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Background: Bradykinin-mediated angioedema (Bk-AE) can be life-threatening and requires specific targeted therapies. Knowledge of its epidemiology may help optimize its management.
Methods: We systematically searched the medical literature to identify abstracts of interest indexed between 1948 and March, 2016. We used published national survey data on the proportion of the population treated with angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEI) to derive estimates of the population prevalence of ACEI-AE in the USA, Germany and France. For hereditary angioedema (C1-INH-HAE) and C1-inhibitor related acquired angioedema (C1-INH-AAE), publications had to contain original epidemiologic data collection within a defined geographical area. Hereditary angioedema with normal C1-INH was not included in the analysis due to lack of clearly defined criteria.
Results: We identified 4 relevant publications on the prevalence of ACEI-AE, 6 on the prevalence of C1-INH-HAE, and 1 on the prevalence of C1-INH-AAE. The 1st year cumulative incidence of ACEI-AE was estimated to vary between 0.12 (population-based analyses) and 0.30 (meta-analyses of clinical trials) per 100 patient-years. The population prevalence of ACEI-AE was modeled to vary between 7 and 26 in 100,000. The prevalence of C1-INH-HAE was estimated to vary between 1.1 and 1.6 per 100,000. The prevalence of C1-INH-AAE was estimated to be 0.15 per 100,000 in one epidemiological investigation of AAE in Denmark.
Conclusions: Epidemiological evidence on Bk-AE is limited to North America and Europe. ACEI-AE is more common than C1-INH-HAE (~ 10:1), which is more common than C1-INH-AAE (~ 10:1). More studies are needed to comprehensively assess the epidemiological burden of Bk-AE.
The bile acid activated transcription factor farnesoid X receptor (FXR) regulates numerous metabolic processes and is a rising target for the treatment of hepatic and metabolic disorders. FXR agonists have revealed efficacy in treating non-alcoholic steatohepatitis (NASH), diabetes and dyslipidemia. Here we characterize imatinib as first-in-class allosteric FXR modulator and report the development of an optimized descendant that markedly promotes agonist induced FXR activation in a reporter gene assay and FXR target gene expression in HepG2 cells. Differential effects of imatinib on agonist-induced bile salt export protein and small heterodimer partner expression suggest that allosteric FXR modulation could open a new avenue to gene-selective FXR modulators.
An empirical study of the per capita yield of science Nobel prizes : is the US era coming to an end?
(2018)
We point out that the Nobel prize production of the USA, the UK, Germany and France has been in numbers that are large enough to allow for a reliable analysis of the long-term historical developments. Nobel prizes are often split, such that up to three awardees receive a corresponding fractional prize. The historical trends for the fractional number of Nobelists per population are surprisingly robust, indicating in particular that the maximum Nobel productivity peaked in the 1970s for the USA and around 1900 for both France and Germany. The yearly success rates of these three countries are to date of the order of 0.2–0.3 physics, chemistry and medicine laureates per 100 million inhabitants, with the US value being a factor of 2.4 down from the maximum attained in the 1970s. The UK in contrast managed to retain during most of the last century a rate of 0.9–1.0 science Nobel prizes per year and per 100 million inhabitants. For the USA, one finds that the entire history of science Noble prizes is described on a per capita basis to an astonishing accuracy by a single large productivity boost decaying at a continuously accelerating rate since its peak in 1972.
The theory and practice of urban governance in recent years has undergone both a collaborative and participatory turn. The strong connection between collaboration and participation has meant that citizen participation in urban governance has been conceived in a very particular way: as varying levels of partnership between state actors and citizens. This over-focus on collaboration has led to: 1) a dearth of proposals in theory and practice for citizens to engage oppositionally with institutions; 2) the miscasting of agonistic opportunities for participation as forms of collaboration; 3) an inability to recognise the irruption of agonistic practices into participatory procedures. This article attempts to expand the conception of participatory urban governance by adapting Rosanvallon’s (2008) three democratic counter-powers—prevention, oversight and judgement—to consider options for institutionalising agonistic participatory practices. It argues that these counter-governance processes would more fully realise the inclusion agenda that underpins the participatory governance project.
By the fabrication of periodically arranged nanomagnetic systems it is possible to engineer novel physical properties by realizing artificial lattice geometries that are not accessible via natural crystallization or chemical synthesis. This has been accomplished with great success in two dimensions in the fields of artificial spin ice and magnetic logic devices, to name just two. Although first proposals have been made to advance into three dimensions (3D), established nanofabrication pathways based on electron beam lithography have not been adapted to obtain free-form 3D nanostructures. Here we demonstrate the direct-write fabrication of freestanding ferromagnetic 3D nano-architectures. By employing micro-Hall sensing, we have determined the magnetic stray field generated by our free-form structures in an externally applied magnetic field and we have performed micromagnetic and macro-spin simulations to deduce the spatial magnetization profiles in the structures and analyze their switching behavior. Furthermore we show that the magnetic 3D elements can be combined with other 3D elements of different chemical composition and intrinsic material properties.
Fluctuation spectroscopy measurements of quasi-two-dimensional organic charge-transfer salts (BEDT-TTF) 2 X are reviewed. In the past decade, the method has served as a new approach for studying the low-frequency dynamics of strongly correlated charge carriers in these materials. We review some basic aspects of electronic fluctuations in solids, and give an overview of selected problems where the analysis of 1/f -type fluctuations and the corresponding slow dynamics provide a better understanding of the underlying physics. These examples are related to (1) an inhomogeneous current distribution due to phase separation and/or a percolative transition; (2) slow dynamics due to a glassy freezing either of structural degrees of freedom coupling to the electronic properties or (3) of the electrons themselves, e.g., when residing on a highly-frustrated crystal lattice, where slow and heterogeneous dynamics are key experimental properties for the vitrification process of a supercooled charge-liquid. Another example is (4), the near divergence and critical slowing down of charge carrier fluctuations at the finite-temperature critical endpoint of the Mott metal-insulator transition. Here also indications for a glassy freezing and temporal and spatial correlated dynamics are found. Mapping out the region of ergodicity breaking and understanding the influence of disorder on the temporal and spatial correlated fluctuations will be an important realm of future studies, as well as the fluctuation properties deep in the Mott or charge-ordered insulating states providing a connection to relaxor or ordered ferroelectric states studied by dielectric spectroscopy.
Single nucleotide polymorphism (SNP) rs738409 C>G in the patatin‐like phospholipase domain containing 3 (PNPLA3) gene results in an amino acid exchange from isoleucin to methionine at position I148M of PNPLA3. The expression of this loss‐of‐function mutation leads to impaired hepatocellular triglyceride hydrolysis and is associated with the development of liver steatosis, fibrosis, and hepatocellular carcinoma. In contrast to these well‐established associations, the relationship of the PNPLA3 rs738409 variant with other metabolic traits is incompletely understood. We therefore assessed the association of the PNPLA3 rs738409 genotype with relevant metabolic traits in a prospective study of patients at high risk for cardiovascular events, i.e., patients undergoing coronary angiography. In a total of 270 patients, known associations of the PNPLA3 rs738409 GG genotype with nonalcoholic steatohepatitis and liver fibrosis were confirmed. In addition, we found an association of the PNPLA3 rs738409 G allele with the presence of diabetes (22% versus 28% versus 58% for CC versus CG versus GG genotype, respectively; P = 0.02). In contrast to its association with nonalcoholic fatty liver disease, liver fibrosis, and diabetes, the minor G allele of PNPLA3 rs738409 was inversely associated with total serum cholesterol and low‐density lipoprotein serum levels (P = 0.003 and P = 0.02, respectively). Finally, there was a trend toward an inverse association between the presence of the PNPLA3 rs738409 G allele and significant coronary heart disease. Comparable trends were observed for the transmembrane 6 superfamily member 2 (TM6SF2) 167 K variant, but the sample size was too small to evaluate this rarer variant. Conclusion: The PNPLA3 rs738409 G allele is associated with liver disease but also with a relatively benign cardiovascular risk profile.
The prediction of protein–ligand interactions and their corresponding binding free energy is a challenging task in structure-based drug design and related applications. Docking and scoring is broadly used to propose the binding mode and underlying interactions as well as to provide a measure for ligand affinity or differentiate between active and inactive ligands. Various studies have revealed that most docking software packages reliably predict the binding mode, although scoring remains a challenge. Here, a diverse benchmark data set of 99 matched molecular pairs (3D-MMPs) with experimentally determined X-ray structures and corresponding binding affinities is introduced. This data set was used to study the predictive power of 13 commonly used scoring functions to demonstrate the applicability of the 3D-MMP data set as a valuable tool for benchmarking scoring functions.
Background: Immigration has a strong impact on the development of health systems, medicine and science worldwide. Therefore, this article provides a descriptive study on the overall research output.
Methods: Utilizing the scientific database Web of Science, data research was performed. The gathered bibliometric data was analyzed using the established platform NewQIS, a benchmarking system to visualize research quantity and quality indices.
Findings: Between 1900 and 2016 a total of 6763 articles on immigration were retrieved and analyzed. 86 different countries participated in the publications. Quantitatively the United States followed by Canada and Spain were prominent regarding the article numbers. On comparing by additionally taking the population size into account, Israel followed by Sweden and Norway showed the highest performance. The main releasing journals are the Public Health Reports, the Journal of Immigrant and Minority Health and Social Science & Medicine. Over the decades, an increasing number of Public, Environmental & Occupational Health articles can be recognized which finally forms the mainly used subject area.
Conclusion: Considerably increasing scientific work on immigration cannot only be explained by the general increase of scientific work but is also owed to the latest development with increased mobility, worldwide crises and the need of flight and migration. Especially countries with a good economic situation are highly affected by immigrants and prominent in their publication output on immigration, since the countries’ publication effort is connected with the appointed expenditures for research and development. Remarkable numbers of immigrants throughout Europe compel medical professionals to consider neglected diseases, requires the public health system to restructure itself and finally promotes science.
The HCV NS5A protein plays multiple roles during viral replication, including viral genome replication and virus particle assembly. The crystal structures of the NS5A N-terminal domain indicated the potential existence of the NS5A dimers formed via at least two or more distinct dimeric interfaces. However, it is unknown whether these different forms of NS5A dimers are involved in its numerous functions. To address this question, we mutated the residues lining the two different NS5A dimer interfaces and determined their effects on NS5A self-interaction, NS5A-cyclophilin A (CypA) interaction, HCV RNA replication and infectious virus production. We found that the mutations targeting either of two dimeric interfaces disrupted the NS5A self-interaction in cells. The NS5A dimer-interrupting mutations also inhibited both viral RNA replication and infectious virus production with some genotypic differences. We also determined that reduced NS5A self-interaction was associated with altered NS5A-CypA interaction, NS5A hyperphosphorylation and NS5A subcellular localization, providing the mechanistic bases for the role of NS5A self-interaction in multiple steps of HCV replication. The NS5A oligomers formed via different interfaces are likely its functional form, since the residues at two different dimeric interfaces played similar roles in different aspects of NS5A functions and, consequently, HCV replication. In conclusion, this study provides novel insight into the functional significance of NS5A self-interaction in different steps of the HCV replication, potentially, in the form of oligomers formed via multiple dimeric interfaces.
The NF-κB-like velvet domain protein VosA (viability of spores) binds to more than 1,500 promoter sequences in the filamentous fungus Aspergillus nidulans. VosA inhibits premature induction of the developmental activator gene brlA, which promotes asexual spore formation in response to environmental cues as light. VosA represses a novel genetic network controlled by the sclB gene. Bfunction is antagonistic to VosA, because it induces the expression of early activator genes of asexual differentiation as flbC and flbD as well as brlA. The SclB controlled network promotes asexual development and spore viability, but is independent of the fungal light control. SclB interactions with the RcoA transcriptional repressor subunit suggest additional inhibitory functions on transcription. SclB links asexual spore formation to the synthesis of secondary metabolites including emericellamides, austinol as well as dehydroaustinol and activates the oxidative stress response of the fungus. The fungal VosA-SclB regulatory system of transcription includes a VosA control of the sclB promoter, common and opposite VosA and SclB control functions of fungal development and several additional regulatory genes. The relationship between VosA and SclB illustrates the presence of a convoluted surveillance apparatus of transcriptional control, which is required for accurate fungal development and the linkage to the appropriate secondary metabolism.
This thesis investigates whether professionals on the global financial markets, such as investment bankers, traders, and analysts, form a global social class.
Over recent decades, rising inequality has reinvigorated interest in issues of class. Despite the experience of world-wide economic crises demonstrating the global reach of the contemporary economy, the research areas of globalisation and class remain surprisingly disengaged from each other. Especially the question of global class formation remains underexplored.
The first part of this thesis examines why the issue of globalisation remains a niche within research on class. Therefore, the theoretical foundations of the dominant approaches to class are investigated, identifying the causes for the implicit “methodological nationalism” of modern mainstream class analysis in the underlying theories of the economy and social action. Vice-versa, an examination of globalisation theory shows that similar obstacles persist in the theoretical reasoning on inequality from a global perspective, precluding a conceptualisation of global class formation. In dialogue with the few existing approaches to conceptualize class on a global level, a framework for the study of global class formation based on Pierre Bourdieu’s notion of social fields is developed.
In part two of the thesis this framework is employed to examine empirically, whether the global field of finance is currently the source for the formation of a global financial class. The field of finance as the most globalised economic sector is a paradigmatic case for studying the formation of a global class. An interview study on the career trajectories of financial professionals from Frankfurt and Sydney uncovers that despite the legacy of national economic specificities on the institutional level, financial actors draw in their social praxis on global forms of social, cultural, and economic capital and have developed a common culture, worldview, praxis, and habitus, delineating the formation of a global financial class.
Five new species belonging to Hermatomyces (Hermatomycetaceae, Pleosporales) are described based on morphological investigations of specimens collected on rotten twigs and stems of various plants in Panama as well as phylogenetic analyses of sequence data of nuclear ribosomal and protein coding genes (EF1-α, RPB2, β-TUB). The new species are described as: Hermatomyces bifurcatus, H. constrictus, H. megasporus, H. sphaericoides, and H. verrucosus spp. nov. Previously described species such as H. sphaericus and H. tucumanensis were identified among the studied specimens. The new combination, H. reticulatus, is made for Subicularium reticulatum based on examination of the holotype and fresh collections. Hermatomyces subiculosus, originally described from Thailand, is reduced to synonymy with H. reticulatus; H. tectonae is synonymized under H. sphaericus based on morphological and molecular evidence; and H. chiangmaiensis and H. thailandicus are considered later synonyms of H. krabiensis and H. indicus, respectively. The type material of Scyphostroma mirum was found to be conspecific with H. tucumanensis and, therefore, the generic name Hermatomyces should be conserved or protected against the older name Scyphostroma and the binomial H. tucumanensis against S. mirum. Sixteen species of Hermatomyces are recognized, their distinctive characteristics are highlighted in line drawings and a key is provided for their identification. The peculiar morphology and consistent phylogeny of new and previously known Hermatomyces species supports the recognition of the recently introduced monotypic family Hermatomycetaceae as a well delimited monophyletic taxon within the order Pleosporales.
Leaf-stripe smuts on grasses are a highly polyphyletic group within Ustilaginomycotina, occurring in three genera, Tilletia, Urocystis, and Ustilago. Currently more than 12 Ustilago species inciting stripe smuts are recognised. The majority belong to the Ustilago striiformis-complex, with about 30 different taxa described from 165 different plant species. This study aims to assess whether host distinct-lineages can be observed amongst the Ustilago leaf-stripe smuts using nine different loci on a representative set. Phylogenetic reconstructions supported the monophyly of the Ustilago striiformis-complex that causes leaf-stripe and the polyphyly of other leaf-stripe smuts within Ustilago. Furthermore, smut specimens from the same host genus generally clustered together in well-supported clades that often had available species names for these lineages. In addition to already-named lineages, three new lineages were observed, and described as new species on the basis of host specificity and molecular differences: namely Ustilago jagei sp. nov. on Agrostis stolonifera, U. kummeri sp. nov. on Bromus inermis, and U. neocopinata sp. nov. on Dactylis glomerata.
Background: Recent epidemics have entailed global discussions on revamping epidemic control and prevention approaches. A general consensus is that all sources of data should be embraced to improve epidemic preparedness. As a disease transmission is inherently governed by individual-level responses, pathogen dynamics within infected hosts posit high potentials to inform population-level phenomena. We propose a multiscale approach showing that individual dynamics were able to reproduce population-level observations.
Methods: Using experimental data, we formulated mathematical models of pathogen infection dynamics from which we simulated mechanistically its transmission parameters. The models were then embedded in our implementation of an age-specific contact network that allows to express individual differences relevant to the transmission processes. This approach is illustrated with an example of Ebola virus (EBOV).
Results: The results showed that a within-host infection model can reproduce EBOV’s transmission parameters obtained from population data. At the same time, population age-structure, contact distribution and patterns can be expressed using network generating algorithm. This framework opens a vast opportunity to investigate individual roles of factors involved in the epidemic processes. Estimating EBOV’s reproduction number revealed a heterogeneous pattern among age-groups, prompting cautions on estimates unadjusted for contact pattern. Assessments of mass vaccination strategies showed that vaccination conducted in a time window from five months before to one week after the start of an epidemic appeared to strongly reduce epidemic size. Noticeably, compared to a non-intervention scenario, a low critical vaccination coverage of 33% cannot ensure epidemic extinction but could reduce the number of cases by ten to hundred times as well as lessen the case-fatality rate.
Conclusions: Experimental data on the within-host infection have been able to capture upfront key transmission parameters of a pathogen; the applications of this approach will give us more time to prepare for potential epidemics. The population of interest in epidemic assessments could be modelled with an age-specific contact network without exhaustive amount of data. Further assessments and adaptations for different pathogens and scenarios to explore multilevel aspects in infectious diseases epidemics are underway.
In several tumor entities, transketolase-like protein 1 (TKTL1) has been suggested to promote the nonoxidative part of the pentose phosphate pathway (PPP) and thereby to contribute to a malignant phenotype. However, its role in glioma biology has only been sparsely documented. In the present in vitro study using LNT-229 glioma cells, we analyzed the impact of TKTL1 gene suppression on basic metabolic parameters and on survival following oxygen restriction and ionizing radiation. TKTL1 was induced by hypoxia and by hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α). Knockdown of TKTL1 via shRNA increased the cells’ demand for glucose, decreased flux through the PPP and promoted cell death under hypoxic conditions. Following irradiation, suppression of TKTL1 expression resulted in elevated levels of reactive oxygen species (ROS) and reduced clonogenic survival. In summary, our results indicate a role of TKTL1 in the adaptation of tumor cells to oxygen deprivation and in the acquisition of radioresistance. Further studies are necessary to examine whether strategies that antagonize TKTL1 function will be able to restore the sensitivity of glioma cells towards irradiation and antiangiogenic therapies in the more complex in vivo environment.
Cardiac sarcoidosis is a rare immunologic disease causing heart involvement in 5% of patients. Cardiac sarcoidosis may manifest clinically as a cardiomyopathy with impaired left ventricular (LV) function or as tachyarrhythmias or bradyarrhythmias. On autopsy, cardiac granulomas can be found in approximately 25% of patients. The most common location for granulomas and scars is the LV free wall, followed by the intraventricular septum, often with involvement of the conduction system. ...
Temperature- and field-dependent 1H-, 19F-, and 79,81Br-NMR measurements together with zero - field 79,81Br-NQR measurements on polycrystalline samples of barlowite, Cu4(OH)6FBr are conducted to study the magnetism and possible structural distortions on a microscopic level. The temperature dependence of the 79,81Br-NMR spin-lattice relaxation rates 1/T1 indicate a phase transition at TN ≃ 15 K which is of magnetic origin, but with an unusually weak slowing down of fluctuations below TN. Moreover, 1/T1T scales linear with the bulk susceptibility which indicates persisting spin fluctuations down to 2 K. Quadupolare resonance (NQR) studies reveal a pair of zero-field NQR- lines associated with the two isotopes of Br with the nuclear spins of I = 3/2. Quadrupole coupling constants of vQ ≃ 28.5 MHz and 24.7 MHz for 79Br- and 81Br-nuclei are determined from Br-NMR and the asymmetry parameter of the electric field gradient was estimated to η ≃ 0.2. The Br-NQR lines are consistent with our findings from Br-NMR and they are relatively broad, even above TN. This broadening and the relative large η value suggests a symmetry reduction at the Br- site reflecting the presence of a local distortion in the lattice. Our density-functional calculations show that the displacements of Cu2 atoms located between the kagome planes do not account for this relatively large η. On the other hand, full structural relaxation, including the deformation of kagome planes, leads to a better agreement with the experiment.
Exploring the ability of acoustic infant cry analysis for discriminating developmental pathologies
(2018)
This thesis aims at exploring the ability of acoustic infant cry analysis for discriminating developmental pathologies. Cries of healthy infants as well as cries of infants suffering from cleft lip and palate, hearing impairment, laryngomalacia, asphyxia and brain damage were recorded and acoustically analyzed. The acoustic properties of the infant cries were identified and tested on their suitability to predict the health state of the infants in an reliable, valid and objective way.
To test the reliability of infant cry analysis, Krippendorff’s Alpha coefficient was calculated to test how homogeneous cries of healthy infants as well as cries of infants suffering from various pathologies are.
To asses if valid methods exist for classifying infant cries, different approaches that can be used to differentiate between the groups and to predict the health state of the infants — e.g., analysis of variances, supervised-learning models and auditory discrimination by human listeners — were tested on their validity.
The objectivity of computer-based and human-based classification approaches was explored and techniques to enhance the objectivity for both approaches are proposed.
Computer-based approaches are more objective and reached higher sensitivity and specificity values in their classification to predict the health state of the infants. Especially C5.0 decision trees reached high and therefore promising classification results, even though infant cries have a great statistical spread and can be seen as very heterogeneous and are therefore not very reliable in general.
Tubulogenesis is essential for the formation and function of internal organs. One such organ is the trachea, which allows gas exchange between the external environment and the lungs. However, the cellular and molecular mechanisms underlying tracheal tube development remain poorly understood. Here, we show that the potassium channel KCNJ13 is a critical modulator of tracheal tubulogenesis. We identify Kcnj13 in an ethylnitrosourea forward genetic screen for regulators of mouse respiratory organ development. Kcnj13 mutants exhibit a shorter trachea as well as defective smooth muscle (SM) cell alignment and polarity. KCNJ13 is essential to maintain ion homeostasis in tracheal SM cells, which is required for actin polymerization. This process appears to be mediated, at least in part, through activation of the actin regulator AKT, as pharmacological increase of AKT phosphorylation ameliorates the Kcnj13-mutant trachea phenotypes. These results provide insight into the role of ion homeostasis in cytoskeletal organization during tubulogenesis.
Background: Most smokers start smoking during their early adolescence, often with the idea that smoking is glamorous. Interventions that harness the broad availability of mobile phones as well as adolescents' interest in their appearance may be a novel way to improve school-based prevention. A recent study conducted in Germany showed promising results. However, the transfer to other cultural contexts, effects on different genders, and implementability remains unknown.
Objective: In this observational study, we aimed to test the perception and implementability of facial-aging apps to prevent smoking in secondary schools in Brazil in accordance with the theory of planned behavior and with respect to different genders.
Methods: We used a free facial-aging mobile phone app ("Smokerface") in three Brazilian secondary schools via a novel method called mirroring. The students’ altered three-dimensional selfies on mobile phones or tablets and images were "mirrored" via a projector in front of their whole grade. Using an anonymous questionnaire, we then measured on a 5-point Likert scale the perceptions of the intervention among 306 Brazilian secondary school students of both genders in the seventh grade (average age 12.97 years). A second questionnaire captured perceptions of medical students who conducted the intervention and its conduction per protocol.
Results: The majority of students perceived the intervention as fun (304/306, 99.3%), claimed the intervention motivated them not to smoke (289/306, 94.4%), and stated that they learned new benefits of not smoking (300/306, 98.0%). Only a minority of students disagreed or fully disagreed that they learned new benefits of nonsmoking (4/306, 1.3%) or that they themselves were motivated not to smoke (5/306, 1.6%). All of the protocol was delivered by volunteer medical students.
Conclusions: Our data indicate the potential for facial-aging interventions to reduce smoking prevalence in Brazilian secondary schools in accordance with the theory of planned behavior. Volunteer medical students enjoyed the intervention and are capable of complete implementation per protocol.
The identification of inhibitors of eukaryotic protein biosynthesis, which are targeting single translation factors, is highly demanded. Here we report on a small molecule inhibitor, gephyronic acid, isolated from the myxobacterium Archangium gephyra that inhibits growth of transformed mammalian cell lines in the nM range. In direct comparison, primary human fibroblasts were shown to be less sensitive to toxic effects of gephyronic acid than cancer-derived cells. Gephyronic acid is targeting the protein translation system. Experiments with IRES dual luciferase reporter assays identified it as an inhibitor of the translation initiation. DARTs approaches, co-localization studies and pull-down assays indicate that the binding partner could be the eukaryotic initiation factor 2 subunit alpha (eIF2α). Gephyronic acid seems to have a different mode of action than the structurally related polyketides tedanolide, myriaporone, and pederin and is a valuable tool for investigating the eukaryotic translation system. Because cancer derived cells were found to be especially sensitive, gephyronic acid could potentially find use as a drug candidate.
Ludwig van Beethoven im Film
(2018)
Sissi im Film
(2018)
TEMPO spin labels protected with 2-nitrobenzyloxymethyl groups were attached to the amino residues of three different nucleosides: deoxycytidine, deoxyadenosine, and adenosine. The corresponding phosphoramidites could be incorporated by unmodified standard procedures into four different self-complementary DNA and two RNA oligonucleotides. After photochemical removal of the protective group, elimination of formic aldehyde and spontaneous air oxidation, the nitroxide radicals were regenerated in high yield. The resulting spin-labeled palindromic duplexes could be directly investigated by PELDOR spectroscopy without further purification steps. Spin–spin distances measured by PELDOR correspond well to the values obtained from molecular models.
Die Straßen deutscher Städte werden überwiegend vom Automobil dominiert, was nicht nur die gebaute Umwelt prägt, sondern auch die politischen Entscheidungen beeinflusst, wenn es um die Verteilung des Straßenraumes geht. Dass jedoch am Anfang der Mobilität das Zufußgehen steht und ein gut geplanter städtischer Fußverkehr nicht nur einen Beitrag zur Sicherheit der Fußgänger*innen leistet, sondern auch die Zukunft urbaner Mobilität gewährleistet, wird oft vergessen. Obwohl der Fußverkehr zahlreiche Potentiale bietet, bekommt er im öffentlichen Raum deutlich weniger Entfaltungsspielraum zur Verfügung gestellt. Die Zufußgehenden werden dort häufig kanalisiert und an den Rand gedrängt, was Einfluss auf ihr Verhalten nimmt. Diese Marginalisierung der Fußgänger*innen wird zusätzlich hervorgerufen durch eine geringe Beachtung jener in der städtischen Planung und Politik sowie in der Wissenschaft und Gesellschaft. Demnach stehen sie im Konfliktverhältnis zur persistenten und sozial konstruierten Struktur der Straße.
Die vorliegende Untersuchung überprüft, warum die Fortbewegung zu Fuß in der gebauten Straßenumwelt und ihrer Raumaufteilung im Vergleich zu anderen Verkehrsmitteln eine untergeordnete Rolle spielt und welchen Einfluss der planerische und politische Umgang und die Gestaltung des Straßenraumes darauf nimmt. Dies geschieht mittels eines Fallbeispiels in Frankfurt am Main, der Schweizer Straße. Im Rahmen der Studie werden Ergebnisse aus teilnehmenden Beobachtungen der Zufußgehenden der Schweizer Straße und deren Verhaltensweisen im öffentlichen Straßenraum sowie aus qualitativen Interviews mit Expert*innen der gebauten Straßenumwelt Frankfurts zusammengetragen. Das übergeordnete Ziel der Arbeit ist, ein Verständnis für die Wechselwirkung zwischen Raumstruktur, planerischem Einfluss und Mobilität zu entwickeln sowie die Konflikte der Raumaufteilung für die Fußgänger*innen herauszuarbeiten, um den Fußverkehr gezielter fördern zu können.
Dinge in Texten haben maßgeblich an der Konstruktion imaginärer Welten teil. Sie können intradiegetisch angefasst werden, sie riechen, haben ein spezifisches Gewicht und doch sind sie für die Leser in erster Linie: durch Zeichen repräsentierte Dinge. So einfach und so komplex lässt sich die doppelbödige Ausgangslage beschreiben, auf der die folgenden Überlegungen gründen. Denn auf diese Beobachtung kann Literaturwissenschaft in unterschiedlicher Weise reagieren: An einem Ende der Skala beschäftigt sie sich hauptsächlich mit der Zeichenhaftigkeit von repräsentierten Dingen, den Verweischarakteristiken, Funktionen und Bedeutungen, am anderen mit der Materialität, der Stofflichkeit und Widerständigkeit. Beide Pole haben ihre Verfechter, jeder der Ansätze seine Tradition und Konjunkturen. Bevor dieser Hintergrund, die Begrifflichkeit und der Forschungsstand erläutert werden, stehen in der Folge zwei literarische Beispiele im Zentrum, an denen gezeigt wird, welche Fragen sich mit literarischen Dingen stellen. Ludwig Tiecks 'Des Lebens Überfluß' (1838) und Ilija Trojanows 'Auf der Flucht' (2017) entstammen ganz unterschiedlichen Epochen und Kontexten, deshalb lässt sich an ihnen auch eine Bandbreite von Fragestellungen aufzeigen.
Das Peptidhormon Orexin (Hypokretin), das insbesondere in Neuronen des lateralen Hypothalamus synthetisiert wird, hat nach neueren Untersuchungen neben dem Einfluss auf das Essverhalten eine entscheidende Funktion im Schlaf-Wach Verhalten. In optogenetischen Untersuchungen, in denen modifizierte Zellen durch Licht aktiviert werden, konnte durch die Hochregulation von Orexin eine deutliche Wachheits- und Aktivitätszunahme der Tiere verzeichnet werden. Bei erhöhter MCH Freisetzung war eine vermehrte Schlafneigung beobachtet worden. Orexin und MCH scheinen demnach gegensinnige Funktionen in der Schlaf-Wach Regulation einzunehmen.
Mit der vorliegenden Arbeit wurden genauere Einblicke in das orexinerge System im Gehirn von zwei unterschiedlichen Mäusestämmen gewonnen. Es ist nach unserem Wissensstand die erste Arbeit, die das Reaktivitätsmuster von Orexin und MCH bei C3H- und C57BL-Mäusen im Hinblick auf Schlaf und Schlafentzug beleuchtet. Der Vergleich zwischen den Mäusestämmen ist im Besonderen interessant, weil die C57BL-Mäuse das pineale Schlafhormon Melatonin nicht bilden.
Beide Mäusestämme wurden nach Adaptation während drei unterschiedlicher Funktionszustände semiquantitativ immunhistochemisch untersucht: im Schlaf, im aktiven Zustand sowie nach 6-stündigem Schlafentzug. Nach Fixierung der Gehirne wurden die angefertigten Hirnschnitte immunhistochemisch gefärbt und mikroskopiert. Die Semi-Quantifizierung der Immunreaktivität erfolgte durch eine etablierte Bildbearbeitungsmethodik.
Das Verteilungsmuster Orexin- und MCH-ir Neurone ist zwischen den jeweiligen Mäusestämmen gleich und zeigt eine gegenseitige Innervation. Dies spricht für eine geregelte Interaktion beider Botenstoffsysteme.
Weiterhin zeigte sich eine deutliche Schlaf-physiologische Korrelation orexinerger Neurone mit der höchsten Immunreaktivität während der Wachheit. Es konnte jedoch kein Unterschied der Immunreaktivität in Bezug auf Lokalisation und Stadien zwischen C3H- und C57BL-Mäusen nachgewiesen werden, sodass davon auszugehen ist, dass die Melatonindefizienz der C57BL keine bedeutende Rolle in der zirkadianen Regulation von Orexin spielt.
Im Gegensatz zu Orexin konnte kein signifikanter Unterschied in der Immunreaktivität MCH-ir Neurone zu den unterschiedlichen Vigilanzstadien festgestellt werden.
Vermutlich spielt die relative Inaktivität von Orexin in Kombination mit aktiver Sekretion von MCH eine wichtige Rolle in der Induktion und Kontrolle von Schlaf.
Es sind noch viele Fragen offen; insbesondere die Interaktion zwischen Wachheit- und Schlaf-induzierenden Neuronen deren Regulation. Auch der Einfluss vom Nucleus suprachiasmaticus auf Oreginerge/MCHerge Neurone, sowie das Verhältnis von Melatonin zu Orexin und MCH bedarf weiterer Forschungen.
The thesis deals with the analysis and modeling of point processes emerging from different experiments in neuroscience. In particular, the description and detection of different types of variability changes in point processes is of interest.
A non-stationary rate or variance of life times is a well-known problem in the description of point processes like neuronal spike trains and can affect the results of further analyses requiring stationarity. Moreover, non-stationary parameters might also contain important information themselves. The goal of the first part of the thesis is the (further) development of a technique to detect both rate and variance changes that may occur in multiple time scales separately or simultaneously. A two-step procedure building on the multiple filter test (Messer et al., 2014) is used that first tests the null hypothesis of rate homogeneity allowing for an inhomogeneous variance and that estimates change points in the rate if the null hypothesis is rejected. In the second step, the null hypothesis of variance homogeneity is tested and variance change points are estimated. Rate change points are used as input. The main idea is the comparison of estimated variances in adjacent windows of different sizes sliding over the process. To determine the rejection threshold functionals of the Brownian motion are identified as limit processes under the null of variance homogeneity. The non-parametric procedure is not restricted to the case of at most one change point. It is shown in simulation studies that the corresponding test keeps the asymptotic significance level for a wide range of parameters and that the test power is remarkable. The practical applicability of the procedure is underlined by the analysis of neuronal spike trains.
Point processes resulting from experiments on bistable perception are analyzed in the second part of the thesis. Visual illusions allowing for than more possible perception lead to unpredictable changes of perception. In the thesis data from (Schmack et al., 2015) are used. A rotating sphere with switching perceived rotation direction was presented to the participants of the study. The stimulus was presented continuously and intermittently, i.e., with short periods of „blank display“ between the presentation periods. There are remarkable differences in the response patterns between the two types of presentation. During continuous presentation the distribution of dominance times, i.e., the intervals of constant perception, is a right-skewed and unimodal distribution with a mean of about five seconds. In contrast, during intermittent presentation one observes very long, stable dominance times of more than one minute interchanging with very short, unstable dominance times of less than five seconds, i.e., an increase of variability.
The main goal of the second part is to develop a model for the response patterns to bistable perception that builds a bridge between empirical data analysis and mechanistic modeling. Thus, the model should be able to describe both the response patterns to continuous presentation and to intermittent presentation. Moreover, the model should be fittable to typically short experimental data, and the model should allow for neuronal correlates. Current approaches often use detailed assumptions and large parameter sets, which complicate parameter estimation.
First, a Hidden Markov Model is applied. Second, to allow for neuronal correlates, a Hierarchical Brownian Model (HBM) is introduced, where perception is modeled by the competition of two neuronal populations. The activity difference between these two populations is described by a Brownian motion with drift fluctuating between two borders, where each first hitting time causes a perceptual change. To model the response patterns to intermittent presentation a second layer with competing neuronal populations (coding a stable and an unstable state) is assumed. Again, the data are described very well, and the hypothesis that the relative time in the stable state is identical in a group of patients with schizophrenia and a control group is rejected. To sum up, the HBM intends to link empirical data analysis and mechanistic modeling and provides interesting new hypotheses on potential neuronal mechanisms of cognitive phenomena.
Hippodamia variegata (Goeze) (Coleoptera: Coccinellidae), a Palearctic lady beetle that has become established in North America, is reported for the first time from the state of Iowa, U.S.A. The earliest specimen of H. variegata from Iowa was collected in 2009, with two subsequent specimens in 2012. Collection records of an advancing, non-native species like H. variegata are important for determining comparative rates of geographic spread across various regions and understanding its invasion dynamics.
Modellierung der klimatischen Habitateignung verschiedener krankheitsübertragender Vektorarten
(2018)
Der Klimawandel hat einen starken Einfluss auf die Verbreitungsgebiete von Arten. Infolgedessen kann sich das Verbreitungsgebiet von Arten verschieben, einschränken oder ausweiten. Bei thermophilen Arten wird vermutet, dass sie von den klimatischen Änderungen profitieren und sie sich wahrscheinlich ausbreiten werden. Eine solche Ausbreitung, wozu auch die Einwanderung von gebietsfremden Arten zählt, hätte nicht nur zahlreiche Konsequenzen für diese Ökosysteme, sondern könnte sich auch zu einem ernsten Gesundheitsrisiko entwickeln, wenn es sich bei den einwandernden Neobiota um Vektorarten handelt.
Stechmücken und Sandmücken, als blutsaugende Insekten, zählen zu den bekanntesten Vektorarten. Sie sind in der Lage, eine Vielzahl von Infektionskrankheiten wie das Denguefieber oder das Gelbfieber, aber auch protozoische Parasiten wie "Leishmania"-Arten zu übertragen. Als thermophile Arten sind viele dieser Vektoren aktuell in ihrer Verbreitung weitgehend auf tropische und subtropische Gebiete beschränkt. Eine Einwanderung in gemäßigtere Gebiete kann zu einer Einschleppung der durch sie übertragenden Erreger führen und damit zum Ausbruch von Infektionskrankheiten. Aufgrund der medizinischen Relevanz dieser Arten ist es essentiell, die räumliche Verbreitung, sowie die abiotischen Ansprüche der Vektorarten zu kennen, um deren mögliche Ausbreitung nachzuvollziehen.
Vor diesem Hintergrund beschäftigte sich die vorliegende kumulative Dissertation mit den klimawandelinduzierten Änderungen der Habitateignung verschiedener medizinisch relevanter Vektorarten. Dabei wurden die zwei invasiven Stechmückenarten "Aedes albopictus" (I-III) und "Aedes japonicus" (III), sowie zehn in Europa bereits vorkommende Sandmückenarten der Gattung "Phlebotomus" (IV), untersucht. Die Arbeit basiert auf vier (ISI-) Publikationen. Unter Verwendung ökologischer Nischenmodellierung wurden geeignete Gebiete unter aktuellen und zukünftigen Klimabedingungen bestimmt. Um dabei sowohl räumliche als auch zeitliche Aspekte zu berücksichtigen, wurden mehrere räumliche Skalen (Deutschland und Europa), sowie Zeitperioden (2030, 2050 und 2070) betrachtet. Des Weiteren wurden verschiedene Ansätze (einzelne Algorithmen und Ensemble-Modelle) zur Modellierung der Habitateignung verwendet.
Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen eine zukünftige klimawandelbedingte Ausweitung der geeigneten Gebiete für viele der betrachteten Vektorarten. So konnte gezeigt werden, dass die Habitateignung für "Aedes albopictus" in Deutschland (I) und in Europa (III) zukünftig deutlich zunimmt. Auch für die Sandmückenarten "Phlebotomus alexandri", "Phlebotomus neglectus", "Phlebotomus papatasi", "Phlebotomus perfiliewi" und "Phlebotomus tobbi" konnte eine deutliche Zunahme der klimatisch geeigneten Gebieten projiziert werden (IV).
Lediglich Arten, wie die Asiatische Buschmücke "Aedes japonicus" (III) und auch kältetolerantere Sandmücken, wie "Phlebotomus ariasi" und "Phlebotomus mascittii" (IV) scheinen weniger von diesen klimatischen Veränderungen zu profitieren und könnten in Zukunft sogar aktuell geeignete Gebiete verlieren (klimawandelinduzierte Arealverkleinerung). Bei "Aedes japonicus" konnte dies auf eine engeren Nische mit einem Optimum bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zurückgeführt werden (III).
Am Beispiel von "Aedes albopictus" wurden ferner Umweltfaktoren identifiziert, die die Verbreitung der Art limitieren (II). Als wärmeliebende Art spielen bei "Aedes albopictus" in Mitteleuropa insbesondere die niedrigen Temperaturen eine Rolle, während in Zukunft die Sommertrockenheit in Südeuropa zunehmend eine Rolle spielen könnte.
Nischenmodellierung stellt trotz ihrer vereinfachenden Annahmen und Unsicherheiten, eine hilfreiche Methode zur Untersuchung klimawandelinduzierter Arealverschiebungen dar. Mit Hilfe der Modellierungsergebnisse konnten Gebiete mit einem hohen Etablierungsrisiko für die Vektorarten identifiziert werden, welche daher im Fokus künftiger Überwachungsprogramme stehen sollten. In Zukunft könnten mehr Vektorarten geeignete Bedingungen in Mitteleuropa finden, wodurch die Vektordiversität zunehmen wird. Dadurch könnte auch das Risiko für einen Ausbruch der durch die Vektoren übertragenen Krankheiten steigen.
Auch wenn das Vorhandensein eines kompetenten Vektors eine unerlässliche Voraussetzung für den Ausbruch einer Infektionskrankheit darstellt, gibt es noch weitere Faktoren, wie das Vorhandensein des Erregers. In Bezug auf die Risikoabschätzung vektorassoziierter Krankheiten sollten neben der Verbreitung des Vektors und des Erregers auch die abiotischen Bedingungen für die Entwicklung des Erregers berücksichtigt werden. Neben neu eingewanderten Arten sollten zudem auch die heimischen Arten in Bezug auf ihre Vektorkompetenz untersucht werden, da diese ebenfalls als potentielle Vektoren dienen und somit das Gesundheitsrisiko weiter erhöhen könnten.
Based on morphological features of the adult female, the Brazilian soft scale, Mesolecanium ferum Hempel, 1920 (= Toumeyella ferum) (Hemiptera: Coccomorpha: Coccidae) is transferred to the genus Neotoumeyella Kondo and Williams, 2009, as Neotoumeyella ferum (Hempel), comb. nov. The genus Neotoumeyella is rediagnosed in order to accommodate the unique features of M. ferum and an updated key to the six species of the genus is provided. An English translation of the Spanish redescription of M. ferum (as T. ferum) by Granara de Willink (2012) is also provided, with the author’s comments and interpretations.
A combination of five characters supports the arrangement of three species in the Anthocharis sara complex (Lepidoptera: Pieridae: Pierinae: Anthocharidini) consisting of Anthocharis sara Lucas, 1852 (Sara orangetip), Anthocharis thoosa Scudder, 1878 (southwestern orangetip), and Anthocharis julia W.H. Edwards, 1872 (Julia orangetip). These five characters include adult phenotypes, fifth instar larval coloration, pupal cone curvature and color, number of overwintering cycles, and interspecific contact zone behavior. This taxonomic treatment is generated from extensive life history studies from 12 western U.S. states through most of the sara complex distribution.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit inversen Problemen für partielle Differentialgleichungen. Moderne Lösungsverfahren solcher inversen Probleme müssen die zugehörige partielle Differentialgleichung (PDGL) oft sehr häufig lösen. Mit Hinblick auf die Rechenzeit solcher Verfahren stellt das häufige Lösen der PDGL den Hauptanteil der benötigten Rechenzeit dar. Daraus resultiert die Grundidee dieser Arbeit: es sollen Lösungsverfahren von inversen Problemen beschleunigt werden, indem die für die Vorwärtslösung benötigte Rechenzeit verringert wird. Genauer gesagt soll anstatt der Vorwärtslösung eine Approximation an diese, welche kostengünstig zu berechnen ist, verwendet werden. Für die Bestimmung einer kostengünstigen Annäherung an die Vorwärtslösung wird die Reduzierte Basis Methode, eine Modellreduktionstechnik, verwendet.
Das Ziel der klassischen Reduzierten Basis Methode ist es einen globalen Reduzierte Basis Raum (RB-Raum) zu konstruieren. Dabei handelt es sich um einen niedrigdimensionalen Teilraum des Lösungsraumes der PDGL, welcher für jeden Parameter aus dem Parameterraum eine gute Näherung der PDGL-Lösung liefert. Eine beispielhafte Methode zur Konstruktion eines solchen Raumes ist es, geschickt Parameter auszuwählen und die dazu gehörigen PDGL-Lösungen als Basisvektoren des RB-Raumes zu verwenden. Die orthogonale Projektion der PDGL auf diesen RB-Raum liefert die entsprechenden Reduzierte Basis Lösungen. Das Besondere in dieser Arbeit ist, dass die betrachteten PDGLn einen sehr hochdimensionalen und unbeschränkten Parameterraum besitzen, und es ist bekannt, dass dies für die Reduzierte Basis Methode eine immense Schwierigkeit darstellt.
In Kapitel 1 wird ein schlechtgestelltes inverses Modellproblem, die Rekonstruktion der Wärmeleitfähigkeit eines Gegenstandes aus der Messung der Temperatur desselben, eingeführt und das nichtlineare Landweber-Verfahren als iteratives Regularisierungsverfahren zur Lösung dieses inversen Problems vorgestellt. Die Grundlagen der Reduzierten Basis Methode werden dargelegt und es wird erläutert, warum die klassische Variante der Methode in diesem Kontext der Bildrekonstruktion versagt. Daraufhin wird der neuartig Ansatz, ein adaptiver Reduzierte Basis Ansatz, entwickelt. Die folgenden Schritte bilden die Grundlage dieses adaptiven Reduzierte Basis Ansatzes:
1. Sei ein RB-Raum gegeben, so projiziere den Lösungsalgorithmus des inversen Problems auf diesen RB-Raum.
2. Generiere mit Hilfe dieses projizierten Verfahrens neue Iterierte bis entweder eine Iterierte das inverse Problem löst oder bis der RB-Raum erweitert werden muss.
3. Im ersten Fall wird das Verfahren beendet, im zweiten Fall wird die zur aktuellen Iterierten gehörige Vorwärtslösung verwendet um den RB-Raum zu verbessern. Danach wird mit dem ersten Schritt fortgefahren.
Es wird also nach und nach ein lokal approximierender RB-Raum konstruiert, indem Parameter für neue Basisvektoren mittels einer projizierten Variante des Lösungsalgorithmus des inversen Problems gefunden werden. Das neuartige Reduzierte Basis Landweber-Verfahren ist das Hauptresultat von Kapitel 1, wobei das Verfahren ausführlich numerisch untersucht und mit dem ursprünglichen Landweber-Verfahren verglichen wird.
In Kapitel 2 dieser Arbeit soll der zuvor entwickelte adaptive Reduzierte Basis Ansatz auf ein komplexes und praxisrelevantes Problem angewandt werden. Insbesondere soll die dadurch entstehende neue Methode mit Hinblick auf Konvergenz theoretisch ausführlich untersucht werden. Daher widmet sich der zweite Teil dieser Arbeit dem Problem der Magnet Resonanz Elektrischen Impedanztomographie (MREIT).
Bei der MREIT handelt es sich um ein Bildgebungsverfahren, welches während der letzten drei Jahrzehnte entwickelt wurde. Dabei wird ein Gegenstand, an welchen Elektroden angeheftet sind, in einen Kernspintomographen gelegt und es ist das Ziel des Verfahrens die elektrische Leitfähigkeit des Gegenstandes zu bestimmen. Die dazu benötigten Daten werden folgendermaßen gewonnen: indem Strom an einer der Elektroden angelegt wird, wird ein Stromfluss erzeugt, welcher wiederum eine Änderung der Magnetflussdichte induziert. Diese kann mit Hilfe des Kernspintomographen gemessen werden, wodurch man einen vollen Satz innerer Daten zur Hand hat, sodass hoch aufgelöste Bilder der elektrischen Leitfähigkeit des Gegenstandes rekonstruiert werden können.
Als Lösungsalgorithmus für dieses praxisrelevante Problem wird der bereits bekannte Harmonische Bz Algorithmus vorgestellt. Das Problem und der Algorithmus werden mit Hinblick auf Konvergenz des Verfahrens untersucht und ein Konvergenzresultat, welches die bestehende Konvergenztheorie hin zu einem approximativen Harmonischen Bz Algorithmus erweitert, wird bewiesen. Dabei hängt das Resultat nicht davon ab welche Art von Approximation an die Vorwärtslösung der entsprechenden PDGL im approximativen Harmonischen Bz Algorithmus verwendet wird solange diese einer Regularitäts- und einer Qualitätsbedingung genügt. Damit folgt das zweite Hauptresultat dieser Arbeit: die numerische Konvergenz des Harmonischen Bz Algorithmus. Es soll dabei hervorgehoben werden, dass Konvergenzresultate im Bereich der inversen Probleme (sofern es sie gibt) meistens die Kenntnis der exakten Vorwärtslösung annehmen, sodass keine numerische Konvergenz des zugehörigen Verfahrens folgt (in einer numerischen Implementation wird stets eine Approximation an die Vorwärtslösung verwendet). Somit ist dieses Konvergenzresultat ein Schritt hin zur numerischen Konvergenz anderer Lösungsverfahren von inversen Problemen.
Da das theoretische Resultat von der Art der Approximation nicht abhängt, erhält man ebenfalls die Konvergenz des neuartigen Reduzierte Basis Harmonischen Bz Algorithmus, welcher die Kombination des in Kapitel 1 entwickelten adaptiven Reduzierte Basis Ansatzes und des Harmonischen Bz Algorithmus ist. In einer kurzen numerischen Untersuchung wird festgestellt, dass dieser Reduzierte Basis Harmonische Bz Algorithmus schneller als der Harmonische Bz Algorithmus ist, wobei die Qualität der Rekonstruktion gleichbleibend ist. Somit funktioniert der entwickelte adaptive Reduzierte Basis Ansatz auch angewandt auf dieses komplexe praxisrelevante inverse Problem der MREIT.
The Republic of Panama currently has 358 recorded species of Trichoptera. Herein we add 25 new country records for Panama. The newly recorded taxa increase Panama’s total known caddisfly fauna to 383 species, distributed among 15 families and 52 genera. These results are part of an ongoing effort to characterize the caddisfly fauna of Panama, and to evaluate that country’s major watersheds (cuencas).
There have been 136 species of microcaddisflies (Trichoptera: Hydroptilidae) recorded from the Republic of Panama. Herein we describe seven new species from the Mount Totumas Cloud Forest and Biological Reserve, in the upper reaches of the Río Chiriquí Viejo watershed (Costatrichia devestiva, C. dietrichi, Metrichia brocha, M. calla, Neotrichia atopa, Ochrotrichia anticheirion, and Rhyacopsyche totuma). These results are part of an ongoing effort to characterize the aquatic insect fauna of Panama, and to evaluate that country’s major watersheds.
Through this survey, four species of aphelinid, one species of encyrtid, and one species of signiphorid wasp (Hymenoptera: Chalcidoidea) were collected and identified as follows: Aphytis japonicus DeBach and Azim, Encarsia berlesei (Howard), Marietta carnesi (Howard), Pteroptrix sp. 2, Arrhenophagus chionaspidis Aurivillius, and Chartocerus subaenus (Förster). Among these, C. subaenus is recorded newly from the Korean parasitoid fauna. Also, three species of aphelinids and one species of signiphorid are newly added as parasitic wasps associated with Pseudaulacaspis cockerelli (Cooley) (Hemiptera: Coccoidea) from Korea. In this paper, the list of parasitoid species of P. cockerelli that occur in Korea is updated and a brief diagnosis and photographs of these species are provided.
The Scarabaeus subgenus Scarabaeolus Balthasar, 1965 (Scarabaeidae: Scarabaeinae: Scarabaeini) is defined and nine new species are described, six from the Republic of South Africa [S. (S.) fragilis sp. n., S. (S.) krugeri sp. n., S. (S.) lizleri sp. n., S. (S.) orientalis sp. n., S. (S.) rugosipennis sp. n., S. (S.) similis sp. n.] and one each from Angola [S. (S.) cunene sp. n.], Namibia [S. (S.) namibensis sp. n.] and Kenya [S. (S.) werneri sp. n.], bringing the number of recorded species up to 41. Species accounts listing original descriptions, subsequent accounts, type localities, type repositories, and geographic distributions are provided for all the species. The status of S. (S.) reichei Waterhouse, 1890 and of S. (S.) bohemani Harold, 1868, both formerly synonymized and reinstated, are discussed. It is concluded that S. (S.) reichei is synonymous with S. (S.) canaliculatus Fairmaire, 1888, whereas S. (S.) bohemani differs from S. (S.) palemo Olivier, 1789 in the color of antennal club and shape of paramere tips, and is upheld pending availability of molecular data.
Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT) offers potential cure to acute myeloid leukemia (AML) patients. However, infections with commensal bacteria are an important cause for non-relapse mortality (NRM). We have previously described the impact of multidrug-resistant organism (MDRO) colonization on the survival of allo-HSCT patients. In the aforementioned publication, according to consensus, we there did not consider the opportunistic gram-negative bacterium Stenotrophomonas maltophilia (S. maltophilia) to be an MDRO. Since rate of S. maltophilia colonization is increasing, and it is not known whether this poses a risk for allo-HSCT patients, we here analyzed here its effect on the previously described and now extended patient cohort. We report on 291 AML patients undergoing allo-HSCT. Twenty of 291 patients (6.9%) were colonized with S. maltophilia. Colonized patients did not differ from non-colonized patients with respect to their age, remission status before allo-HSCT, donor type and HSCT-comorbidity index. S. maltophilia colonized patients had a worse overall survival (OS) from 6 months up to 60 months (85% vs. 88.1% and 24.7% vs. 59.7%; p = 0.007) due to a higher NRM after allo-HSCT (6 months: 15% vs. 4.8% and 60 months: 40.1% vs. 16.2% p = 0.003). The main cause of mortality in colonized patients was infection (46.2% of all deaths) and in non-colonized patients relapse (58.8% of all deaths). 5/20 colonized patients developed an invasive infection with S. maltophilia. The worse OS after allo-HSCT due to higher infection related mortality might implicate the screening of allo-HSCT patients for S. maltophilia and a closer observation of colonized patients as outpatients.
Background: Drugs used to treat gastrointestinal diseases (GI drugs) are widely used either as prescription or over23 the-counter (OTC) medications and belong to both the ten most prescribed and ten most sold OTC medications worldwide. Current clinical practice shows that in many cases, these drugs are administered concomitantly with other drug products. Due to their metabolic properties and mechanisms of action, the drugs used to treat gastrointestinal diseases can change the pharmacokinetics of some co27 administered drugs. In certain cases, these interactions can lead to failure of treatment or to the occurrence of serious adverse events. The mechanism of interaction depends highly on drug properties and differs among therapeutic categories. Understanding these interactions is essential to providing recommendations for optimal drug therapy.
Objective: To discuss the most frequent interactions between GI and other drugs, including identification of the mechanisms behind these interactions, where possible.
Conclusion: Interactions with GI drugs are numerous and can be highly significant clinically. Whilst alterations in bioavailability due to changes in solubility, dissolution rate and metabolic interactions can be (for the most part) easily identified, interactions that are mediated through other mechanisms, such as permeability or microbiota, are less well understood. Future work should focus on characterizing these aspects.
Nukleinsäuren besitzen neben der Speicherung und Übertragung der genetischen Information weitere vielfältige Funktionen in einem komplexen und dynamischen Netzwerk von gleichzeitig ablaufenden Prozessen in der Zelle. Die gezielte Kontrolle bestimmter Nukleinsäuren kann helfen, die jeweiligen Prozesse zu studieren oder auch zu manipulieren. Photoaktive Verbindungen, wie photolabile Schutzgruppen oder Photoschalter, sind ideal dazu geeignet die Struktur und Funktion von Nukleinsäuren zu studieren. Photolabile Schutzgruppen werden dazu meistens auf die Nukleobase installiert und stören die Watson-Crick Basenpaarung. Dies verhindert die Ausbildung einer Sekundärstruktur oder die Möglichkeit einen stabilen Doppelstrang zu bilden. Licht ist ein nicht-invasives Trigger-signal und kann mit hoher Orts- und Zeitauflösung angewendet werden, um selektiv die temporär geschützten Nukleinsäuren in der Zelle zu aktivieren.
Das erste Projekt dieser Arbeit ist eine Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Erin Schuman (MPI für Hirnforschung) und beschäftigt sich mit der lichtgesteuerten Regulation der miR-181a Aktivität in hippocampalen Neuronen von Ratten. Die Langzeitpotenzierung (LTP) ist der primäre Mechanismus von synaptischer Plastizität und somit essentiell für Lernen und Gedächtnis. Die langfristige Aufrechterhaltung von LTP erfordert eine gesteigerte (lokale) Proteinbiosynthese, ein Prozess, der noch nicht vollständig aufgeklärt ist. Die miR-181a reguliert die Genexpression von zwei für synaptische Plastizität wichtigen Proteinen, GluA2 und CaMKIIα. Mit einem lichtaktivierbaren AntimiR sollte der Einfluss der miR-181a auf die lokale Proteinsynthese von CaMKIIα und GluA2 untersucht werden. Photolabile Schutzgruppen sollen eine ortsaufgelöste Aktivierung des AntimiRs in den Dendriten ermöglichen. Ein Tracking-Fluorophor sollte die Lokalisierung des AntimiRs und eine gezielte Lichtaktivierung ermöglichen. Die Bindung der miRNA sollte fluoreszent visualisiert werden können, um eine Korrelation zwischen der inhibierten Menge an miR-181a und den neu synthetisierten CaMKIIα-Molekülen zu untersuchen. In diesem Projekt wurden drei Konzepte zur Synthese von lichtregulierbaren AntimiR-Sonden verglichen: Das erste Konzept verwendete eine Thiazolorange-basierte Hybridisierungssonde nach Seitz et al. Allerdings war mit diesem Konzept der Fluoreszenzanstieg zur Visualisierung der Hybridisierung zu gering. Im zweiten Konzept wurde ein dual-Fluorophor markierter Molecular Beacon entwickelt, bei dem die photolabilen Schutzgruppen in der Schleifen-Region die Hybridisierung der miR-181a vor Belichtung verhinderten. Nach Optimierung der Stammlänge, Anzahl und Position der photolabilen Schutzgruppen, sowie Auswahl des idealen Fluorophor-Quencher Paars, konnte nach UV-Bestrahlung in Anwesenheit der miR-181a ein signifikanter Anstieg des Hybridisierungsreporter-Fluorophors gemessen werden. Das dritte Konzept untersuchte lichtaktivierbare Hairpin-Sonden, bei denen ein Gegenstrang (Blockierstrang) über einen photospaltbaren Linker mit dem AntimiR verknüpft wurde. Dabei musste die optimale Länge des Blockierstrangs und die Anzahl der photo-spaltbaren Linker im Blockierstrang ermittelt werden, sodass die miR-181a erst nach Photoaktivierung das AntimiR binden und den Quencher-markierten Strang verdrängen konnte. Die in vitro Experimente vom Arbeitskreis Schuman waren zu dem Zeitpunkt des Einreichens dieser Arbeit noch nicht abgeschlossen. Erste Ergebnisse zeigten, dass der mRNA und Protein-Level von CaMKIIα eines gesamten hippocampalen Neurons durch ein nicht-lichtaktivierbare AntimiR um den Faktor ~1,5 gesteigert werden konnte. Zudem konnte durch die lokale Bestrahlung einer lichtaktivierbaren Hairpin-Sonde die lokale Gen-expression von CaMKIIα in einem Dendriten deutlich gesteigert werden.
Das zweite Projekt dieser Arbeit beschäftigte sich mit der reversiblen Lichtregulation von DNA und RNA durch Azobenzol Photoschalter. Azobenzole eignen sich ideal für die Regulation der Duplexstabilität, denn das planare trans-Azobenzol kann zwischen die Basen interkalieren und somit einen Doppelstrang stabilisieren. UV-Licht überführt das trans-Isomer in das cis-Isomer. Dies ist gewinkelt, benötigt mehr Platz und stört dadurch die Stabilität eines Nukleinsäuredoppelstrangs. Entscheidend für die Effizienz der Regulation der Duplexstabilität ist der Linker, der das Azobenzol mit der Nukleinsäure verknüpft. Während vorangegange Studien von Asanuma et al. unnatürliche Linker (D-Threoninol, tAzo) verwendeten, wurde in dieser Studie das Azobenzol mit der C1‘-Position von (Desoxy-)Ribose C-Nukleoside verknüpft, um Azobenzol (pAzo und mAzo) zu erhalten. Der Riboselinker sollte die helikale Natur der Nukleinsäure optimal nachahmen und möglichst wenig Störung des Ribose-Phosphat-Rückgrats bewirken. Thermische Stabilitätsstudien zeigten, dass UV-Licht induzierte trans-zu-cis Isomerisierung den Schmelzpunkt eines RNA- und DNA-Duplexes um 5,9 und 4,6 °C erniedrigte. Dabei führte der Austausch eines Nukleotids gegen pAzo oder mAzo zu einer effektiveren Regulation der Duplexstabilität als der zusätzliche Einbau eines Azobenzol C-Nukleosids in die Sequenz. Ein Vergleich mit dem in der Literatur etablierten System, tAzo, zeigte, dass pAzo und mAzo teilweise einen stärkeren Duplexdestabilisierungseffekt nach UV-Bestrahlung bewirkten.
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While interleukin (IL)-1β is a potent pro-inflammatory cytokine involved in host defense, high levels can cause life-threatening sterile inflammation including systemic inflammatory response syndrome. Hence, the control of IL-1β secretion is of outstanding biomedical importance. In response to a first inflammatory stimulus such as lipopolysaccharide, pro-IL-1β is synthesized as a cytoplasmic inactive pro-form. Extracellular ATP originating from injured cells is a prototypical second signal for inflammasome-dependent maturation and release of IL-1β. The human anti-protease alpha-1 antitrypsin (AAT) and IL-1β regulate each other via mechanisms that are only partially understood. Here, we demonstrate that physiological concentrations of AAT efficiently inhibit ATP-induced release of IL-1β from primary human blood mononuclear cells, monocytic U937 cells, and rat lung tissue, whereas ATP-independent IL-1β release is not impaired. Both, native and oxidized AAT are active, suggesting that the inhibition of IL-1β release is independent of the anti-elastase activity of AAT. Signaling of AAT in monocytic cells involves the lipid scavenger receptor CD36, calcium-independent phospholipase A2β, and the release of a small soluble mediator. This mediator leads to the activation of nicotinic acetylcholine receptors, which efficiently inhibit ATP-induced P2X7 receptor activation and inflammasome assembly. We suggest that AAT controls ATP-induced IL-1β release from human mononuclear blood cells by a novel triple-membrane-passing signaling pathway. This pathway may have clinical implications for the prevention of sterile pulmonary and systemic inflammation.
Personen- und Organisationsmerkmale als Gelingensbedingungen im pädagogischen Vorbereitungsdienst
(2018)
Die vorliegende Arbeit greift die defizitäre empirische Befundlage zur Wahrnehmung der zweiten Ausbildungsphase des Lehrerberufs – dem Referendariat – auf. Sie geht der Frage nach, wie das Belastungserleben der Referendare mit Merkmalen der Person oder Organisation verknüpft ist. Bestehende Forschungsaktivtäten legen ihren Fokus auf die Wahrnehmung erfahrener Lehrkräfte im Beruf. Es fehlt an Studien, die das Erleben im Referendariat diskutieren. Die vorliegende, primär explorativ ausgerichtete Arbeit nimmt diese Ausbildungsphase in den Blick. Die Datenbasis der Arbeit bildet die Evaluationsstudie „Pädagogische Entwicklungsbilanzen an Studienseminaren“ (PEB-Sem), die in Hessen zum Einsatz kam. Es werden Daten von 3808 Referendaren sekundäranalytisch ausgewertet. Da die Beschreibung der Untersuchungsgruppe im Referendariat selbst wenig Vergleichsmöglichkeiten zur Absicherung der Daten bietet, wurde PEB-Sem im Praxissemester bei einer Vergleichsgruppe von Lehramtsstudierenden an der Goethe-Universität eingesetzt.
Personale Merkmale im Umgang mit Belastungen wurden über objektive Aspekte (Alter, Geschlecht, Lehramtsstufe, pädagogische Vorerfahrungen) sowie über Persönlichkeitscharakteristika (Selbstwirksamkeitserwartungen, Resilienz) operationalisiert. Merkmale der Organisation des Vorbereitungsdiensts wurden über Skalen erhoben, welche die Ausbildungsbeziehungen zwischen Referendaren und Ausbildern, Mentoren sowie der Seminarleitung oder die Kohärenz der Ausbildung erfassen.
In den Ergebnissen der Analyse personenbezogener Merkmale zeigt sich, dass vor allem die Resilienz das Belastungserleben der Referendare erklären kann, während die pädagogischen Vorerfahrungen oder die Selbstwirksamkeitserwartungen nur einen geringen Anteil der Belastungswahrnehmung erklären können. Die Belastung in der Ausbildung wird über die Zentralstellung des Leistungsdrucks, der durch die bewerteten Unterrichtsbesuche, Zeitdruck oder auch die Prüfungsbelastung zum Ende der Ausbildung entsteht, maßgeblich bestimmt. Zwischen den Faktoren der Organisation und der Belastungswahrnehmung, wie sie z.B. für die Unterstützung durch die Ausbilder und Mentoren untersucht wurden, konnten nur schwache Zusammenhänge zur Belastung nachgewiesen werden. Die vergleichende Betrachtung von Referendaren und Studierenden im Praxissemester kann Unterschiede im Erleben dieser beiden Ausbildungsabschnitte herausarbeiten. Die berufliche Erfahrung, welche die Referendare den Studierenden voraushaben, wirkt sich, entgegen der Annahme, nicht positiv auf die Belastungswahrnehmung aus: Referendare zeigen sich stärker belastet als Lehramtsstudierende. Bezogen auf die Unterschiede in der Einschätzung der Resilienz sind es wieder die Lehramtsstudierenden, die im Vergleich zu den Referendaren über eine stärkere Widerstandfähigkeit verfügen.
Die vergleichende Betrachtung beider Ausbildungsphasen vermitteln ein besseres Verständnis und eine größere Nähe zum jeweiligen Ausbildungskontext. Die Befunde der Studie deuten auf die Notwendigkeit hin, sich mit Unsicherheiten und Belastungen, die durch die Bewertungssituationen und den Anpassungsdruck an die Erwartungen der Ausbilder und Mentoren entstehen können, stärker zu befassen. An diese Ergebnisse lassen sich Implikationen für die Praxis und mögliche Ansatzpunkte für weitere Forschungsbemühen anschließen.
Bacterial pathogens exploit eukaryotic pathways for their own end. Upon ingestion, Salmonella enterica serovar Typhimurium passes through the stomach and then catalyzes its uptake across the intestinal epithelium. It survives and replicates in an acidic vacuole through the action of virulence factors secreted by a type three secretion system located on Salmonella pathogenicity island 2 (SPI-2). Two secreted effectors, SifA and SseJ, are sufficient for endosomal tubule formation, which modifies the vacuole and enables Salmonella to replicate within it. Two-color, superresolution imaging of the secreted virulence factor SseJ and tubulin revealed that SseJ formed clusters of conserved size at regular, periodic intervals in the host cytoplasm. Analysis of SseJ clustering indicated the presence of a pearling effect, which is a force-driven, osmotically sensitive process. The pearling transition is an instability driven by membranes under tension; it is induced by hypotonic or hypertonic buffer exchange and leads to the formation of beadlike structures of similar size and regular spacing. Reducing the osmolality of the fixation conditions using glutaraldehyde enabled visualization of continuous and intact tubules. Correlation analysis revealed that SseJ was colocalized with the motor protein kinesin. Tubulation of the endoplasmic reticulum is driven by microtubule motors, and in the present work, we describe how Salmonella has coopted the microtubule motor kinesin to drive the force-dependent process of endosomal tubulation. Thus, endosomal tubule formation is a force-driven process catalyzed by Salmonella virulence factors secreted into the host cytoplasm during infection.
Truffles (Tuber spp.) are the fruiting bodies of symbiotic fungi, which are prized food delicacies. The marked aroma variability observed among truffles of the same species has been attributed to a series of factors that are still debated. This is because factors (i.e. genetics, maturation, geographical location and the microbial community colonizing truffles) often co-vary in truffle orchards. Here, we removed the co-variance effect by investigating truffle flavour in axenic cultures of nine strains of the white truffle Tuber borchii. This allowed us to investigate the influence of genetics on truffle aroma. Specifically, we quantified aroma variability and explored whether strain selection could be used to improve human-sensed truffle flavour. Our results illustrate that aroma variability among strains is predominantly linked to amino acid catabolism through the Ehrlich pathway, as confirmed by 13C labelling experiments. We furthermore exemplified through sensory analysis that the human nose is able to distinguish among strains and that sulfur volatiles derived from the catabolism of methionine have the strongest influence on aroma characteristics. Overall, our results demonstrate that genetics influences truffle aroma much more deeply than previously thought and illustrate the usefulness of strain selection for improving truffle flavour.
Regulation of protein turnover allows cells to react to their environment and maintain homeostasis. Proteins can show different turnover rates in different tissue, but little is known about protein turnover in different brain cell types. We used dynamic SILAC to determine half-lives of over 5100 proteins in rat primary hippocampal cultures as well as in neuron-enriched and glia-enriched cultures ranging from <1 to >20 days. In contrast to synaptic proteins, membrane proteins were relatively shorter-lived and mitochondrial proteins were longer-lived compared to the population. Half-lives also correlate with protein functions and the dynamics of the complexes they are incorporated in. Proteins in glia possessed shorter half-lives than the same proteins in neurons. The presence of glia sped up or slowed down the turnover of neuronal proteins. Our results demonstrate that both the cell-type of origin as well as the nature of the extracellular environment have potent influences on protein turnover.