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Physiologie des Menschen
(2019)
Wir haben mit diesem Lehrbuch eine Brücke zwischen den "dicken Wälzern", die viele Dozenten empfehlen, und den Kurzlehrbüchern, die bei Studenten so beliebt sind, geschlagen. Physiologie ist ein Fach, das man verstehen muss. Denn gerade in mündlichen Prüfungen und im Physikum werden Transferleistungen eingefordert, die sich durch reines Auswendiglernen nicht ohne Weiteres lösen lassen. Im Gegensatz zu Kurzlehrbüchern findest du bei uns mehr Erklärungen, die dir beim Verständnis der Zusammenhänge helfen. Damit unser Buch nicht zu dick und unübersichtlich wird, haben wir all den Ballast, den du in den "dicken Wälzern" findest, weggelassen. Das hilft dir, dich auf die wichtigen Dinge zu konzentrieren. Diese wichtigen Dinge erklären wir dafür ausführlicher. Unser Buch ist daher der ideale Begleiter für die vorklinischen Semester, weil alle relevanten Themenkomplexe einfach und verständlich erklärt werden. Je nach Universität kann es natürlich vorkommen, dass speziellere Themen gelehrt werden, die nicht unbedingt dem Lernzielkatalog entsprechen. Diese Themen sind in unserem Buch unter Umständen nicht oder nur knapp erwähnt. Wir empfehlen dir deshalb, die Vorlesungen deiner Universität zu besuchen, damit du genau weißt, worauf deine Dozenten wert legen. ...
In this review a summary is given on recent theoretical work, on understanding accreting supermassive black hole binaries in the gravitational wave (GW)-driven regime. A particular focus is given to theoretical predictions of properties of disks and jets in these systems during the gravitational wave driven phase. Since a previous review by Schnittman 2013, which focussed on Newtonian aspects of the problem, various relativistic aspects have been studied. In this review we provide an update on these relativistic aspects. Further, a perspective is given on recent observational developments that have seen a surge in the number of proposed supermassive black hole binary candidates. The prospect of bringing theoretical and observational efforts closer together makes this an exciting field of research for years to come.
Uni-Highlights Januar 2020 : Einladungen zu ausgewählten Veranstaltungen der Goethe-Universität
(2019)
Infrastrukturen sind die Basis jeder Form wissenschaftlicher Forschung. Was aber bedeutet der Einsatz von digitalen Infrastrukturen für die Ermöglichung und Fortentwicklung der digitalen Geisteswissenschaften konkret? Die Beiträge des Bandes sind anlässlich des Symposium "Forschungsinfrastrukturen in den digitalen Geisteswissenschaften. Wie verändern digitale Infrastrukturen die Praxis der Geisteswissenschaften?" im Jahr 2018 entstanden und nehmen sowohl digitale Infrastrukturen in den Geisteswissenschaften wie auch Infrastrukturen für die digitalen Geisteswissenschaften in den Blick.
This doctoral thesis deals with the structural and dynamical NMR characterization of biomolecules, covering a broad range of proteins, from small peptides to large GPCRs proteins. This work consists of two projects, which are presented in chapter II and III. Chapter II is focused on the structural screening of peptides and small proteins ranging from 14 to 71 amino acids, while chapter III describes the structure and light dynamics of the disease relevant rhodopsin G90D mutant. The main method used to investigate both types of proteins is NMR spectroscopy. Both chapters comprise individual general introduction, materials and methods, results and discussion sections, and a final conclusion paragraph.
‘Chapter I: Methodological aspects of protein NMR spectroscopy’ presents an overview of different NMR methods developed for the rapid characterization of protein structure and dynamics. Multidimensional NMR, which is routinely used in structural biology, is indispensable for protein structure determination in solution. However, detailed information with resolution at the atomic level is time consuming and requires weeks of expensive measurement time, followed by the manual data analysis. Therefore, the development of time-saving NMR techniques is highly required for screening studies of a large amount of proteins, and can be also helpful for studying unstable biomolecules, as their short lifetime often restricts the experimental procedure.
This chapter covers the two main approaches to accelerate a multidimensional NMR experiment: fast-pulsing techniques that aim to reduce the duration of an individual measurement, and non-uniform sampling technique (NUS), which was developed to reduce the overall number of increments in virtual time domains. A combination of both approaches, fast-pulsing and non-uniform sampling, allows speeding up the measurement time by 2-3 orders of magnitude. Furthermore, recently developed software called TA (targeted acquisition) combines various time-saving approaches, including fast-pulsing, non-uniform sampling and targeted acquisition. Targeted acquisition algorithm records a set of multidimensional NMR spectra in semi-interleaved incremental mode. This provides the ability to monitor the quality of the recorded spectra in real-time and therefore enables the completion of the experiments after the desired quality is achieved. Using this approach will greatly reduce the measurement time without losing important structural information. The implemented automated FLYA assignment further contributes to the rapid and simplified readout of the chemical shift assignment progress of the TA program. During this doctoral dissertation, the scientific collaboration with the TA software developer Prof. Vladislav Orekhov (Sweden) took place, and resulted in the successful establishing of this new NMR technology in the Schwalbe laboratory. TA is now routinely applied in Prof. Schwalbe group for the structure elucidation of small proteins.
‘Chapter II: Rapid NMR and biophysical characterization of small proteins’ describes the structural analysis of peptides and small proteins, which were recently identified within the framework of the Priority Program (SPP 2002). Due to technical limitations in detections of small systems and strict assumptions concerning the smallest size of the gene that can be translated, small open reading frames (sORFs) were excluded from the automated gene annotation for a very long time. Thanks to the newly developed computational and experimental approaches, the ability to identify and detect the small proteins consisting of less than approximately 70 amino acids sparked a growing scientific interest by microbiologist. In the past years, hundreds of new short protein sequences were discovered. Although some peptides were found to be involved in diverse essential biological processes, the functional elucidation of a large number of recently discovered peptides and small proteins remains a challenging task. It is well established that the structure of proteins is often linked to their function. However, the size of small constructs often restricts the possible diversity of secondary structure elements that might be adopted by a protein. Furthermore, as was shown for intrinsic discorded proteins (IDPs), the absence of a well-defined three-dimensional structure does not necessarily mean lack of function. Moreover, peptides, which are initially unstructured in the isolated form can fold in a stable structured conformation upon interaction with their biological partners. Solution state NMR spectroscopy is perfectly amenable for the structural characterization of systems of this size. It provides a rapid readout about the conformational state of small peptides unambiguously, distinguishing between folded, molten globule and unstructured conformations.
During this doctoral thesis the workflow protocol for fast screening of peptides and small proteins was established and applied to 20 candidates ranging from 14 to 71 amino acids, which were identified and selected by six microbiological groups, all members of the Priority Program on small proteins (SPP2002) funded by the German research foundation (DFG). The screening protocol includes sample preparation and biochemical characterization. Peptides containing less than 30 amino acids were synthesized by solid phase synthesis (SPPS), while small proteins containing more than 30 amino acids were heterologously expressed in E. coli.
...
Das kolorektale Karzinom ist eine der am häufigsten vorkommenden Tumorerkrankung weltweit. In den letzten Jahren wurden viele molekulare Zusammenhänge in der Entstehung des kolorektalen Karzinoms entdeckt. Aus diesen Erkenntnissen konnten neue Therapiemöglichkeiten entwickelt werden. Aktuell werden im europäischen Raum die UICC-Stadien zur Einschätzung der Tumoraggressivität angewandt um die bestmöglichen Therapieoptionen zu gewährleisten.
In der hier vorgestellten Arbeit konnte bei einem Kollektiv von 195 Patienten mit kolorektalen Karzinomen gezeigt werden, dass an H.E.-Schnitten morphologische Phänomene wie Tumor Budding und bestimmte morphologisch fassbare Veränderungen in der Tumorumgebung (Mikroenviroment, epithelialmesenchymale Transition) signifikant und zuverlässig diagnostiziert werden können und davon abgeleitet die Aggressivität eines kolorektalen Karzinoms eingeschätzt werden kann.
Hierbei wurden alle Fälle, bei denen eine Tumoreinzelzelle bzw. ein Zellcluster mit weniger als fünf Zellen mikroskopiert werden konnte, in die Gruppe der Tumorbudds aufgenommen. Der Nachweis von Tumorbudds war ein unabhängiger Marker auf eine systemische Tumorausbreitung.
Es fand sich überdurchschnittlich häufig ein Zusammenhang zwischen Tumor Budding und schlechteren Überlebensraten sowie einer fortgeschrittenen Tiefeninfiltration (höhere pT-Stadien), Lymphknoten- oder Fernmetastasen bzw. hohen UICC-Stadien III/IV.
Ein weiteres Hauptaugenmerk wurde auf morphologische Veränderungen des Mikroenviroments und hierbei insbesondere auf die Fibroblasten des den Tumor umgebenden Bindegewebes sowie Zellen des Immunsystems, u.a. Lymphozyten und Makrophagen gelegt. Es konnte ein signifikanter Zusammenhang einer fibroblastenreichen Umgebungsreaktion mit wenigen Makrophagen und Lymphozyten und einem positiven Lymphknotenstatus oder hohen UICC Stadien III/IV gezeigt werden.
Beim Vergleich der Umgebungsreaktion mit dem Tumor Budding wurden in Bezug auf den Lymphknotenstatus und dem UICC-Stadium signifikant häufiger eine fibroblastenreiche Reaktion in Kombination mit einem Tumor Budding als eine Gewebsreaktion in Kombination mit Tumor Budding bei Tumoren mit Lymphknotenmetastasen bzw. hohen UICC-Stadien III/IV nachgewiesen.
Vergleichende Untersuchungen zwischen den oben beschriebenen morphologischen Veränderungen und Mutationen des Exon 2 im KRAS-Gen blieben ohne eine statistische Signifikanz. Der Vergleich der Sequenziermethode nach Sanger mit der Pyrosequenzierung ergab eine geringfügig höhere Sensitivität für die Sangersequenzierung, wenngleich ohne statistische Signifikanz.
Die Ergebnisse der hier vorgelegten Arbeit bestätigen die hohe Wertigkeit des Tumor Buddings und der Umgebungsreaktion des Tumors für die Einschätzung der Tumoraggressivität. Die Veränderungen sind einfach an H.E.-Routineschnitten zu diagnostizieren. Diese morphologischen Veränderungen spiegeln wahrscheinlich den entscheidenden Übergang eines lokal aggressiv wachsenden Tumors in einen Tumor mit Lymphknoten- und Fernmetastasierung wieder. Möglicherweise spielt die Interaktion zwischen Fibrozyten/blasten und ortsständigen oder eingewanderten Makrophagen eine wichtigere Rolle in der körpereigenen Tumorabwehr als bisher angenommen.
Knowledge about the herbaceous layer in relation to environmental factors in West African savannas is still scarce. Early life-cycle events like germination of the herbaceous species are of special interest, as these stages can play critical roles in establishing of the plants and determine population and community dynamics. We aim to assess intraspecific differences in the germinability of herbaceous savanna species with respect to environmental conditions to reveal adaptations in this early life cycle stage. The study was conducted in the Sudanian savanna of Burkina Faso in West Africa. We collected seeds of two annual herbs (Chamaecrista mimosoides, Spermacoce stachydea) along a climatic gradient from different habitats and land use types and conducted germination experiments under equal conditions in climate chambers. For both species several environmental factors showed a significant impact on the germination rates. While higher precipitation caused an increase in the germination rate only for S. stachydea, habitat conditions had a significant influence for both species. Intermediate habitats with balanced soil moisture caused an enhancement of the germination success. Moreover shrub cover had a positive effect on the germinability of C. mimosoides, whereas the germinability of S. stachydea decreased due to an increasing herbaceous cover. The study showed that certain environmental factors are able to modify the intraspecific variability of the germinability trait, which might affect the establishment of the species populations.
Cette étude avait pour objectifs: 1) d’identifier et de caractériser les acteurs impliqués dans la filière des produits à usage médicinal tirés de Cordyla pinnata, Detarium microcarpum et Detarium senegalense au Sénégal; 2) d’analyser l’organisation de cette filière et l’importance des parties utilisées; 3) d’analyser la commercialisation de ces produits; 4) d’identifier les forces, faiblesses, opportunités et menaces de la filière. L’échantillonnage en boule de neige a été utilisé et a permis d’interroger, à l’aide de guides d’entretien 13 tradipraticiens locaux, 3 récolteurs et 17 herboristes. Les résultats ont révélé que les acteurs de cette filière, majoritairement des hommes, entretenaient des relations de coopération et qu’ils béné- ficiaient de l’appui de la société civile en termes de formation et d’organisation. Les racines et les écorces de Cordyla pinnata et Detarium microcarpum étaient plus utilisées tandis que celles de Detarium senegalense étaient peu commercialisées. Les écorces, les racines et les feuilles étaient vendues entre 0,108 et 0,290 Euro/100g. Une partie des écorces était transformée en poudre avant d’être commercialisée chez les herboristes entre 1,046 Euro/100g (pour Cordyla pinnata) et 1,524 Euro/100g (Detarium microcarpum). Les prix étaient plus élevés à Dakar. Les parties tirées de Cordyla pinnata étaient essentiellement utilisés contre les parasitoses intestinales tandis que celles de Detarium microcarpum et dans une moindre mesure celles de Detarium senegalense servaient à soigner les dermatoses. Les faiblesses de cette filière concernaient essentiellement l’exploitation anarchique de la ressource et la raréfaction saisonnière de certains produits tandis que l’éloignement des sites d’approvisionnement menaçait son bon fonctionnement.
Carapa procera is a wild oil tree species traditionally exploited in Mali for seed oil. Carapa oil is highly sought because of therapeutic, cosmetic, insecticidal and repellent properties. The purpose of this work was to contribute to the understanding of local practices in carapa oil production and local perceptions related thereto. The method used was based on surveys in four production localities and tests of oil production according to the traditional processes practiced by the processors. Two methods of seed storage and oil extraction processes were identified. Women were the main actors in seed collection and oil processing. The average oil extraction efficiency from the seeds was 23.1% and varied among sites. The wet extraction process was the most efficient. In addition to socio-cultural considerations, difficulties related to technology (lack of adequate extraction equipment) and the decrease of carapa populations limit the full development of processing acti- vities. It is necessary to undertake options to improve traditional oil production processes such as education and introduction of shea presses in order to reduce labour intensity, improve efficiency and ensure quality standards. It also requires action for the sustainable management and conservation of the carapa species.
Au Burkina Faso, les unités d’aménagements forestiers (UAFs) sont confrontées à une forte pression anthropique qui cause la dégradation des ressources ligneuses dont Vitellaria paradoxa est l’une des espèces surexploitées. Afin de con- tribuer à la gestion durable de ces UAFs, il s’avère nécessaire d’analyser l’impact des pressions anthropiques sur la phytodi- versité et la dynamique de Vitellaria paradoxa. Ainsi, des facteurs tels que l’agriculture, la coupe illégale de bois, le pâturage et les feux non autorisé ont été évalués dans l’UAF 2, l’UAF B et l’UAF C, où des inventaires forestiers ont été conduits. Les résultats montrent que le pâturage et les feux non autorisé ont été les facteurs les plus fréquents dans les UAFs, sur- tout dans l’UAF C (> 90%) alors que les autres facteurs ont été plus abondants dans l’UAF 2. La phytodiversité mesu- rée est presque similaire dans les trois UAFs avec toutefois des indices de diversité plus élevés dans l’UAF 2. La struc- ture de Vitellaria paradoxa montre une prédominance d’individus jeunes dans les UAFs et des densités plus élevées dans l’UAF C tandis que sa régénération est plus importante dans l’UAF 2. L’état sanitaire de l’espèce est globalement satis- faisant bien que la principale menace soit l’infestation des Loranthaceae qui a été plus importante dans l’UAF 2 (7%). L’exploitation durable des UAFs nécessite la mise en œuvre d’un programme de conservation avec une forte implication des populations riveraines.
Die Differenzierung zwischen Teilpopulationen hin zu unterschiedlichen Arten kann nur erfolgen, wenn zwischen diesen Teilpopulationen reproduktive Isolation besteht. Wie die unterschiedlichen Arten von reproduktiver Isolation zusammenwirken und welche Voraussetzungen bestehen müssen, um neue Arten zu bilden, muss in jedem Studiensystem untersucht werden. Ein idealer Ansatzpunkt sind Arten, die sich mehrfach an anspruchsvolle Habitate angepasst haben, deren Artbildung also von ökologischen Habitatparametern bestimmt wird. Dieser Vorgang wird als Ökologische Artbildung bezeichnet. Im Artkomplex Poecilia spec., der im Süden Mexikos mehrere schwefelangepasste Ökotypen ausgebildet hat, wurden erste Hinweise auf eine Korrelation zwischen der Selektionsstärke von natürlicher und sexueller Selektion gefunden, deren Einfluss zusammen die bestehenden reproduktiven Barrieren zwischen Klarwasser- und Schwefelökotyp formen. Wie diese Reproduktionsbarrieren beschaffen sind und wie die Umweltvariable Schwefel auf die Morphologie und das Verhalten der Poeciliiden Einfluss nimmt, wurde in der vorliegenden Arbeit anhand von fünf Fragestellungen untersucht. (1) Die Körperfärbung kann ein aussagekräftiges Signal für die Qualität des potentiellen Partners bei der Fortpflanzung sein. Wie beeinflusst die extreme Umweltvariable Schwefel die Ausbildung von Färbung? (2) Sind die gefundenen Anpassungen der Färbung erblich oder werden sie plastisch entsprechend des Nahrungsangebots ausgebildet? (3) In einem der untersuchten Flusssysteme konnte unvollständige reproduktive Isolation zwischen der Klarwasser- und Schwefelpopulation nachgewiesen werden. Sind in den Mischzonen zwischen diesen beiden Habitaten Hybriden genetisch nachweisbar und bilden diese die Färbungsanpassungen der Klarwasser-, der Schwefelpopulation oder eine intermediäre Form aus? (4) Die Gelbfärbung der Flossen bei Männchen scheint ein geeignetes Merkmal für die Anzeige der Qualität zu sein, da es möglicherweise unabhängig vom Nahrungsangebot ausgebildet wird. Besteht eine weibliche Präferenz für dieses Merkmal? (5) Auch die weibliche Partnerwahlpräferenz wird vom Habitat und dem eigenen Zustand beeinflusst. Wie verändert sich die Präferenz für Männchen mit gutem Ernährungszustand bei Weibchen, die hungrig sind?
Um diese Fragen zu beantworten, wurden in mehreren Jahren Männchen und Weibchen der Arten Poecilia mexicana und Poecilia sulphuraria aus sieben Populationen im Studiengebiet in Südmexiko gefangen und auf ihre Färbung untersucht sowie Laborpopulationen getestet. Es konnten generelle Anpassungen der Färbung an die Umweltvariable Schwefel nachgewiesen werden. Dazu gehören die Aufhellung der Körperregionen, die durch Tarnung (konkret: countershading und background matching) vor Entdeckung durch Prädatoren schützen, und die Reduktion von Gelb- und Rottönen. Diese Anpassung ist vermutlich auf das geringe Angebot an Karotinoiden in den schwefelbelasteten Extremhabitaten zurückzuführen. Außerdem konnten zahlreiche flusssystem¬spezifische Anpassungen beschrieben werden, deren Ursachen in den Unterschieden zwischen den Schwefelhabitaten untereinander begründet sind. Das Flusssystem des Río Tacotalpa stellt hier eine Besonderheit dar, da Männchen eine besonders starke Gelbfärbung der Flossen aufweisen. Wildgefangene und laborgeborene Männchen dieses Flusssystems wurden verglichen, um einen Hinweis auf den Einfluss des Nahrungsangebots auf dieses Merkmal zu untersuchen. Tatsächlich ist die Ausprägung dieses Merkmals, die Gelbfärbung der Flossen, unabhängig vom Angebot an Karotinoiden. Während die hier verwendeten genetischen Analysen nicht geeignet waren, Hybriden aus den Mischzonen zwischen Schwefel- und Klarwasserhabitat nachzuweisen, ergaben die Untersuchungen von Individuen aus den Mischzonen keine eindeutigen Ergebnisse über eine etwaige intermediäre Ausbildung der Färbung. Die Präsentation von Männchen, deren Gelbintensität an den Flossenspitzen künstlich verändert wurde, konnte bei Weibchen keine eindeutige Präferenz für stärker gefärbte Männchen aufzeigen. Vielmehr weist dieses Ergebnis auf eine starke Korrelation zwischen mehreren Merkmalen (z. B. weitere morphologische Merkmale, Verhalten) hin, die für die Beurteilung der männlichen Qualität herangezogen werden. Die weibliche Präferenz für konditionsabhängige Merkmale wird bei schwefelangepassten Weibchen leicht verstärkt, wenn diese hungrig sind. Eine solche flexible Präferenz sollte gerade in Habitaten mit starken Fluktuationen im Nährstoffangebot existieren. Dabei waren Weibchen, denen Videoaufnahmen präsentiert wurden, eher in der Lage, das qualitativ hochwertigere Männchen zu identifizieren, als Weibchen, denen animierte Bilder präsentiert wurden. Auch hier wird davon ausgegangen, dass die Reduktion auf eines oder wenige Merkmale, die für die Partnerwahl zur Verfügung stehen, keine ausreichend starke Reaktion auslösen können. Vielmehr ist der Zugriff auf alle Aspekte der männlichen Erscheinung wichtig, um die Qualität des potentiellen Partners zu beurteilen.
Färbung ist also generell geeignet, den Ökotyp eines Individuums zu bestimmen und ein solches Merkmal kann der Artbestimmung im ersten Schritt der Partnerwahl dienen. Dasjenige männliche Färbungsmerkmal, das über mehrere Generationen gleichbleibend ausgeprägt wurde – die Gelbfärbung der Flossen – reicht jedoch nicht aus, um bei der weiblichen Partnerwahl eine Reaktion auszulösen. Vielmehr deuten die Ergebnisse auf eine enge Korrelation der Färbung mit weiteren Merkmalen in Morphologie und Verhalten eines Individuums hin, die vom wählenden Weibchen stets gemeinsam entsprechend der Multiple-message-Theorie betrachtet werden. Auch der Vergleich zwischen Videoaufnahmen und animierten Fotografien als Stimuli bei der Partnerwahl ergab, dass der Aspekt Verhalten (nur verfügbar mit Videoaufnahmen) für eine Partnerwahlentscheidung von Bedeutung ist.
Meine Arbeit konnte den bestehenden Wissensschatz um die bestehenden reproduktiven Barrieren im Studiensystem um den Aspekt der Färbung erweitern. Meine Ergebnisse zeigen weitere spannende Fragestellungen auf. Je größer das Verständnis der vorliegenden Selektionskräfte und Mechanismen reproduktiver Isolation ist, desto besser kann die Wissenschaft verstehen, welche Umgebungsvariablen welchen Einfluss auf den Prozess der Artbildung haben.
Malaria is an environmental disease, influenced not only by physical and biological environmental factors but also by socio-cultural ones. These factors affect each other, and, in turn, cause the disease in endemic areas. Some factors that cause the high morbidity rate associated with the disease include climate change, physical environment that varies geographically, socio-economic circumstances, and human behaviour in the affected areas. Other risk factors include housing conditions and poor sanitation, lack of hygiene practices, and inadequate health services in endemic areas. Efforts to eliminate malaria have been a topic at various public health meetings for decades. However, in Indonesia, malaria continues to be one of the leading causes of morbidity and mortality. The research aimed to analyse and model the critical variables associated with malaria in endemic areas of Indonesia. So, this included relationships between malaria and both socio-demographic variables and physical environments. The research is in three parts, adding value to a model that determines malaria in Indonesia.
This dissertation follows a cross-sectional design survey. The research data in this PhD dissertation is drawn from four sources: routine reporting of malaria from provincial health departments in South Sumatra; the national basic health research data (IDN acronym: Riskesdas); climate data from the Meteorology, Climatology, and Geophysics Climatological Agency (IDN acronym: BMKG); spatial data from Geospatial Information Agency (IDN acronym: BIG). This study takes a holistic approach, integrating the following univariate, bivariate, and multivariable logistic regressions, to establish a modelling determinant of malaria. Additionally, the researchers compared the performance of both Geographically Weighted Regression (GWR) and Ordinary Least Square (OLS). It also used some statistical analysis software tools for data processing, analysis, visualisation, and the development of the model as follows: Statistical Package for the Social Sciences (SPSS), Stata, Aeronautical Reconnaissance Coverage Geographic Information System (ArcGIS) 10.3, and GWR 4.0 version 4.0.90 for Windows.
The prevalence of malaria varied according to the local area, which, in turn, was related to the local physical environment that varied geographically. The determinants for malaria cases varied locally and regionally as well. Rural areas with a high percentage of households keeping livestock/pets showed a higher proportion of malaria prevalence than the national average. Other socio-demographic risk factors included gender, age, occupation, knowledge about healthcare, protection against mosquito bites, and condition of dwellings. This study reveals that the independent variables - "rainfall", "altitude", and "distance from mosquito resting sites in the forest," in global OLS analysis- are significantly associated with malaria cases in South Sumatra, Indonesia.
On the other hand, in the GWR analysis, the determinants of malaria cases at the village level vary geographically. Therefore, it is essential for the decision maker, the government, to acquire a more in-depth understanding of region-specific, ecological factors that influence confirmed malaria cases. The findings lead to the recommendation for developing sustainable regional malaria control programs and incentivising malaria elimination efforts, particularly at the village level. In another setting, the research led to the conclusion that the presence of mid-sized livestock comprised a significant risk factor for contracting malaria in rural Indonesia. The recommendation, especially for the study area, is to employ integrated vector management (IVM), for example, the simultaneous implementation of insecticide-treated bed nets (ITNs) and insecticide-treated livestock (ITL). Other factors such as socio-demographic and use of health care facilities were also crucial as they related to malaria prevalence. Further, the research leads to the recommendation for increased education and increased promotion and utilisation of the health care framework to promote knowledge and awareness of villagers on how to protect themselves from Anopheles bites. Finally, improving information concerning the availability of health care services and access to various health facilities in endemic areas is essential.
Die Kenntnis der Struktur von Biomolekülen und der biologischen Abläufe, in welche diese involviert sind, ist grundlegend für die Entwicklung von medizinischen Behandlungen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Systeme zur Untersuchung von Biomolekülen, insbesondere Proteinen, hergestellt. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung von Materialien, welche neue Möglichkeiten zur Präparation von Proteinen zur Untersuchung derer Struktur mittels Kryo-Transmissionselektronenmikroskopie (Kryo-TEM) eröffnen. In zwei weiteren Projekten wurden biomimetische Systeme aufgebaut, welche die Oberfläche eines Biomoleküls oder biologischen Ensembles nachahmen und hierdurch deren Untersuchung ermöglichen. Hier wurden Systeme zur einfachen Nachbildung biologischer Membranen oder Proteinoberflächen betrachtet.
Eine wichtige Methode zur Untersuchung der dreidimensionalen Struktur von Biomolekülen ist die Kryo-TEM. Zur Mikroskopie werden die Biomoleküle in wenige Mikrometer großen Löchern eines amorphen Kohlenstofflochfilms mittels einer wenige Nanometer dicken Schicht aus amorphem Eis fixiert. Hierfür wird ein dünner Film einer wässrigen Probe auf den Kohlenstofflochfilm aufgebracht und gefroren. Insbesondere für Membranproteine ist die Herstellung derartiger Proben schwierig, da die Proteinpartikel zur Aggregation und Adsorption an dem Kohlenstofflochfilm neigen, wodurch keine Partikel in den Löchern des Kohlenstofffilmes auftreten, welche mikroskopiert werden können.
In dieser Arbeit wurden Materialien zur Verbesserung der Präparation von Proteinen für die Kryo-TEM entwickelt. Es wurden hierfür verschiedene biorepulsive Materialien, auch solche, welche eine spezifische Anbindung der Biomoleküle erlauben, untersucht. Da in der TEM die Probe durchstrahlt wird, eignen sich Nanometer dünne Membranen dieser Materialien als Trägermaterial für die Biomoleküle, da sie nur zu einem geringen Hintergrund führen. Zum einen wurden Nanomembranen durch die chemische Quervernetzung von Nanometer dicken Hydrogelfilmen mit verschiedenen quervernetzenden Molekülen hergestellt. Zum anderen wurden Trägerfilme, wie amorphe Kohlenstofffilme oder Kohlenstoffnanomembranen (engl. carbon nanomembranes, CNM) biorepulsiv funktionalisiert. Darüber hinaus wurde eine Nitrilotriessigsäure(NTA)-funktionalisierte Hydrogel-beschichtete Nanomembran entwickelt, welche markierte Proteine selektiv über einen His-Tag bindet.
Neben der Entwicklung von Materialien zur Untersuchung von Proteinen mittels Kryo-TEM wurden Beschichtungen hergestellt, welche die Oberfläche eines Biomoleküls oder eines Ensembles von Biomolekülen nachahmen. Diese Modelloberflächen sollten ebenfalls die Untersuchung von Eigenschaften der biologischen Systeme ermöglichen. Biologische Membranen bestehen aus einem Ensemble von Biomolekülen. Eine Vielzahl verschiedener Biomolekülen tritt in einer komplexen Anordnung in diesen dünnen Membranen auf. Es wurde versucht, strukturierte Membranen mit lokalen Variationen der physikalischen und chemischen Eigenschaften, jedoch weitaus weniger komplexen Aufbau, herzustellen. Die hergestellten Membranen mit biologisch relevanten Strukturen im Mikrometer- bis Zentimeterbereich, können nach weiterer Forschung als einfache Modellsysteme zur Nachahmung ihrer komplexen biologischen Vorbilder dienen.
In einem weiteren Projekt wurde eine Modelloberfläche für die Bindungstasche des Proteins FimH, welches eine wichtige Rolle in der bakteriellen Adhäsion spielt, entwickelt. In dem Kooperationsprojekt mit der Arbeitsgruppe Lindhorst wurde ein Modellsystem entwickelt, welches dazu dient, herauszufinden, inwiefern eine Funktionalisierung einer Aminosäurevon FimH über eine vorgeschlagenen Ligationsstrategie möglich ist. Das Modellsystem besteht aus einer biorepulsiven Hydrogel-Matrix, aus welcher die Seitenkette der Aminosäure Tyrosin in die Lösung exponiert ist. Die Substrat-katalysierte Reaktion der Aminosäuren-Seitenkette mit dem Photoschalter wurde mithilfe eines Bakterienadhäsionstests untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sich die vorgeschlagene Ligationsstrategie unter Berücksichtigung von Nebenreaktionen zur Modifizierung des Proteins eignet.
Es konnten vier neuartige Systeme, welche die Probenpräparation zur Untersuchung von Proteinen mittels Kryo-TEM vereinfachen, entwickelt werden. Die Ergebnisse sind von wissenschaftlicher Relevanz, da sie die Strukturbestimmung vieler Proteine deutlich vereinfachen und hierdurch beschleunigen können. Außerdem wurden biomimetische Beschichtungen entwickelt, welche entweder Proteinoberflächen oder Biomembranen nachahmen. Die entwickelten Modellsysteme erweitern das Spektrum an Möglichkeiten, Biomoleküle oder biologische Ensembles zu untersuchen.
Multimodal quantitative mri reveals no evidence for tissue pathology in idiopathic cervical dystonia
(2019)
Background: While in symptomatic forms of dystonia cerebral pathology is by definition present, it is unclear so far whether disease is associated with microstructural cerebral changes in idiopathic dystonia. Previous quantitative MRI (qMRI) studies assessing cerebral tissue composition in idiopathic dystonia revealed conflicting results.
Objective: Using multimodal qMRI, the presented study aimed to investigate alterations in different cerebral microstructural compartments associated with idiopathic cervical dystonia in vivo.
Methods: Mapping of T1, T2, T∗2, and proton density (PD) was performed in 17 patients with idiopathic cervical dystonia and 29 matched healthy control subjects. Statistical comparisons of the parametric maps between groups were conducted for various regions of interest (ROI), including major basal ganglia nuclei, the thalamus, white matter, and the cerebellum, and voxel-wise for the whole brain.
Results: Neither whole brain voxel-wise statistics nor ROI-based analyses revealed significant group differences for any qMRI parameter under investigation.
Conclusions: The negative findings of this qMRI study argue against the presence of overt microstructural tissue change in patients with idiopathic cervical dystonia. The results seem to support a common view that idiopathic cervical dystonia might primarily resemble a functional network disease.
This paper compares the production of different types of direct objects by Portuguese–German and Polish–German bilingual school-aged children in their heritage languages (HLs), Polish and European Portuguese (EP). Given that the two target languages display identical options of object realization, our main research question is whether the two HLs develop in a similar way in bilingual children. More precisely, we aim at investigating whether bilingual children acquiring Polish and EP are sensitive to accessibility and animacy when realizing a direct object in their HL. The results of a production experiment show that this is indeed the case and that the two groups of bilinguals do not differ from each other, although they may overgeneralize null objects or full noun phrases to some extent. We conclude that the bilingual acquisition of object realization is guided by the relevant properties in the target languages and is not influenced by the contact language, German.
In cells the interorganelle communication comprises vesicular and non-vesicular mechanisms. Non-vesicular material transfer predominantly takes place at regions of close organelle apposition termed membrane contact sites and is facilitated by a growing number of specialized proteins. Contacts of the endoplasmic reticulum (ER) and mitochondria are now recognized to be essential for diverse biological processes such as calcium homeostasis, phospholipid biosynthesis, apoptosis, and autophagy. In addition to these universal roles, ER-mitochondria communication serves also cell type-specific functions. In this review, we summarize the current knowledge on ER-mitochondria contacts in cells of the innate immune system, especially in macrophages. We discuss ER- mitochondria communication in the context of macrophage fatty acid metabolism linked to inflammatory and ER stress responses, its roles in apoptotic cell engulfment, activation of the inflammasome, and antiviral defense.
In this article, we hypothesize, and then demonstrate, that experiences of embarrassment have significantly increased in the United States, due in part, to the current situation in American politics under President Donald Trump. We provide support for our hypothesis by conducting both qualitative and quantitative analyses of Twitter posts in the U.S. obtained from the Crimson Hexagon database. Next, based on literature from social psychology, social neuroscience, and political theory, we propose a two-step process explaining why Trump's behavior has caused people in the U.S. to feel more embarrassment. First, compared to former representatives, Trump violates social norms in a manner that seems intentional, and second, these intentional norm violations specifically threaten the social integrity of in-group members—in this case, U.S. citizens. We discuss how these norm violations relate to the behavior of currently represented citizens and contextualize our rationale in recent changes of political representation and the public sphere. We conclude by proposing that more frequent, nation-wide experiences of embarrassment on behalf of the representative may motivate political actions to prevent further harm to individuals' self-concepts and protect social integrity.
Glioblastomas (GBs) frequently display activation of the epidermal growth factor receptor (EGFR) and mammalian target of rapamycin (mTOR). mTOR exists as part of two multiprotein complexes, mTOR complex 1 (mTORC1) and 2 (mTORC2). In GBs, mTORC1 inhibitors such as rapamycin have performed poorly in clinical trials, and in vitro protect GB cells from nutrient and oxygen deprivation. Next generation ATP-competitive mTOR inhibitors with affinity for both mTOR complexes have been developed, but data exploring their effects on GB metabolism are scarce. In this study, we compared the ATP-competitive mTORC1/2 inhibitors torin2, INK-128 and NVP-Bez235 to the allosteric mTORC1 inhibitor rapamycin under conditions that mimic the glioma microenvironment. In addition to inhibiting mTORC2 signaling, INK-128 and NVP-Bez235 more effectively blocked mTORC1 signaling and prompted a stronger cell growth inhibition, partly by inducing cell cycle arrest. However, under hypoxic and nutrient-poor conditions mTORC1/2 inhibitors displayed even stronger cytoprotective effects than rapamycin by reducing oxygen and glucose consumption. Thus, therapies that arrest proliferation and inhibit anabolic metabolism must be expected to improve energy homeostasis of tumor cells. These results mandate caution when treating physiologically or therapeutically induced hypoxic GBs with mTOR inhibitors.
Cancer-associated fibroblasts (CAFs) in the tumor microenvironment contribute to all stages of tumorigenesis and are usually considered to be tumor-promoting cells. CAFs show a remarkable degree of heterogeneity, which is attributed to developmental origin or to local environmental niches, resulting in distinct CAF subsets within individual tumors. While CAF heterogeneity is frequently investigated in late-stage tumors, data on longitudinal CAF development in tumors are lacking. To this end, we used the transgenic polyoma middle T oncogene-induced mouse mammary carcinoma model and performed whole transcriptome analysis in FACS-sorted fibroblasts from early- and late-stage tumors. We observed a shift in fibroblast populations over time towards a subset previously shown to negatively correlate with patient survival, which was confirmed by multispectral immunofluorescence analysis. Moreover, we identified a transcriptomic signature distinguishing CAFs from early- and late-stage tumors. Importantly, the signature of early-stage CAFs correlated well with tumor stage and survival in human mammary carcinoma patients. A random forest analysis suggested predictive value of the complete set of differentially expressed genes between early- and late-stage CAFs on bulk tumor patient samples, supporting the clinical relevance of our findings. In conclusion, our data show transcriptome alterations in CAFs during tumorigenesis in the mammary gland, which suggest that CAFs are educated by the tumor over time to promote tumor development. Moreover, we show that murine CAF gene signatures can harbor predictive value for human cancer.