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Research on the human and animal microbiome has become increasingly important in recent years. It is now widely accepted the gut microbiome is of crucial importance to health, as it is involved in a large number of physiological processes. The term ‘microbiome’ refers to the all living microorganisms including their genes and metabolites in a defined environment, while the specific composition of microorganisms consisting of bacteria, archaea and protozoa is referred to as the ‘microbiota’ (Lane-Petter, 1962; Lederberg and McCray, 2001).
In recent years, research has focused on various of these communities in the soil (Fierer, 2017), water (Sunagawa et al., 2015), air (Leung et al., 2014) and especially in the human gut. However, this topic is also becoming increasingly relevant for the conservation of endangered species. In the face of global mass extinctions and the listing of over 42,000 animal species as ‘critically endangered’, conservation breeding programmes are more important than ever (Díaz et al., 2019; IUCN, 2022). The responsibility for these tasks lies with zoological institutions, which are dedicated to animal conservation and the continuous monitoring of animal welfare. Microbiome research offers a non-invasive method to support species conservation. By analysing faecal samples, microbial markers can be identified that provide important information about the health status and reproductive cycle of animals (Weingrill et al., 2004; Antwis et al., 2019). Zoological facilities also provide an ideal research environment for comparing individuals from different habitats. In addition, all necessary metadata such as age, sex, kinship or medical treatment are documented and can be used for the analysis.
This is the starting point for this thesis. In order to identify such microbial markers, it is necessary to understand the microbiome of a variety of animal species. The first aim is therefore to characterise the faecal microbiota of 31 mammalian species, focusing on herbivores and carnivores. It could be shown that they differ significantly in terms of both microbial diversity and microbiota composition. Herbivorous species express a very diverse microbial composition, consisting mainly of cellulose-degrading taxa of the families Fibrobacteraceae or Spirochaetaceae. In contrast, the microbiota of carnivorous species is less diverse and is dominated by protein-degrading Fusobacteriaceae and Clostridiaceae. In addition, this thesis proves that the microbiota of herbivorous species is highly consistent, whereas the microbiota of carnivorous species is highly variable. The results of this study provide important insights for the sampling scheme of future projects. Especially when analysing carnivorous species, single samples are not sufficient to capture the full variability of the microbiome.
These results lead to the question of whether this variability can be explained by daily fluctuations in the individual microbiome and whether this can be used to distinguish between species or individuals. Using individual longitudinal data and a combined approach of clustering algorithms and dynamic time warping, it is shown that such a distinction is possible at the species and individual level. This was confirmed for both a carnivorous (Panthera tigris) and a herbivorous (Connochaetes taurinus) species. These results confirm the influence of the host individual on the faecal microbiota, in addition to the often described influence of diet (Ley et al., 2008a; Kartzinel et al., 2019).
Based on the knowledge gained from these studies, a methodology has been developed that will enable the conservation of species in the field to be supported by microbiome research in the future. The focus here lays on the identification of host-specific metadata based on the faecal microbiota. The developed regression model is able to distinguish between carnivorous, herbivorous and omnivorous hosts with up to 99% accuracy. In addition, a more accurate phylogenetic classification of the family (Canidae, Felidae, Ursidae, Herpestidae) can be made for carnivorous hosts. For herbivorous hosts, the model can predict the respective digestive system with up to 100% accuracy, distinguishing between ruminants, hindgut fermenters and a simple digestive system. The acquisition of host-specific metadata from an unknown faecal sample is an important step towards establishing microbiome research in species conservation. Field studies in particular will benefit from such new methods. Usually, costly microsatellite analysis and high-quality host DNA are required to obtain host-specific information from faecal samples. The newly developed method offers a less costly and labour-intensive alternative to conventional techniques and opens up a more accessible field for microbiome research in the field.
Als ein Genre, welches Zukunftsvisionen entwirft, bietet Science Fiction eine alternative Welt zu der unseren, in welcher binäre Denkstrukturen stereotype Bilder prägen. So imaginiert Ursula K. Le Guins Roman "The Left Hand of Darkness" (1969) eine androgyne Gesellschaft. Und sowohl Vandana Singhs Erzählung "Of Love and Other Monsters" (2007) als auch Nnedi Okorafors Roman "Lagoon" (2014) erschaffen eine form- und geschlechtswandelnde Spezies von Außerirdischen. Den Erzählungen gelingt es, neue Welten zu entwerfen, die fluide Identitäten reflektieren. Sie geben Anlass dazu, die binären Denkstrukturen unserer Gesellschaft zu hinterfragen und alternative Gesellschaftsformen zu denken. Sie geben außerdem einen Hinweis darauf, in welcher Weise sich der Umgang mit binären Denkstrukturen seit der Veröffentlichung von "The Left Hand of Darkness" entwickelt hat und inwiefern es innerhalb der Literatur und unserer Gesellschaft möglich ist, diese zu transformieren.
Der Hirntumor Glioblastom (GBM) ist aufgrund seines infiltrativen Wachstums, der hohen intra- und intertumoralen Heterogenität, der hohen Therapieresistenz als auch aufgrund der sogenannten gliomartigen Stammzellen sehr schwer zu behandeln und führt fast immer zu Rezidiven. Da es in den letzten Jahrzehnten kaum Fortschritte in der Behandlung des GBMs gab, bis auf die Therapie mit Tumortherapiefeldern, wird weiterhin nach alternativen Zelltodtherapien geforscht, wie zum Beispiel dem Autophagie-abhängigen Zelltod. Der Autophagie-abhängige Zelltod ist durch einen erhöhten autophagischen Flux gekennzeichnet und obwohl die Autophagie, als auch selektive Formen wie die Lysophagie und Mitophagie, normalerweise als überlebensfördernde Mechanismen gelten, konnten viele Studien eine duale Rolle in der Tumorentstehung, -progression und -behandlung aufzeigen, die vor allem vom Tumortyp und stadium abhängt. Um die zugrunde liegenden Mechanismen des durch Medikamente induzierten Autophagie-abhängigen Zelltods im GBM weiter zu entschlüsseln, habe ich in meiner Dissertation verschiedene Substanzen untersucht, die einen Autophagie-abhängigen Zelltod induzieren.
In einer zuvor in unserem Labor durchgeführten Studie konnte gezeigt werden, dass das Antipsychotikum Pimozid (PIMO) und der Opioidrezeptor-Antagonist Loperamid (LOP) einen Autophagie-abhängigen Zelltod in GBM Zellen induzieren können. Darauf aufbauend habe ich die Fähigkeit zur Induktion des Autophagie-abhängigen Zelltods in weiteren Zellmodellen validiert. Dies bestätigte einen erhöhten autophagischen Flux nach PIMO und LOP Behandlung, während der Zelltod als auch der autophagische Flux in Autophagie-defizienten Zellen reduziert war. In weiteren Versuchen konnte ich die Involvierung der LC3-assoziierten Phagozytose (LAP), ein Signalweg der auf die Funktion einiger autophagischer Proteine angewiesen ist, ausschließen. Weiterhin konnte ich eine massive Störung des Cholesterin- und Lipidstoffwechsels beobachten. Unter anderem akkumulierte Cholesterin in den Lysosomen gefolgt von massiven Schäden des lysosomalen Kompartiments und der Permeabiliserung der lysosomalen Membran. Dies trug einerseits zur Aktivierung überlebensfördernder Lysophagie als auch der Zell-schädigenden „Bulk“-Autophagie bei. Letztendlich konnte aber die erhöhte Lysophagie die Zellen nicht vor dem Zelltod retten und die Zellen starben einen Autophagie-abhängigen lysosomalen Zelltod. Da die Eignung von LOP als Therapie für das GBM aufgrund der fehlenden Blut-Hirn-Schranken Permeabilität und von dem Antipsychotikum PIMO aufgrund teils schwerer Nebenwirkungen eingeschränkt ist, habe ich mich im weiteren Verlauf meiner Dissertation mit einer Substanz mit einem anderen Wirkmechanismus beschäftigt.
Der Eisenchelator und oxidative Phosphorylierungs (OXPHOS) Inhibitor VLX600 wurde zuvor berichtet mitochondriale Dysfunktion und Zelltod in Kolonkarzinomzellen zu induzieren. Allerdings hat meines Wissens nach bisher noch keine Studie die therapeutische Eignung von VLX600 für das GBM untersucht. Hier zeige ich eine neuartige Autophagie-abhängige Zelltod-induzierende Fähigkeit von VLX600 für GBM Zellen, da der Zelltod signifikant in Autophagie-defizienten Zellen aber nicht durch Caspase-Inhibitoren gehemmt wurde und der autophagische Flux erhöht war. Darüber hinaus konnte ich die Hemmung der OXPHOS und die Induktion von mitochondrialem Stress in GBM Zellen bestätigen und weiterhin aufzeigen, dass VLX600 nicht nur die mitochondriale Homöostase stört, sondern auch zu einer BNIP3-BNIP3L-abhängigen Mitophagie führt, die wahrscheinlich durch HIF1A reguliert wird aber keinen erkennbaren Nettoeffekt auf den von VLX600 induzierten Zelltod hat. Demnach induziert VLX600 letale „Bulk“-Autophagie in den hier verwendeten Zellmodellen. Darüber hinaus konnte ich zeigen, dass die Eisenchelatierung durch VLX600 eine große Rolle für den von VLX600-induzierten Zelltod spielt aber auch für die Mitophagie Induktion, Histon Lysin Methylierung und den ribosomalen Stress. Letztendlich ist es wahrscheinlich ein Zusammenspiel all dieser Faktoren, die zur Zelltodinduktion durch VLX600 führen und interessanterweise werden Eisenchelatoren bereits in präklinischen und klinischen Studien für Krebstherapien untersucht. Dabei könnten gewisse metabolische Eigenschaften verschiedener Tumorzellen die Sensitivität von Wirkstoffen, die auf den Metabolismus wirken wie VLX600, beeinflussen was in zukünftigen Studien beachtet werden sollte um den bestmöglichsten Therapieerfolg zu erzielen. Zusammenfassend unterstützt meine Dissertation die duale Rolle der Autophagie, die stark vom jeweiligen Kontext abhängt und befürwortet die weitere Forschung von Substanzen, die einen Autophagie-abhängigen Zelltod induzieren, für das GBM.
Der aus Ungarn stammende israelische Satiriker Ephraim Kishon (1924–2005) gilt als ‚Versöhnungsfigur‘ zwischen Deutschen und Jüdinnen und Juden im bundesdeutschen Nachkriegsdiskurs. Seine „israelischen Satiren“ erfreuten sich in der freien Übertragung durch Friedrich Torberg vor allem in den 1960er bis 1990er Jahren enormer Beliebtheit. Dabei wurde zunächst verdrängt, dass Kishon selbst Überlebender der Schoah war und seinen Humor als Überlebensstrategie entwickelt hatte. Bisher wurde die Bedeutung der Schoah für Kishons Schreiben nur unzureichend berücksichtigt.
Birgit M. Körner beleuchtet das Phänomen von Kishons Erfolg in der Bundesrepublik nun von drei Seiten: von der Seite des Autors und Schoah-Überlebenden Kishon, von der Seite des Mitschöpfers und Übersetzers Friedrich Torberg und von der Seite der Rezeption durch ein postnationalsozialistisches deutschsprachiges Publikum.
Im Fokus steht zunächst die Rekonstruktion von Kishons Verfolgungs- und Überlebenserfahrung anhand bisher unbekannter Akten und der Nachweis, dass sich deren Spuren in Kishons Satiren finden lassen. Kishon und Torberg konstruieren einen „israelischen Humor“, der maßgeblich auf den europäischen jüdischen Humortraditionen – dem ostjüdischen Witz und der jüdischen Tradition des literarischen Sarkasmus – sowie auf Kishons Schoah-Überleben basiert. Deutlich wird dabei Torbergs Tendenz, das deutschsprachige Publikum zu ‚schonen‘ und explizite Stellen zu streichen, u.a. um eine positive Haltung zu Israel zu fördern. Kishon selbst stand seiner Rolle als ‚Versöhnungsfigur‘ für ein westdeutsches Publikum durchaus ambivalent gegenüber.
The strong force is one of the four fundamental interactions, and the theory of it is called Quantum Chromodynamics (QCD). A many-body system of strongly interacting particles (QCD matter) can exist in different phases depending on temperature (T) and baryonic chemical potential (µB). The phases and transitions between them can be visualized as µB−T phase diagram. Extraction of the properties of the QCD matter, such as compressibility, viscosity and various susceptibilities, and its Equation of State (EoS) is an important aspect of the QCD matter study. In the region of near-zero baryonic chemical potential and low temperatures the QCD matter degrees of freedom are hadrons, in which quarks and gluons are confined, while at higher temperatures partonic (quarks and gluons) degrees of freedom dominate. This partonic (deconfined) state is called quark-gluon plasma (QGP) and is intensively studied at CERN and BNL. According to lattice QCD calculations at µB=0 the transition to QGP is smooth (cross-over) and takes place at T≈156 MeV. The region of the QCD phase diagram, where matter is compressed to densities of a few times normal nuclear density (µB of several hundreds MeV), is not accessible for the current lattice QCD calculations, and is a subject of intensive research. Some phenomenological models predict a first order phase transition between hadronic and partonic phases in the region of T≲100 MeV and µB≳500 MeV. Search for signs of a possible phase transition and a critical point or clarifying whether the smooth cross-over is continuing in this region are the main goals of the near future explorations of the QCD phase diagram.
In the laboratory a scan of the QCD phase diagram can be performed via heavy-ion collisions. The region of the QCD phase diagram at T≳150 MeV and µB≈0 is accessible in collisions at LHC energies (√sNN of several TeV), while the region of T≲100 MeV and µB≳500 MeV can be studied with collisions at √sNN of a few GeV. The QCD matter created in the overlap region of colliding nuclei (fireball) is rapidly expanding during the collision evolution. In the fireball there are strong temperature and pressure gradients, extreme electromagnetic fields and an exchange of angular momentum and spin between the system constituents. These effects result in various collective phenomena. Pressure gradients and the scattering of particles, together with the initial spatial anisotropy of the density distribution in the fireball, form an anisotropic flow - a momentum (azimuthal) anisotropy in the emission of produced particles. The correlation of particle spin with the angular momentum of colliding nuclei leads to a global polarization of particles. A strong initial magnetic field in the fireball results in a charge dependence and particle-antiparticle difference of flow and polarization.
Anisotropic flow is quantified by the coefficients vₙ from a Fourier decomposition of the azimuthal angle distribution of emitted particles relative to the reaction plane spanned by beam axis and impact parameter direction. The first harmonic coefficient v₁ quantifies the directed flow - preferential particle emission either along or opposite to the impact parameter direction. The v₁ is driven by pressure gradients in the fireball and thus probes the compressibility of the QCD matter. The change of the sign of v₁ at √sNN of several GeV is attributed to a softening of the EoS during the expansion, and thus can be an evidence of the first order phase transition. The global polarization coefficient PH is an average value of the hyperon’s spin projection on the direction of the angular momentum of the colliding system. It probes the dynamics of the QCD matter, such as vorticity, and can shed light on the mechanism of orbital momentum transfer into the spin of produced particles.
In collisions at √sNN of several GeV, which probe the region of the QCD phase diagram at T≲100 MeV and µB≳500 MeV, hadron production is dominated by u and d quarks. Hadrons with strange quarks are produced near the threshold, what makes their yields and dynamics sensitive to the density of the fireball. Thus measurement of flow and polarization, in particular of (multi-)strange particles, provides experimental constraints on the EoS, that allows to extract transport coefficients of the QCD matter from comparison of data with theoretical model calculations of heavy-ion collisions.
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In der Welt der wilden Kerle : eine populäre Serie im Zeichen des russisch-ukrainischen Krieges
(2024)
Zum Jahreswechsel 2023/2024 gelang einer russischen Fernsehserie, was während Russlands Krieg gegen die Ukraine eigentlich unvorstellbar scheint: Innerhalb weniger Tage entwickelte sich "Ehrenwort eines Kerls. Blut auf dem Asphalt" ("Slowo pazana. Krow na asfalte", 2023) beiderseits der Schützengräben zur populärsten Serie des Jahres. Die Zuschauer- und Klickzahlen erreichten Rekordhöhen und der Titelsong "Pyjala" (dt. 'Glas') der tatarischen Band Aigel schaffte es an die Spitze diverser Hitparaden in beiden Ländern. In der Russischen Föderation war die Serie zwar mit der Altersgrenze "18+" versehen und nur bei den privaten Streamingdiensten Wink und START zu sehen. Doch schon während der Ausstrahlung der acht Folgen der ersten Staffel vom 9. November bis 21. Dezember 2023 verbreitete die Serie sich blitzschnell über Telegram und andere digitale Kanäle. Sätze wie "Kerle entschuldigen sich nicht" oder "Denk dran, du bist jetzt ein Kerl, du bist jetzt auf der Straße, und ringsherum sind Feinde" wurden zu geflügelten Worten. Pädagogen und Politikerinnen schlugen Alarm, als in der Presse Berichte auftauchten, die von durch die Serie inspirierten Schlägereien berichteten, und zwar sowohl in Russland als auch in der Ukraine. Bevor die letzten Folgen überhaupt ausgestrahlt worden waren, gab es auf "Ehrenwort eines Kerls" bereits in beiden Ländern ein breites Medienecho, wobei die Kritiken kontrovers ausfielen und von enthusiastischer Begeisterung bis zu hellem Entsetzen und kategorischer Ablehnung reichten. In der Ukraine kreiste die Diskussion vor allem um die Frage, ob die Fernsehserie allein schon deshalb gefährliche Kriegspropaganda sei, weil sie aus dem Feindesland kommt. In Russland erregte die vermeintliche Romantisierung der Verbrecherwelt Anstoß. Manche Kritiker deuteten die Serie aber auch als subversiven Zerrspiegel der militärischen Aggression. Was war das aber für ein populärkulturelles Werk, das für so viel Aufmerksamkeit und Aufregung sorgte?
Heutige Diskussionen um 'Artistic Research' oder 'Investigative Aesthetics' reaktivieren die alte Frage nach den Wissens- und Erkenntnisdimensionen von künstlerischer Praxis. Auch in parallel entstehenden literarischen Texten kommt es zu verstärkten Auseinandersetzungen mit Praktiken und Begriffen außerliterarischer Wissensfelder wie den Medien, dem Recht oder den Wissenschaften. Ebenso lassen sich erhöhte Ansprüche ausmachen, mit dem eigenen literarischen Schreiben eine Art Wissen zu erzeugen. Der Beitrag stellt dies beispielhaft an deutschsprachigen Texten zum Jugoslawien-Krieg in den 1990er Jahren dar und diskutiert die literarische Hinwendung zu Formen des Wissens und Ermittelns als ein den forschenden oder investigativen Künsten verwandtes Phänomen.
Lange hat sich die Feststellung von Subjekten auf den menschlichen Körper gerichtet, auf dessen Spur, besonderes Merkmal, Fingerabdruck oder DNA-Profil. Derweil verliert sich dieser indexikalische Zusammenhang in digitalen Erkennungsverfahren, einerseits indem sie nicht länger ein Indiz auf einen unverwechselbaren Körper beziehen, sondern dessen Bild nunmehr mit den Pixel-Verteilungen in tausenden anderen Bilddateien abgleichen, andererseits weil sie, noch vor der Identifizierung einer Person, überhaupt erst einen "Körper" als solchen registrieren müssen. Damit aber verschieben sich all jene subversiven Praktiken, die den Menschen der Detektion zu entziehen trachten: Statt bloßer Maskierung gilt es jetzt, den Körper selbst zu tilgen - durch technische Verwischungen, Oberflächenmodulationen oder Bewegungsmuster außerhalb der KI-Trainingsraster. Derlei Strategien des Entzugs werden in der zeitgenössischen Videokunst erprobt, etwa in Hito Steyerls "How Not to Be Seen" oder Liam Youngs "Choreographic Camouflage". Damit stellt sich zudem die grundsätzliche Frage nach der Verfügbarkeit und Neuform(at)ierung des Körpers im Digitalen; hier nämlich verwandelt er sich vom Zeichen- und Faktenreservoir in Virtualität und stetes Werden, die ihr politisches Potential auch weit jenseits aller Überwachungstechnologie entfalten.
Das ludische Dispositiv virtueller Investigationen : auf Spurensuchen in interaktiven Krimi-Formaten
(2024)
In interaktiven Kriminalerzählungen verknüpfen sich Medialität und Ästhetik, wobei Computer als Werkzeuge der Ermittlungsarbeit neue Perspektiven auf polizeiliche Effizienz und agency eröffnen. Narrative Spiele nutzen Technologie und Medien häufig auf innovative und selbstreflexive Weise, um immersive Spielwelten und ludische Herausforderungen für die Spielenden zu schaffen. Dieser Artikel verfolgt die historische Entwicklung von Kriminalspielen anhand einzelner Beispiele. Denn diese weisen bedingt durch ihr Erscheinungsdatum spezifische Formen technischer und ästhetischer Verfahren auf, werfen unterschiedliche Fragen zur Natur von Wissen, Medien und Wahrheit auf und eröffnen unterschiedliche Perspektiven auf die Wechselwirkungen zwischen virtueller und realer Kriminalität sowie auf mögliche Einflüsse auf reale kriminologische Praktiken.