRNA level as well as on protein level, pointing to an altered transcription of BH3-only proteins as important event for the Bax/Bak-mediated loss of mitochondrial membrane potential as well as mitochondrial apoptosis induction upon JNJ-26481585 treatment. JNJ-26481585-initiated activation of Bax and Bak is not prevented with the addition of zVAD.fmk, suggesting that JNJ-26481585 first disrupts the mitochondria and subsequently activates the caspase cascade. When JNJ-26481585 is used in combination with doxorubicin, we observe not only an increase of proapoptotic Bcl-2 proteins, but also a decrease in the level of the antiapoptotic mitochondrial proteins Bcl-2, Mcl-1, and Bcl-xL. This indicates that Bax, Bak, Bim, and Noxa are crucial for JNJ-26481585-induced as well as JNJ/Dox treatment-induced apoptosis, since RNAi mediated silencing of Bax, Bak, Bim, and Noxa significantly impedes DNA fragmentation upon those treatments.
Furthermore, ectopic overexpression of Bcl-2 profoundly impairs both JNJ-26481585 and combination treatment-mediated apoptosis, abrogates caspase cleavage, and reduces activation of Bax and Bak, underlining the hypothesis that JNJ-26481585 initially targets the mitochondria and then activates caspases.
With the more commonly used HDACI SAHA we confirm the results obtained with the HDACI JNJ-26481585, since combination treatment with SAHA and doxorubicin also induces intrinsic apoptosis, which can be significantly diminished by zVAD.fmk or ectopic overexpression of Bcl-2. Treatment with SAHA and doxorubicin also affects expression levels of pro- and antiapoptotic mitochondrial proteins, thus shifting the balance towards the proapoptotic mitochondrial machinery, resulting in Bax/Bak activation, caspase activation, and subsequently apoptosis.
Taken together, we provide evidence that the HDACIs JNJ-26481585 and SAHA are promising therapeutic agents for the treatment of RMS and that combination regimens with HDACIs represent an efficient strategy to prime RMS cells for chemotherapy-induced apoptosis. These findings have important implications for mitochondrial apoptosis-targeted therapies of RMS.
In order to investigate the diversity of the western honeybee, Apis mellifera L., in West and Central Africa, a total of 204 colonies were sampled from 44 localities in four countries – Nigeria, Niger, Cameroon and Chad. 86 of these colonies, from 23 localities, were subjected to full morphometric analysis. In a principal component analysis (PCA) of the morphometric data, the colonies formed a single cluster. It also revealed that overall size of the body was the most important source of variation between the colonies. A hierarchical structure analysis, followed by a stepwise discriminant analysis, classified the colonies into three distinct morphoclusters; however, these clusters were not geographically demarcated. In another PCA carried out with the samples under investigation and reference samples of A. m. adansonii, A. m. jemenitica and A. m. scutellata, the colonies under investigation again formed one cluster which lying over and extended beyond the clusters of the reference subspecies. This is suggestive of a wider variation in size in the bees under investigation. In a stepwise DA, 94.2% of cross-validated grouped cases were correctly classified and the distances between group centroids were highly significant (p < 0.0005) according to F-statistic. 61 and 22 of the 83 colonies under investigation were assigned to A. m. jemenitica and A. m. adansonii, respectively. Mitochondrial DNA analysis was carried out on 148 colonies from 39 localities. Four mitochondrial haplotypes, previously reported from Africa and belonging to the African mitochondrial lineage, A, were detected: A1 (n = 62), A4 (n = 70), A4' (n = 15) and A14 (n = 1). The overall haplotype diversity was low (h = 0.478 ± S. E. 0.057). A chi-square test for association was conducted between haplotypes and type of vegetation, latitude, longitude, altitude, temperature and rainfall, severally. There was a statistically significant association between haplotype and each of the six variables and the association was strong with latitude, moderate with vegetation and rainfall and weak with the remaining variables. The neighbour-joining, maximum likelihood and maximum parsimony trees, obtained from sequence variation of the cytochrome b gene of mitochondrial DNA, showed that the samples, from the current study, unambiguously clustered with the reference sequences of A. m. scutellata from Kenya, but without showing further subdivision within this sub-Saharan cluster. 133 workers (one per colony) collected from 38 localities were subjected to microsatellite analysis. A total of 292 different alleles were recorded for the 15 microsatellite loci used. All microsatellite loci were polymorphic and the number of different alleles per locus ranged between 10, in locus At163, and 31, in locus A029. Heterozygosity (or gene diversity) was high in all loci. The unbiased expected heterozygosity, which is a better expression of gene diversity, was 0.861 ± S.E. 0.017. The overall FST value, which is a good estimate of genetic differentiation of populations, was very low: 0.007 ± S.E. 0.001 (0.001 - 0.014). AMOVA and Bayesian assignment showed no differentiation of the investigated populations. Based on morphometric analysis, the results of this study present the honeybees of western Africa as a single entity with an internal variation which lacks a geographical demarcation. Consequently the results do not support the splitting of the honeybees of the region into the two subspecies, A. m. adansonii and A. m. jemenitica, as reported in the literature. More morphometric, molecular, physiological and behavioural studies are required to confirm the taxonomic status of the honeybees of the region. Meanwhile, the use of A. m. adansonii, as the sole sub-specific name for the honeybees of West and Central Africa, is recommended.
The ability of hematopoietic stem cells (HSCs) to self-renew is a prerequisite for the establishment of definitive hematopoiesis and life-long blood regeneration. Here, we report the single-stranded DNA-binding transcriptional regulator far upstream element (FUSE)-binding protein 1 (FUBP1) as an essential factor of HSC self-renewal. Functional inactivation of FUBP1 in two different mouse models resulted in embryonic lethal anemia at around E15.5 caused by severely diminished HSCs. Fetal and adult HSCs lacking FUBP1 revealed an HSC-intrinsic defect in their maintenance, expansion, and long-term blood reconstitution, but could differentiate into all hematopoietic lineages. FUBP1-deficient adult HSCs exhibit significant transcriptional changes, including upregulation of the cell-cycle inhibitor p21 and the pro-apoptotic Noxa molecule. These changes caused an increase in generation time and death of HSCs as determined by video-microscopy-based tracking. Our data establish FUBP1 and its recognition of single-stranded genomic DNA as an important element in the transcriptional regulation of HSC self-renewal.
RUCAM (Roussel Uclaf Causality Assessment Method) or its previous synonym CIOMS (Council for International Organizations of Medical Sciences) is a well established tool in common use to quantitatively assess causality in cases of suspected drug induced liver injury (DILI) and herb induced liver injury (HILI). Historical background and the original work confirm the use of RUCAM as single term for future cases, dismissing now the term CIOMS for reasons of simplicity and clarity. RUCAM represents a structured, standardized, validated, and hepatotoxicity specific diagnostic approach that attributes scores to individual key items, providing final quantitative gradings of causality for each suspect drug/herb in a case report. Experts from Europe and the United States had previously established in consensus meetings the first criteria of RUCAM to meet the requirements of clinicians and practitioners in care for their patients with suspected DILI and HILI. RUCAM was completed by additional criteria and validated, assisting to establish the timely diagnosis with a high degree of certainty. In many countries and for more than two decades, physicians, regulatory agencies, case report authors, and pharmaceutical companies successfully applied RUCAM for suspected DILI and HILI. Their practical experience, emerging new data on DILI and HILI characteristics, and few ambiguous questions in domains such alcohol use and exclusions of non-drug causes led to the present update of RUCAM. The aim was to reduce interobserver and intraobserver variability, to provide accurately defined, objective core elements, and to simplify the handling of the items. We now present the update of the well accepted original RUCAM scale and recommend its use for clinical, regulatory, publication, and expert purposes to validly establish causality in cases of suspected DILI and HILI, facilitating a straightforward application and an internationally harmonized approach of causality assessment as a common basic tool.
G protein coupled receptors (GPCRs) constitute the largest family of cell-surface receptors in mammals and are key players in signal transduction. By responding to a plethora of extracellular stimuli ranging from photons to amines to fatty acids to peptides and proteins, these receptors trigger intracellular signalling cascades and regulate a variety of cellular responses. Approximately 800 genes in humans encode GPCRs which are classified according to sequence conservation into rhodopsin-like, glutamate, adhesion, frizzled/taste2 and secretin receptors. GPCRs share a seven transmembrane domain fold undergoing a conformational change upon ligand binding which is translated to the intracellular surface of the receptor thereby allowing a heterotrimeric G protein to couple. Heterotrimeric G proteins consist of a Ga, Gb and Gg subunit and dissociate into their Ga and Gbg entities upon activation by a GPCR. Subsequently, distinct signalling cascades are triggered by each G protein protomer.
Membrane proteins and GPCRs in particular, are highly important targets in drug design and development as currently approximately 60% of all marketed drugs target membrane proteins. Although these classes of proteins are of high therapeutic interest, our understanding of their mechanism of action and structure remains limited. The first structure of a human GPCR was determined in 2007 and required the development of protein engineering and innovative crystallisation techniques. Since then, approximately 130 GPCR structures of less than 40 individual receptors have been determined providing insights into the structural arrangement of the transmembrane helices, ligand binding pockets and G protein interactions. Combined with spectroscopic methods, these studies allowed a more detailed understanding of the molecular aspects of GPCR activation and signalling. Despite the tremendous advances in GPCR structural biology, certain aspects of GPCR function still remain poorly understood. Due to their size and inherent flexibility, the interaction of protein and peptide ligands with their receptors remains a challenging aspect in the structural characterisation of GPCRs. Moreover, structural information on subtype selectivity of peptide ligands continues to be scarce. To contribute functional and structural information on the molecular mechanisms of peptide interactions with GPCRs, this thesis focused on characterising receptors from the chemoattractant cluster using radioligand binding assays as well as NMR spectroscopy.
The chemoattractant cluster mainly groups the kinin, angiotensin, anaphylatoxin chemotactic complement and apelin receptors according to conserved residues in their ligand binding cavities. All receptors in this cluster bind to peptide ligands deriving from high molecular weight protein precursors upon proteolytic processing. Comparable to the conserved binding pocket of the chemoattractant receptors, the peptide ligands display a certain sequence conservation although they differ strongly in size. The largest ligands used in this thesis are the anaphylatoxins complement 3a and 5a, comprising 77 or 74 residues, respectively. Due to their size and complex fold involving three intramolecular disulphide bonds, solid phase synthesis is impossible, which prompted us to develop a modified cell-free expression system to produce these ligands in tritiated form for subsequent functional characterisation of the complement receptors. To demonstrate the versatility of the developed system, it was applied to another disulphidebond containing peptide ligand, the 21 amino acid endothelin-1. We describe a reliable and multifaceted tool to generate custom labelled peptide ligands for the structural and functional characterisation of GPCRs. The system allows the production of custom radioligands, peptides labelled for NMR studies or with fluorescent amino acids.
Apart from the modulation of GPCR activity by orthosteric ligands, GPCR signalling has long been described to be regulated by allosteric ligands including peptides, small molecules and ions. In this thesis, the influence of sodium ions on the activity state of the chemoattractant cluster receptors and in particular on the apelin, bradykinin 2 and angiotensin II type 1 receptors was examined. In recent high resolution crystal structures an allosteric sodium ion pocket beneath the orthosteric ligand binding cavity was identified and residues contributing to the coordination of sodium ions are conserved throughout the chemoattractant cluster receptors. This allosteric sodium ion coordinated within the transmembrane domain bundle has been described to negatively influence the affinity of agonists but not of antagonists. It was found that sodium ions have distinct influences on the affinity state as well as the available number of binding sites of the chemoattractant receptors. In case of the apelin and bradykinin 2 receptors, sodium ions drastically reduced the number of available binding sites whereas the affinity of peptide ligands to the bradykinin 2 receptors remained constant and the ligand binding affinities to the apelin receptor were completely abolished. In contrast, the angiotensin II type 1 receptor affinity state towards the endogenous peptide ligand angiotensin II is highly dependent on the presence of sodium ions, whereas binding of the synthetic peptide antagonist Sar1-Ile8-angiotensin II remained unaffected by the sodium ion concentration. As differential effects irrespective of the efficacy class but dependent on the amino acid composition of the applied ligands are observed, it can be concluded that electrostatic interactions between charged residues of the peptide ligands and amino acids on the extracellular surface of the receptors are influenced by sodium ions thereby adding another layer of complexity on GPCR signalling.
To elucidate the structure-function relationship of ligand selectivity between the kinin receptors, the structure of desArg10-kallidin (DAK) bound to the bradykinin 1 receptor was determined using solid state NMR (SSNMR) in the course of this thesis. The kinin peptides DAK and bradykinin bind with high affinity and high selectivity to either the bradykinin 1 or bradykinin 2 receptor, respectively. The binding pockets of the receptors are highly conserved and the two peptide ligands only differ in one amino acid at their N- and C-termini whereas the remaining eight amino acids are fully conserved. DAK adopts a U-shaped structure when bound to the bradykinin 1 receptor which resembles a horse shoe-like conformation. Using 2D TEDOR spectroscopy it could furthermore be demonstrated that positively charged residues at the N-terminal part of the peptide engage in ionic interactions with negatively charged amino acids on the extracellular surface of the bradykinin 1 receptor. In contrast, bradykinin displays a distinct b-turn at the C-terminus and an S-shaped conformation of the N-terminal segment when bound to the bradykinin 2 receptor. By using SSNMR to study the binding mode of DAK on the bradykinin 1 receptor we could determine that subtype selectivity between the kinin receptors is conferred by distinct conformational restraints within the peptide ligands and by the formation of specific ionic interaction between charged residues on the peptide and receptor, respectively.
In brief, this thesis contributes structural and functional data on the binding mechanisms and binding mode of different peptide-ligand GPCRs helping to understand subtype selectivity and allosteric modulation of the chemoattractant cluster receptors. In addition, a versatile cell-free expression system was developed that allows the custom synthesis of isotopically labelled peptides containing disulphide bonds for the functional characterisation of GPCRs.
The neural crest gives rise to the neurons and glial cells of the peripheral nervous system (PNS) (Bronner-Fraser and Fraser, 1989; Frank and Sanes, 1991). Self-renewing neural crest-derived stem cells (NCSCs) are present in migratory neural crest and various postmigratory locations, including peripheral ganglia (Duff et al., 1992; Morrison et al., 1999; Kruger er al., 2002). It is demonstrated that NCSCs from embryonic mouse dorsal root ganglia (DRG) are reprogrammed in neurosphere (NS) cultures in the presence of EGF and FGF. Reprogrammed NCSCs (rNCSCs) generate exclusively central nervous system (CNS) progeny, both in vitro and upon transplantation into the mouse brain (Binder et al., 2011). In this study the timing and mechanisms underlying the reprogramming were addressed. Most of the cells acquire CNS characteristics at passage 2, reaching a stable proportion of >90% of Olig2-positive cells at passage 3, which is maintained at least up to passage 10. The PNS marker p75 is completely lacking from passage 3 onwards. Furthermore, it was shown that the reprogramming does not involve a transient pluripotency state. This suggests a direct reprogramming of NCSCs to cells with CNS identity. The reprogramming leads to a stable CNS identity as shown by delayed BMP4 application. This result is in agreement with the previous observation that rNCSCs only generate CNS progeny, in particular mature myelinating oligodendrocytes, upon transplantation into embryonic, postnatal and lesioned adult mouse brains (Binder et al., 2011). Genome wide gene expression profiles of rNCSC NS demonstrates already in culture a complete switch to a (spinal cord stem cell) SCSC CNS identity. These results demonstrate a complete reprogramming of PNS progenitors to CNS identity without genetic modification and imply PNS cells as a source for stem cell-based CNS therapy.
The reprogramming of NCSCs is completely blocked in the presence of BMP4 in NS cultures, as shown by the expression of neural crest markers p75 and Sox10. In addition, BMP4 NCSCs generate PNS neurons (Tuj1/Phox2b- and Peripherin/Tuj1-coexpressing cells) and Schwann cells (O4/p75-coexpressing cells). Genome wide gene expression profiles of BMP NCSCs demonstrate that BMP NCSCs express genes at high levels which are characteristic for neural crest/neural crest derivatives, mesenchymal derivatives of neural crest and perivascular pericytes/MSCs. On the other hand CNS marker genes are restricted to rNCSCs and are only expressed at background or undetectable levels in BMP NCSCs. These findings imply that the CNS versus PNS identity is controlled by antagonistic functions of FGF and BMP4.
The use of rNCSCs for cell therapies requires an accessible source of these cells in the adult organism. Since the DRG is not an easily approachable tissue source, the adult mouse palate, containing NCSCs, was chosen. These results suggest that pNCSCs arise from Sox10-positive neural crest-derived stem cells, that downregulate PNS marker gene expression, such as Sox10 and p75, in NS culture. Contrary to rNCSCs, CNS marker upregulation was not observed. Notably, genome wide gene expression profiles of pNCSCs demonstrate an enrichment of genes expressed by mesenchymal derivatives and perivascular pericytes/mesenchymal stem cells. Since the cranial crest gives rise, besides PNS neural progeny and melanocytes, to mesenchymal derivatives, the results demonstrate that pNCSCs have a restricted developmental potential in comparison to rNCSCs and acquire mostly normal fates of the cranial neural crest.
Taken together, the results demonstrate that rNCSCs acquire a SCSC identity in the presence of EGF and FGF and that the reprogramming can be efficiently blocked by BMP4. On the other hand, NCSCs derived from adult palate rather acquire mesenchymal fates and do not acquire a CNS identity under the conditions used.
Die 5-Lipoxygenase (5-LOX) stellt den Startpunkt des Leukotrienstoffwechsels dar, da sie Arachidonsäure (AA) über die 5(S)-Hydroperoxy-6-trans-8,11,14-cis-eicosatetraensäure (5-HpETE) in Leukotrien A4 (LTA4) umwandelt. 5-HpETE kann zum korrespondierenden Alkohol 5(S)-Hydroxy-6-trans-8,11,14-cis-eicosatetraensäure (5-HETE) reduziert werden. LTA4 dient als Zwischenprodukt für die Synthese von LTB4 und den Cysteinyl-gebundenden LTs LTC4, LTD4 und LTE4. LTs nehmen eine wichtige Funktion in der Immunabwehr ein, sind jedoch auch an einer Vielzahl von Krankheitsgeschehen wie z. B. Asthma bronchiale, Atherosklerose und einiger Tumorarten beteiligt. Die 5-LOX teilt sich in zwei Domänen auf: der reglatorischen, N-terminalen Domäne und der katalytischen, C-terminalen Domäne. Ihre Aktivität unterliegt einer komplexen allosterischen Regulation und kinetischen Besonderheiten wie einer Substratinhibition. In vielen Fällen ist die regulatorische PLAT-(Polycystin-1, Lipoxygenase, alpha-Toxin)-Domäne involviert. Sie ist essentiell an der Bindung von Calcium, Membranen und weiterer Faktoren wie dem Coactosin-like protein (CLP) und Dicer beteiligt. Auch eine zweite Bindungsstelle für das Substrat oder einen seiner Metaboliten wird dort vermutet. Letztlich bleibt jedoch die Regulation der 5-LOX-Aktivität durch die PLAT-Domäne unzureichend geklärt. Diese Tatsache und die fortwährende Suche nach neuen Ansatzpunkten für die 5-LOX-Inhibition bilden den Hintergrund, vor dem diese Arbeit angefertigt wurde.
Das Ziel lag in der Entwicklung einer stabilen, isolierten PLAT-Domäne und deren Charakterisierung. Es stellte sich jedoch heraus, dass sich die isolierte Domäne durch eine hohe thermische Instabilität und starke Aggregationsneigung auszeichnet. Mittels Mutationsstudien auf Basis der 5-LOX AS 1-115, verbunden mit Gelfiltrationsläufen zur Analyse der Proteinaggregation, wurde schließlich ein Konstrukt entwickelt, das in Konzentrationen < 0,5 mg/ml als Monomer vorlag: die sogenannte PLAT1-115 W75G. Ein Austausch des W75 in Glycin erhöhte ebenfalls die thermische Stabilität, so dass Versuche bei 20°C durchgeführt werden konnten. Zunächst wurden jedoch die grundlegenden Eigenschaften der Mutante untersucht. Dies umfasste die Beantwortung der Frage, ob auch die PLAT1-115 W75G Calcium bindet, sowie die Aufnahme eines Circulardichroismus-(CD)-Spektrums. Der erste Aspekt konnte mit mehreren Methoden bestätigt werden. Eine Calciumzugabe zum Laufpuffer 20 mM MOPS, 50 mM KCl pH 7,4 erhöhte konzentrationsabhängig das Elutionsvolumen der PLAT1-115 W75G auf der analytischen Gelfiltrationssäule – vermutlich durch den bekannten Einfluss von Calcium auf die Hydrophobizität der PLAT-Domäne. Zusätzlich wurde die Interaktion durch differential scanning fluorimetry (DSF) und Oberflächen-Plasmonen-Resonanz-Spektroskopie (SPR) nachgewiesen. Allerdings gelang aus verschiedenen Gründen keine Quantifizierung der Bindungsaffinität. Das CD-Spektrum bestätigte die Struktur der PLAT-Domäne als sogenanntes all-beta_protein und ermöglichte die Einordnung der PLAT1-115 W75G in die Gruppe der betaII-Proteine.
Ein weiterer Fokus dieser Arbeit lag auf der vermuteten allosterischen Fettsäurebindungsstelle in der PLAT-Domäne. Es wurde versucht, die Interaktion mittels SPR nachzuweisen. Zur Vorbereitung wurde im 5-LOX-Aktivitätstest und im DSF an der isolierten Domäne ein Detergens bestimmt, das einen möglichst geringen Einfluss auf das Protein ausübt. Dabei zeigte Octyl-beta-D-glucopyranosid (beta-OG) das vorteilhafteste Profil. Auf dieser Basis wurde die kritische Mizellbildungs-Konzentration (CMC) der AA und einiger HETEs in beta-OG-haltigen Puffern bestimmt. Die SPR-Studien ergaben jedoch keine reproduzierbaren Ergebnisse. In einem weiteren Schritt wurden die Substrathemmung des Gesamtproteins 5-LOX und der Einfluss von Calcium charakterisiert. Sowohl in Gegenwart von ~ 1 mM freiem Calcium als auch von 1 mM EDTA lag mit 20 µM AA die höchste Produktbildung nach 10-minütiger Reaktion vor. Das Detergens Tween20 (T20) hob in einer Konzentration unter seiner CMC (0,001 % m/V) in Anwesenheit von Calcium die Inhibition auf. Ohne Calcium zeigte sich auch in Gegenwart von T20 die bekannte Substratinhibition der 5-LOX einschließlich ihrer Maximalaktivität bei 20 µM AA. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Calcium eine Bindung der 5-LOX an eventuell vorhandene, negativ geladene Vesikel aus AA und Detergens vermitteln und dadurch die Substratinhibition aufheben kann. In Fällen, in denen die Substratinhibition vor dem Erreichen der AA-CMC auftritt, hat Calcium folglich keinen Einfluss.
Zuletzt wurde die Interaktion der PLAT1–115 W75G mit CLP und einem C-terminalen Fragment von Dicer untersucht. Im Crosslinking ließ sich nicht auf eine Interaktion der isolierten PLAT-Domäne mit CLP schließen. Dagegen ergaben Diamid-Crosslinking-Studien, dass die isolierte PLAT-Domäne in der Lage ist, das Dicer-Fragment zu binden. Dieses Ergebnis wurde im SPR bestätigt.
Acute myeloid leukemia is a hematopoietic stem cell disorder and a type of acute leukemia which is characterized by clonal proliferation of myeloid precursors with a reduced capacity to differentiate into more mature cellular elements. Clinically AML is characterized by a high degree of heterogeneity with respect to chromosome abnormalities, gene mutations, and changes in expression of multiple genes and microRNAs. Cytogenetic abnormalities can be detected in approximately 50% to 60% of newly diagnosed AML patients. Majority of AML cases are associated with chromosomal aberrations, more specifically translocations that often result in gene arrangements and expression of aberrant fusion proteins. This study was carried out with two fusion proteins: PML/RARα and DEK/CAN which results from the translocations t(15;17) and t (6,9) respectively. PML/RARα is the most common translocation (97%) and the main driver in Acute Promyelocytic Leukemia (APL), a wellcharacterized and well treatable subtype of AML. In contrast, DEK/CAN occurs in 1-5% of AML, associated with poor prognosis and defines a high risk group in AML. The expression of PML/RARα results in a fusion protein that acts as a transcriptional repressor by interfering with gene expression programs involved in differentiation, apoptosis, and selfrenewal. Current therapy focused on the targeting of PML/RARα fusion protien. Success has been achieved by using either ATRA, anthracyclines and Arsenic trioxide or their combinations. These agents induce differentiation in PML/RARα positive AML and hence called differentiation therapy. In comparison with ATRA, ATO and anthracyclines are poor cellular differentiation agents. Despite early promise, several studies have reported that differentiation therapy is unable to target/eradicate leukemic stem cells or eradicate the disease. Therefore current therapeutic focus is to eliminate leukemic stem cells and achieve complete molecular remission not only in APL but also in acute lymphoblastic leukemia and chronic myeloid leukemia as well. Key enzymes of the eicosanoid pathways in the arachidonic acid metabolism, such as COX1/2 as well as the 5-LO have been shown to be good targets for leukemic stem cell therapy approach in AML by interfering with the Wntsignaling which is known to be indispensable for the pathogenesis of AML. Recently it was reported that the third eicosanoid pathway based on the cytochrome P450 (CYP) enzymes interferes with Wnt-signaling as well as with the proliferation and mobilization of hematopoietic stem cells...
Different types of altruistic behavior, namely help-giving, altruistic punishment, and moral courage, are identifiable and distinguishable in the literature, but little is known how they relate to each other. This is significant because understanding altruism and other-regarding behavior is important in the attempt to solve global problems of overpopulation and depletion of natural resources. Understanding the helping forms of altruism (help-giving and sharing) can be helpful, for example, when designing donation collections or recruiting volunteers. Understanding the punitive forms of altruism (moral courage and altruistic punishment) gives valuable insight on individuals participating in campaigns where there is a need to take action, for example, against polluters or governments that violate human rights. The empirical evidence presented in this dissertation demonstrate individual and cultural differences in help-giving, altruistic punishment, and morally courageous behavior. The willingness to engage in the three types of altruistic behaviors relate differently to subjectively preferred thinking style and to personality traits, both in real-life and on the Internet. The divergencies are observable between Eastern (Indian) and Western (German) cultures, where the overlap of oneself and other individuals is experienced in different levels.
The planned Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) at GSI has to cope with a wide range of beam intensities in its high-energy beam transport systems and in the storage rings. To meet the requirements of a non-intercepting intensity measurement down to nA range, it is planned to install a number of Cryogenic Current Comparator (CCC) units at different locations in the FAIR beamlines. In this work, the first CCC system for intensity measurement of heavy ion beams, which was developed at GSI, was re-commissioned and upgraded to be used as a 'GSI - CCC prototype' for extensive optimization and development of an improved CCC for FAIR. After installation of a new SQUID sensor and related electronics, as well as implementation of improved data acquisition components, successful beam current measurements were performed at a SIS18 extraction line. The measured intensity values were compared with those of a Secondary Electron Monitor (SEM). Furthermore, the spill-structure of a slowly extracted beam was measured and analyzed, investigating its improvement due to bunching during the slow-extraction process. Due to the extreme sensitivity of the superconducting sensor, the determined intensity values as well as the adjustment of the system for optimal performance are strongly influenced by the numerous noise sources of the accelerators environment. For this reason, detailed studies of different effects caused by noise have been carried out, which are presented together with proposals to reduce them. Similarly, studies were performed to increase the dynamic range and overcome slew rate limitations, the results of which are illustrated and discussed as well. By combining the various optimizations and characterizations of the GSI CCC prototype with the experiences made during beam operation, criteria for a more efficient CCC System could be worked out, which are presented in this work. The details of this new design are worked out with respect to the corresponding boundary conditions at FAIR. Larger beam tube diameters, higher radiation resistivity and UHV requirements are of particular importance for the cryostat. At the same time these parameters affect the CCC superconducting magnetic shielding, which again has significant influence on the current resolution of the system. In order to investigate the influence of the geometry of the superconducting magnetic shield on different magnetic field components and to optimize the attenuation, FEM simulations have been performed. Based on the results of these calculations, modifications of the shield geometry for optimum damping behavior are proposed and discussed in the thesis.