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Spontaneous brain activity is characterized in part by a balanced asynchronous chaotic state. Cortical recordings show that excitatory (E) and inhibitory (I) drivings in the E-I balanced state are substantially larger than the overall input. We show that such a state arises naturally in fully adapting networks which are deterministic, autonomously active and not subject to stochastic external or internal drivings. Temporary imbalances between excitatory and inhibitory inputs lead to large but short-lived activity bursts that stabilize irregular dynamics. We simulate autonomous networks of rate-encoding neurons for which all synaptic weights are plastic and subject to a Hebbian plasticity rule, the flux rule, that can be derived from the stationarity principle of statistical learning. Moreover, the average firing rate is regulated individually via a standard homeostatic adaption of the bias of each neuron’s input-output non-linear function. Additionally, networks with and without short-term plasticity are considered. E-I balance may arise only when the mean excitatory and inhibitory weights are themselves balanced, modulo the overall activity level. We show that synaptic weight balance, which has been considered hitherto as given, naturally arises in autonomous neural networks when the here considered self-limiting Hebbian synaptic plasticity rule is continuously active.
Oxidized phospholipids (oxPAPC) induce endothelial dysfunction and atherosclerosis. Here we show that oxPAPC induce a gene network regulating serine-glycine metabolism with the mitochondrial methylenetetrahydrofolate dehydrogenase/cyclohydrolase (MTHFD2) as a causal regulator using integrative network modeling and Bayesian network analysis in human aortic endothelial cells. The cluster is activated in human plaque material and by atherogenic lipoproteins isolated from plasma of patients with coronary artery disease (CAD). Single nucleotide polymorphisms (SNPs) within the MTHFD2-controlled cluster associate with CAD. The MTHFD2-controlled cluster redirects metabolism to glycine synthesis to replenish purine nucleotides. Since endothelial cells secrete purines in response to oxPAPC, the MTHFD2-controlled response maintains endothelial ATP. Accordingly, MTHFD2-dependent glycine synthesis is a prerequisite for angiogenesis. Thus, we propose that endothelial cells undergo MTHFD2-mediated reprogramming toward serine-glycine and mitochondrial one-carbon metabolism to compensate for the loss of ATP in response to oxPAPC during atherosclerosis.
Objective: We present the statistical analysis plan of a prespecified Tranexamic Acid for Hyperacute Primary Intracerebral Haemorrhage (TICH)-2 sub-study aiming to investigate, if tranexamic acid has a different effect in intracerebral haemorrhage patients with the spot sign on admission compared to spot sign negative patients. The TICH-2 trial recruited above 2000 participants with intracerebral haemorrhage arriving in hospital within 8 h after symptom onset. They were included irrespective of radiological signs of on-going haematoma expansion. Participants were randomised to tranexamic acid versus matching placebo. In this subgroup analysis, we will include all participants in TICH-2 with a computed tomography angiography on admission allowing adjudication of the participants’ spot sign status.
Results: Primary outcome will be the ability of tranexamic acid to limit absolute haematoma volume on computed tomography at 24 h (± 12 h) after randomisation among spot sign positive and spot sign negative participants, respectively. Within all outcome measures, the effect of tranexamic acid in spot sign positive/negative participants will be compared using tests of interaction. This sub-study will investigate the important clinical hypothesis that spot sign positive patients might benefit more from administration of tranexamic acid compared to spot sign negative patients.
Trial registration: ISRCTN93732214 (http://www.isrctn.com)
Background: Early-life institutional deprivation produces disinhibited social engagement (DSE). Portrayed as a childhood condition, little is known about the persistence of DSE-type behaviours into, presentation during, and their impact on, functioning in adulthood.
Aims: We examine these issues in the young adult follow-up of the English and Romanian Adoptees study.
Method: A total of 122 of the original 165 Romanian adoptees who had spent up to 43 months as children in Ceauşescu's Romanian orphanages and 42 UK adoptees were assessed for DSE behaviours, neurodevelopmental and mental health problems, and impairment between ages 2 and 25 years.
Results: Young adult DSE behaviour was strongly associated with early childhood deprivation, with a sixfold increase for those who spent more than 6 months in institutions. However, although DSE overlapped with autism spectrum disorder and attention-deficit hyperactivity disorder symptoms it was not, in itself, related to broader patterns of mental health problems or impairments in daily functioning in young adulthood.
Conclusions: DSE behaviour remained a prominent, but largely clinically benign, young adult feature of some adoptees who experienced early deprivation.
The mechanistic target of the rapamycin (mTOR) inhibitor, temsirolimus, has significantly improved the outcome of patients with renal cell carcinoma (RCC). However, development of temsirolimus-resistance limits its effect and metastatic progression subsequently recurs. Since integrin α7 (ITGA7) is speculated to promote metastasis, this investigation was designed to investigate whether temsirolimus-resistance is associated with altered ITGA7 expression in RCC cell lines and modified tumor cell adhesion and invasion. Caki-1, KTCTL-26, and A498 RCC cell lines were driven to temsirolimus-resistance by exposing them to temsirolimus over a period of 12 months. Subsequently, adhesion to human umbilical vein endothelial cells, to immobilized fibronectin, or collagen was investigated. Chemotaxis was evaluated with a modified Boyden chamber assay and ITGA7 expression by flow cytometry and western blotting. Chemotaxis significantly decreased in temsirolimus-sensitive cell lines upon exposure to low-dosed temsirolimus, but increased in temsirolimus-resistant tumor cells upon reexposure to the same temsirolimus dose. The increase in chemotaxis was accompanied by elevated ITGA7 at the cell surface membrane with simultaneous reduction of intracellular ITGA7. ITGA7 knock-down significantly diminished motility of temsirolimous-sensitive cells but elevated chemotactic activity of temsirolimus-resistant Caki-1 and KTCTL-26 cells. Therefore, ITGA7 appears closely linked to adhesion and migration regulation in RCC cells. It is postulated that temsirolimus-resistance is associated with translocation of ITGA7 from inside the cell to the outer surface. This switch forces RCC migration forward. Whether ITGA7 can serve as an important target in combatting RCC requires further investigation.
Background: For prostate cancer treatment, treatment options with minimal side effects are desired. External beam radiation therapy (EBRT) is non-invasive, standard of care and delivered in either conventional fractionation over 8 weeks or with moderate hypo-fractionation over about 5 weeks. Recent advances in radiotherapy technology have made extreme hypo-fractionated stereotactic body radiation therapy (SBRT) of prostate cancer feasible, which has not yet been introduced as a standard treatment method in Germany. Initial results from other countries are promising, but long-term results are not yet available. The aim of this study is to investigate feasibility and effectiveness of SBRT for prostate cancer in Germany.
Methods/design: This German bi-center single group trial (HYPOSTAT) is designed to evaluate feasibility and effectiveness, as measured by toxicity and PSA-response, respectively, of an extreme hypo-fractionated SBRT regimen with five fractions of 7 Gy in treatment of localized low and intermediate risk prostate cancer. The target volume includes the prostate with or without the base of seminal vesicles depending on risk stratification and uncertainty margins that are kept at 3–5 mm. SBRT treatment is delivered with the robotic CyberKnife system, which was recently introduced in Germany. Acute and late toxicity after one year will be evaluated according to Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE v. 4.0), Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) and International Prostate Symptom Score (IPSS) Scores. The quality of life will be assessed before and after treatment with the EORTC QLQ C30 questionnaire. Hypothesizing that the proportion of patients with grade 2 side effects or higher is less or equal than 2.8%, thus markedly lower than the standard EBRT percentage (17.5%), the recruitment target is 85 patients.
Discussion: The HYPOSTAT trial aims at demonstrating short term feasibility of extreme hypo-fractioned SBRT for the treatment of prostate cancer and might be used as the pilot study for a multi-center multi-platform or for randomized-controlled trials comparing conventional radiotherapy with SBRT for localized prostate cancer in the future. The study concept of patient enrollment, follow up and evaluation by multiple public university clinics and actual patient treatment in dedicated private radiosurgery practices with high-tech radiation equipment is unique for clinical trials.
Study status: The study is ongoing and currently recruiting patients.
Trial registration: Registration number: NCT02635256 (clinicaltrials.gov). Registered 8 December 2015
Natural Killer (NK) cells are involved in the host immune response against infections due to viral, bacterial and fungal pathogens, all of which are a significant cause of morbidity and mortality in immunocompromised patients. Since the recovery of the immune system has a major impact on the outcome of an infectious complication, there is major interest in strengthening the host response in immunocompromised patients, either by using cytokines or growth factors or by adoptive cellular therapies transfusing immune cells such as granulocytes or pathogen-specific T-cells. To date, relatively little is known about the potential of adoptively transferring NK cells in immunocompromised patients with infectious complications, although the anti-cancer property of NK cells is already being investigated in the clinical setting. This review will focus on the antimicrobial properties of NK cells and the current standing and future perspectives of generating and using NK cells as immunotherapy in patients with infectious complications, an approach which is promising and might have an important clinical impact in the future.
Early and adequate restoration of endothelial and tubular renal function is a substantial step during regeneration after ischemia reperfusion (IR) injury, occurring, e.g., in kidney transplantation, renal surgery, and sepsis. While tubular epithelial cell injury has long been of central importance, recent perception includes the renal vascular endothelium. In this regard, the fibrin cleavage product fibrinopeptide Bβ15-42 mitigate IR injury by stabilizing interendothelial junctions through its affinity to VE-cadherin. Therefore, this study focused on the effect of Bβ15-42 on post-acute physiological renal regeneration. For this, adult male C57BL/6 mice were exposed to a 30 min bilateral renal ischemia and reperfusion for 24 h or 48 h. Animals were randomized in a non-operative control group, two operative groups each treated with i.v. administration of either saline or Bβ15-42 (2.4 mg/kg) immediately prior to reperfusion. Endothelial activation and inflammatory response was attenuated in renal tissue homogenates by single application of Bβ15-42. Meanwhile, Bβ15-42 did not affect acute kidney injury markers. Regarding the angiogenetic players VEGF-A, Angiopoietin-1, Angiopoietin-2, however, we observed significant higher expressions at mRNA and trend to higher protein level in Bβ15-42 treated mice, compared to saline treated mice after 48 h of IR, thus pointing toward an increased angiogenetic activity. Similar dynamics were observed for the intermediate filament vimentin, the cytoprotective protein klotho, stathmin and the proliferation cellular nuclear antigen, which were significantly up-regulated at the same points in time. These results suggest a beneficial effect of anatomical contiguously located endothelial cells on tubular regeneration through stabilization of endothelial integrity. Therefore, it seems that Bβ15-42 represents a novel pharmacological approach in the targeted therapy of acute renal failure in everyday clinical practice.
Background: Root and tuber crops are a major food source in tropical Africa. Among these crops are several species in the monocotyledonous genus Dioscorea collectively known as yam, a staple tuber crop that contributes enormously to the subsistence and socio-cultural lives of millions of people, principally in West and Central Africa. Yam cultivation is constrained by several factors, and yam can be considered a neglected “orphan” crop that would benefit from crop improvement efforts. However, the lack of genetic and genomic tools has impeded the improvement of this staple crop.
Results: To accelerate marker-assisted breeding of yam, we performed genome analysis of white Guinea yam (Dioscorea rotundata) and assembled a 594-Mb genome, 76.4% of which was distributed among 21 linkage groups. In total, we predicted 26,198 genes. Phylogenetic analyses with 2381 conserved genes revealed that Dioscorea is a unique lineage of monocotyledons distinct from the Poales (rice), Arecales (palm), and Zingiberales (banana). The entire Dioscorea genus is characterized by the occurrence of separate male and female plants (dioecy), a feature that has limited efficient yam breeding. To infer the genetics of sex determination, we performed whole-genome resequencing of bulked segregants (quantitative trait locus sequencing [QTL-seq]) in F1 progeny segregating for male and female plants and identified a genomic region associated with female heterogametic (male = ZZ, female = ZW) sex determination. We further delineated the W locus and used it to develop a molecular marker for sex identification of Guinea yam plants at the seedling stage.
Conclusions: Guinea yam belongs to a unique and highly differentiated clade of monocotyledons. The genome analyses and sex-linked marker development performed in this study should greatly accelerate marker-assisted breeding of Guinea yam. In addition, our QTL-seq approach can be utilized in genetic studies of other outcrossing crops and organisms with highly heterozygous genomes. Genomic analysis of orphan crops such as yam promotes efforts to improve food security and the sustainability of tropical agriculture.
The myocyte enhancer factor 2 (MEF2) regulates transcription in cardiac myocytes and adverse remodeling of adult hearts. Activators of G protein‐coupled receptors (GPCRs) have been reported to activate MEF2, but a comprehensive analysis of GPCR activators that regulate MEF2 has to our knowledge not been performed. Here, we tested several GPCR agonists regarding their ability to activate a MEF2 reporter in neonatal rat ventricular myocytes. The inflammatory mediator prostaglandin E2 (PGE2) strongly activated MEF2. Using pharmacological and protein‐based inhibitors, we demonstrated that PGE2 regulates MEF2 via the EP3 receptor, the βγ subunit of Gi/o protein and two concomitantly activated downstream pathways. The first consists of Tiam1, Rac1, and its effector p21‐activated kinase 2, the second of protein kinase D. Both pathways converge on and inactivate histone deacetylase 5 (HDAC5) and thereby de‐repress MEF2. In vivo, endotoxemia in MEF2‐reporter mice induced upregulation of PGE2 and MEF2 activation. Our findings provide an unexpected new link between inflammation and cardiac remodeling by de‐repression of MEF2 through HDAC5 inactivation, which has potential implications for new strategies to treat inflammatory cardiomyopathies.
Recent experiments have demonstrated that visual cortex engages in spatio-temporal sequence learning and prediction. The cellular basis of this learning remains unclear, however. Here we present a spiking neural network model that explains a recent study on sequence learning in the primary visual cortex of rats. The model posits that the sequence learning and prediction abilities of cortical circuits result from the interaction of spike-timing dependent plasticity (STDP) and homeostatic plasticity mechanisms. It also reproduces changes in stimulus-evoked multi-unit activity during learning. Furthermore, it makes precise predictions regarding how training shapes network connectivity to establish its prediction ability. Finally, it predicts that the adapted connectivity gives rise to systematic changes in spontaneous network activity. Taken together, our model establishes a new conceptual bridge between the structure and function of cortical circuits in the context of sequence learning and prediction.
Im Rahmen eines Artenhilfsprogramms der Botanischen Vereinigung für Naturschutz in Hessen wurde im Jahr 2012 eine Untersuchung zur Bestandssituation der in Hessen vom Aussterben bedrohten Saum-Segge (Carex hostiana) durchgeführt. Betrachtet man die bis in das Jahr 1798 zurückreichenden Literaturquellen und Herbarbelege, lassen sich über einen Zeitraum von mehr als 200 Jahren für 38 hessische TK25-Viertelquadranten Funde von Carex hostiana belegen. Aktuell kommt die Art nur noch in sechs TK25-Viertelquadranten vor, wobei in diesen 12 Populationen unterschieden werden können. Nach den durchgeführten Untersuchungen kann der Gesamtbestand der Saum-Segge in Hessen auf etwa 85000 Individuen geschätzt werden, wobei die besiedelte Fläche nur 2,76 ha beträgt. Die Schwerpunkte der Vorkommen liegen im Taunus und im Messeler Hügelland. Zu den erfassten Populationen werden pflanzensoziologische Aufnahmen präsentiert sowie Aussagen zum Erhaltungszustand und zu möglichen Schutz- und Entwicklungsmaßnahmen getroffen.
Within the scope of the Wildlife Conservation Programme of the Botanical Society for the Nature Conservation in Hesse, a comprehensive survey was carried out of a comparatively common species, the Common Pasque Flower (Pulsatilla vulgaris). It still occurs in large populations on the nutrient poor chalk meadows of the Vorderhoen and Kuppenhoen. Other populations are known from the Wetterau and the Schluechterner Becken. A few other populations are known, but they only have a few individuals. Altogether 64 populations were recorded, five with more than 1,000 plants. The largest population, with over 50,000 individuals, is in the Weinberg nature reserve, Molzbach (near Huenfeld).
Verwilderte Vorkommen von als Zierpflanzen genutzten Frühblühern wurden im Frühjahr 2012 auf 13 ausgewählten Frankfurter Friedhöfen untersucht. Dabei wurde auf eine gleichmäßige Verteilung der Untersuchungsflächen im Stadtgebiet genauso geachtet wie auf eine hohe Vielfalt an Friedhofstypen. Auf circa 155 ha Fläche wurden 46 Arten gefunden. Dabei ist die Artenzahl der untersuchten Artengruppe auf größeren, extensiv bewirtschafteten Friedhöfen deutlich höher als auf kleinen, intensiver gepflegten Anlagen. Dagegen konnte zwischen Artenzahl und Alter der Friedhöfe keine Korrelation nachgewiesen werden. Große, alte und extensiv bewirtschaftete Friedhöfe stellen einen Rückzugsort für urbanophobe Pflanzenarten dar, weil auf ihnen der anthropogene Einfluss geringer ist als im übrigen Stadtgebiet.
Die Vorkommen des Haarstrang-Wasserfenchels (Oenanthe peucedanifolia) wurden bei einer umfassenden Bestandsaufnahme der ehemaligen und aktuellen hessischen Nachweise erfaßt. Im Taunus und im Messeler Hügelland konnten zum Teil sehr individuenreiche Bestände gefunden werden. Dennoch gehört der Haarstrang- Wasserfenchel unter Berücksichtigung der noch in der jüngeren Vergangenheit verlorenen Wuchsorte zu den gefährdeten Pflanzenarten Hessens, für die es notwendig ist zum Überleben geeignete Schutz- und Erhaltungsmaßnahmen durchzuführen.
Seit dem Erscheinen der als Beiheft 11 publizierten "Letzten Nachweise der in Hessen ausgestorbenen oder verschollenen Pflanzenarten" konnten weitere Angaben zu ehemaligen Vorkommen in Hessen durch Auswertung von gedruckten Quellen und Sichtung von Herbarbelegen gewonnen werden. Für sechs Arten – Blackstonia acuminata, Illecebrum verticillatum, Laserpitium prutenicum, Luronium natans, Utricularia intermedia, Wolffia arrhiza – ließ sich ein jüngeres Datum des letzten Nachweises ermitteln. Zwei Arten, Bromus grossus und Cyperus flavescens, wurden in jüngster Zeit wieder in Hessen aufgefunden und können damit nicht mehr als verschollen gelten. Außerdem ergeben sich Erstnachweise für zwei Regionen und Angaben für Vorkommen auf 26 bislang nicht genannten TK-Quadranten.
Das im Gotischen Haus in Bad Homburg vor der Höhe aufbewahrte Herbarium des Geologen Friedrich Rolle (1827–1887) wurde gesichtet. Die von uns als Wildpflanzen klassifizierten Arten wurden nachbestimmt und alphabetisch mit den Fundortangaben aufgelistet. In der Auswertung unberücksichtigt blieben in der Sammlung vorhandene Kulturpflanzen und Belege aus dem Botanischen Garten Darmstadt. Die meisten Belege der Sammlung stammen aus der näheren Umgebung von Darmstadt und aus dem angrenzenden Odenwald sowie aus der Umgebung von Bad Homburg vor der Höhe. Auf bemerkenswerte Belege von Arten, die wegen ihres starken Rückgangs in der aktuellen Flora Hessens sehr selten geworden sind oder inzwischen ganz fehlen, wird eingegangen, zum Beispiel: Herminium monorchis, Liparis loeselii, Moenchia erecta, Orchis palustris und Tofieldia calyculata. Für Rheinland-Pfalz ist der Beleg der ausgestorbenen Androsace maxima hervorzuheben. Zur besseren Verwertung der Daten wurden die Fundorte den Messtischblatt-Qudranten zugeordnet.
Die Verbreitung von Carex hordeistichos in Hessen wurde während der Jahre 1999 bis 2012 untersucht. Die Art war aus 7 Fundgebieten in der Wetterau (4), dem Main-Taunus-Vorland (1), der Hessischen Rheinebene (1) und dem Vorderen Odenwald (1) bekannt. Nur die Population in der Wetterau bei Nieder-Wöllstadt besteht noch, 2012 war sie auf 1 Pflanze reduziert. Die übrigen Vorkommen sind seit über hundert Jahren verschollen und konnten nicht bestätigt werden. Möglichkeiten, die Art in Hessen vor dem Aussterben zu bewahren, werden diskutiert. Die Naturschutzbehörde des Wetteraukreises ist seit 1997 bemüht, im Rahmen eines Artenhilfsprogramms die existente Population zu stärken und neue aufzubauen.
Buchbesprechungen
(2013)
Vorkommen von Festuca pallens wurden 2011 und 2012 in Hessen nachgesucht. Für alle Populationen wurden die Chromosomenzahl und der Ploidiegrad ermittelt. Fast alle bekannten Vorkommen wurden in teilweise großen, ungefährdeten Beständen wiedergefunden. Bei den meisten Vorkommen erwiesen sich die Pflanzen als tetraploid und gehören damit zu F. csikhegyensis. Pflanzen von der Bodensteiner Lei westlich von Villmar (Landkreis Limburg-Weilburg) und von Basaltfelsen der Ruine Altenburg (Schwalm-Eder-Kreis) sind diploid und gehören zu F. pallens. Ein früheres Vorkommen von F. pallens am Kirchenfelsen in Dietkirchen (Landkreis Limburg-Weilburg) wurde bei Säuberungsmaßnahmen vernichtet.
Aus Anlass des 25-jährigen Bestehens der Zeitschrift "Botanik und Naturschutz in Hessen" wird ihre Entstehung und Entwicklung beschrieben sowie ein Überblick über den Umfang der bisher erschienenen Beiträge, das fachliche Spektrum und thematische Schwerpunkte gegeben. Die meisten wissenschaftlichen Beiträge sind den Fachgebieten Floristik und Vegetationskunde zuzuordnen, daneben finden sich auch Beiträge aus den Gebieten Naturschutz, Systematik und Taxonomie, Geschichte der Botanik, Morphologie, Paläobotanik, Phänologie, Faunistik und Tierökologie und weiteren benachbarten Fachgebieten. Als wesentliche thematische Schwerpunkte sind Artenliste und Rote Liste der Farn- und Samenpflanzen Hessens sowie Artenhilfsprogramme zu nennen.
Die triploide Schachtelhalmhybride Equisetum ×ascendens ist nun erstmals für das Bundesland Hessen nachgewiesen. Es handelt sich um zwei Vorkommen innerhalb des Rheinauengebietes "Kühkopf". Die Vorkommen schließen eine bisherige Verbreitungslücke am nördlichen Oberrhein. Biologie und Bestimmungsmerkmale der Sippe werden kurz vorgestellt.
Im Jahre 2012 wurde eine umfassende Bestandsaufnahme der ehemaligen und aktuellen hessischen Vorkommen des Moorglöckchens (Wahlenbergia hederacea) durchgeführt. Es konnten nur noch Restbestände ermittelt werden, die an den verbliebenen Wuchsorten stark gefährdet sind und bei denen ohne geeignete Hilfsmaßnahmen mit einem Erlöschen der Populationen zu rechnen ist.
Der Aufbau der Fundmeldungen wird ab Heft 25 geringfügig geändert, um eine leichtere Übernahme der Fundmeldungen in Datenbanken zu ermöglichen. Künftig gilt folgendes Schema: Fundmeldungsnummer (Heftnummer/fortlaufende Numerierung); TK/Viertelquadrant; Rechtswert/Hochwert; Region; Naturraum; Landkreis; Ort, Lage; Meereshöhe; Menge; Datum; Sonstiges. Die Fundmeldungen in Band 25 von Botanik und Naturschutz in Hessen stammen von: Kerstin Bär, Kurt Baumann, Ralph Baumgärtel, Wilfried Bennert, Christian Feuring, Martina Förster, Thomas Gregor, Uta Hillesheim, Sylvain Hodvina, Gerwin Kasperek, Matthias Kellner, Andreas König und Kai Uwe Nierbauer.
2011 wurden Gräben der Oberrheinebene auf ihren Makrophytenbestand untersucht. Die Mehrzahl der Gräben wies keine bemerkenswerten Pflanzenvorkommen auf. Callitriche obtusangula gehört allerdings zu den im Gebiet offenbar relativ weit verbreiteten Arten. Bemerkenswert ist der Bereich innerhalb einer Altrheinschlinge zwischen Geinsheim, Leeheim und Wallerstädten, wo in kleinen Gräben, deren Umgebung intensiv ackerbaulich genutzt wird, bemerkenswerte Arten wie Nitella capillaris, Ranunculus lingua, Samolus valerandi und Utricularia vulgaris vorkommen. Die Neuanlage von Gräben in diesem Bereich wird empfohlen.
Verbreitung, Habitatpräferenzen und Populationsdynamik des gefährdeten Feld-Enzians (Gentianella campestris) wurden in Hessen und angrenzenden Bundesländern untersucht. Die Art war früher in den Mittelgebirgsregionen des mittleren Deutschland häufig, aktuell sind nur noch drei Vorkommen in Hessen bekannt, zwei in Nordrhein-Westfalen und eines in Thüringen. G. campestris wächst in basischen, aber nicht kalkreichen Magerrasen. Die Art benötigt Beweidung und damit verbundene kleinflächige Bodenverwundungen, die die Keimung und Etablierung fördern. Obwohl das Management der Lebensräume in den letzten zehn Jahren stark verbessert wurde, setzt sich der Rückgang der Vorkommen insgesamt und der Anzahl blühender Individuen in einigen Populationen fort. Negative Auswirkungen eines ungeeigneten Beweidungsregimes sowie der Einfluss zu warmer und trockener Phasen im Frühling und Frühsommer werden diskutiert.
Buchbesprechungen
(2012)
In mehreren Fragmenten der Universalgeschichte des Nikolaos von Damaskus (64-4 v. Chr.) werden Fälle von Anthropophagie thematisiert. Diese Überlieferungen gehen zwar auf ältere Quellen zurück (schließlich hat der Geschichtsschreiber sein Werk weitgehend kompiliert), allerdings wählte Nikolaos seine Vorlagen bewusst aus und setzte individuelle Akzente, sodass die Betrachtung von Erzählmotiven zu einer Erschließung der Universalgeschichte beitragen kann. Die Belege für Anthropophagie bei Nikolaos werden hier erstmals zusammengestellt und untersucht. Im Zentrum der Analyse steht die Frage nach dem diskursiven Umgang des Historikers mit dem Phänomen sowie nach der Funktion des Narrativs in seinem Werk.
Im politischen Denken der griechisch-römischen Antike sind quantifizierende Betrachtungen weitaus weniger stark vertreten als qualifizierende. Wenn sie vorkommen, dann gewöhnlich in der Weise, dass die Relation zwischen Größerem und Kleinerem in den Blick genommen wird, etwa zwischen Gemeinwesen unterschiedlicher Größe bzw. zwischen verschieden großen politisch aktiven Gruppierungen innerhalb eines Gemeinwesens oder aber dergestalt, dass Größe explizit goutiert wird, beispielsweise im Hinblick auf das Ausmaß einer bestimmten Herrschaft. Eine dezidiert kritische Auseinandersetzung mit Größe oder gar eine positive Konnotation von Kleinem begegnen dagegen weitaus seltener. ...
Una recente edizione dei Poliorketika di Apollodoro di Damasco ha riproposto alla comunità scientifica quest’opera poco conosciuta, rendendo disponibile un testo che, data la sua natura puramente tecnica, rientra nel novero delle poche testimonianze greco-latine in cui vengono descritti nel dettaglio alcuni congegni ossidionali e riveste pertanto una notevole rilevanza per la nostra conoscenza della poliorcetica antica. ...
"... et quod hodie exemplis tuemur, inter exempla erit." Mit diesen Worten beendete der römische Historiograph Publius Cornelius Tacitus die von ihm konzipierte Version der Gallierrede aus dem Jahr 48 n. Chr., die er dem römischen Princeps Claudius in den Mund gelegt hatte. Tacitus griff hier mit den Exempla der Vorfahren ein wichtiges Argument der konservativen römischen Nobilität auf, durch das diese ihr Handeln häufig legitimierte, und ließ es seinen Claudius dafür nutzen, um die Aufnahme von gallischen Notabeln, also eine auf den ersten Blick noch nie dagewesene Neuerung, zu rechtfertigen. Dazu wählte er beispielhafte Episoden aus der römischen Geschichte, die verdeutlichten, dass die Vorfahren selbst ebenfalls Neuerungen zugelassen hatten, die sich im Nachhinein als sehr wichtig für die römischen Erfolge herausgestellt hatten. Damit widersprächen Neuerungen folglich nicht dem mos maiorum, dem für das römische Moralverständnis grundlegenden Wertekanon, sondern seien vielmehr integraler Bestandteil desselben. ...
Die Besitznahme der Oberrheinlande durch Rom – Aspekte einer Bevölkerungs- und Militärgeschichte
(2017)
Römer, Kelten und Germanen haben ihren festen Platz in der historischen Erinnerung. Dies betrifft nicht nur epochale Vorgänge und Ereignisse von weitreichender, gleichsam weltgeschichtlicher Bedeutung, sondern auch solche von begrenzter zeitlicher wie räumlicher Relevanz. Letzteres gilt auch für das Gebiet von Hoch- und Oberrhein mit einer eigenen Geschichte, die selbstverständlich ihrerseits zugleich in übergreifende historische Prozesse eingebettet ist. Im Folgenden wollen wir uns eingehender nur mit der frühen Phase der Begegnung zwischen Römern und jenen Völkerschaften befassen, die gemeinhin den Kelten bzw. den Germanen zugeordnet werden, und einige wichtige Aspekte der Bevölkerungsgeschichte der Oberrheinlande am Übergang von der Latènezeit zur römischen Epoche thematisieren. Mit dieser eng verbunden ist die römische Heeresgeschichte, der wir für die Zeit von Caesars Feldzug in Gallien bis zum Ende der iulisch-claudischen Dynastie wenigstens in einigen Grundzügen nachgehen wollen. Die unter ganz anderen historischen Bedingungen erfolgten Angriffe mit der folgenden Landnahme der Alamannen und Franken ab dem 3. Jahrhundert n. Chr. blenden wir aus; dies wäre Gegenstand einer eigenen Analyse. Trotz bemerkenswerter Fortschritte der jüngeren Vergangenheit ist allerdings nicht zu übersehen, dass nach wie vor eines der Hauptprobleme der modernen Forschung zur frühen Geschichte des hier im Zentrum des Interesses stehenden Raumes im sachgerechten Verständnis des Übergangs von der protohistorischen zur römischen Epoche besteht. Jedoch scheint zumindest darin weitgehend Konsens zu bestehen, dass – wie Lars Blöck in seiner jüngst publizierten, detailreichen Dissertation zur Besiedlung des südlichen Oberrheingebietes vermerkt. – "der Übergang von der Spätlatène- zur römischen Zeit innerhalb der Besiedlungsgeschichte [---] einen tiefgreifenden Einschnitt darstellt." ...
Durch die stille Luft glitt eine Taube herab und schwebte zärtlich Aretulla dort, wo sie saß, geradewegs auf den Schoß. Ein Spiel des Zufalls konnte das nicht sein, doch sie blieb, ohne daß man sie bewachte, und weigerte sich wegzufliegen, obwohl ihr die Flucht erlaubt war. Wenn es der liebenden Schwester vergönnt ist, auf eine Besserung der Lage zu hoffen, und wenn Bitten den Herrn der Welt zu rühren vermögen, dann ist dieser Vogel vielleicht von den sardischen Küsten des Verbannten zu dir als ein Bote gekommen, und dein Bruder wird alsbald zurückkehren. ...
Nördlich von Euskirchen-Rheder (Kr. Euskirchen) im Erfttal entdeckte man im Jahre 1841 in einem römerzeitlichen Grab einen kleinen Altar (Höhe 30 cm – Breite 18 cm – Tiefe 9 cm) aus Kalkstein. Die stark abgeriebene Inschrift des Steins, die der Zeit zwischen 170 und 230 n. Chr. zugeordnet werden kann, fand Aufnahme in das CIL und wird einige Jahre später von LEHNER entsprechend den Angaben im CIL wie folgt gelesen ...
Im Jahr 1999 kamen bei Unterfangungsarbeiten vor der Fundamentmauer des Hauses Heidelbergerstrasse 6 in der südlichen Altstadt von Ladenburg vier aneinander passende Fragmente einer Inschriftentafel aus Marmor zum Vorschein. Ihre vorläufige Erstveröffentlichung erfolgte noch im gleichen Jahr durch Dr. Britta Rabold. Zur erhofften vertiefenden wissenschaftlichen Bearbeitung durch Géza Alföldy kam es leider nicht mehr. Inzwischen Gebietsreferentin für die Archäologische Denkmalpflege beim Landesamt in Karlsruhe trat B. Rabold schließlich im Frühjahr 2017 mit der Bitte an mich heran, die Ladenburger Marmortafel nochmals in Augenschein zu nehmen und eine Einschätzung abzugeben. Dem komme ich nach eingehender Autopsie hiermit gern nach. ...
Primary cilia are microtubule-based organelles that detect mechanical and chemical stimuli. Although cilia house a number of oncogenic molecules (including Smoothened, KRAS, EGFR, and PDGFR), their precise role in cancer remains unclear. We have interrogated the role of cilia in acquired and de novo resistance to a variety of kinase inhibitors, and found that, in several examples, resistant cells are distinctly characterized by an increase in the number and/or length of cilia with altered structural features. Changes in ciliation seem to be linked to differences in the molecular composition of cilia and result in enhanced Hedgehog pathway activation. Notably, manipulating cilia length via Kif7 knockdown is sufficient to confer drug resistance in drug-sensitive cells. Conversely, targeting of cilia length or integrity through genetic and pharmacological approaches overcomes kinase inhibitor resistance. Our work establishes a role for ciliogenesis and cilia length in promoting cancer drug resistance and has significant translational implications.
The implementation of HTS (high-throughput sequencing) approaches is rapidly changing our understanding of the lichen symbiosis, by uncovering high bacterial and fungal diversity, which is often host-specific. Recently, HTS methods revealed the presence of multiple photobionts inside a single thallus in several lichen species. This differs from Sanger technology, which typically yields a single, unambiguous algal sequence per individual. Here we compared HTS and Sanger methods for estimating the diversity of green algal symbionts within lichen thalli using 240 lichen individuals belonging to two species of lichen-forming fungi. According to HTS data, Sanger technology consistently yielded the most abundant photobiont sequence in the sample. However, if the second most abundant photobiont exceeded 30% of the total HTS reads in a sample, Sanger sequencing generally failed. Our results suggest that most lichen individuals in the two analyzed species, Lasallia hispanica and L. pustulata, indeed contain a single, predominant green algal photobiont. We conclude that Sanger sequencing is a valid approach to detect the dominant photobionts in lichen individuals and populations. We discuss which research areas in lichen ecology and evolution will continue to benefit from Sanger sequencing, and which areas will profit from HTS approaches to assessing symbiont diversity.
An early identification of sepsis patients likely to progress towards multiple organ failure is crucial in order to initiate targeted therapeutic strategies to decrease mortality. Our recent publication highlighted the greater accuracy of mid-regional proadrenomedullin (MR-proADM) compared with conventional biomarkers and clinical scores in predicting 28-day mortality in patients with initially low (≤7 points; N = 240) or moderate (8–13 points; N = 653) Sepsis-related Organ Failure Assessment (SOFA) scores, thus confirming results from smaller investigations. This additional post hoc analysis aimed to further describe the non-surviving patient population of both subgroups and identify those likely to progress towards sepsis-related multiple organ failure. ...
Malignant hyperthermia (MH) is a pharmacogenetic disorder of skeletal muscle metabolism which is characterized by generalized muscle rigidity, increased body temperature, rhabdomyolysis, and severe metabolic acidosis. The underlying mechanism of MH involves excessive Ca2+ release in myotubes via the ryanodine receptor type 1 (RyR1). As RyR1 is also expressed in B–lymphocytes, this study investigated whether cellular metabolism of native B–lymphocytes was also altered in MH susceptible (MHS) individuals. A potent activator of RyR1, 4–chloro–m–cresol (4-CmC) was used to challenge native B-lymphocytes in a real–time, metabolic assay based on a pH–sensitive silicon biosensor chip. At the cellular level, a dose–dependent, phasic acidification occurred with 4–CmC. The acidification rate, an indicator of metabolic activation, was significantly higher in B–lymphocytes from MHS patients and required 3 to 5 fold lower concentrations of 4–CmC to evoke similar acidification rates to MHN. Native B–lymphocytes from MHS individuals are more sensitive to 4–CmC than those from MHN, reflecting a greater Ca2+ turnover. The acidification response, however, was less pronounced than in muscle cells, presumably reflecting the lower expression of RyR1 in B–lymphocytes.
Background: The ideal biofuel should not only be a regenerative fuel from renewable feedstocks, but should also be compatible with the existing fuel distribution infrastructure and with normal car engines. As the so-called drop-in biofuel, the fatty alcohol 1-octanol has been described as a valuable substitute for diesel and jet fuels and has already been produced fermentatively from sugars in small amounts with engineered bacteria via reduction of thioesterase-mediated premature release of octanoic acid from fatty acid synthase or via a reversal of the β-oxidation pathway.
Results: The previously engineered short-chain acyl-CoA producing yeast Fas1R1834K/Fas2 fatty acid synthase variant was expressed together with carboxylic acid reductase from Mycobacterium marinum and phosphopantetheinyl transferase Sfp from Bacillus subtilis in a Saccharomyces cerevisiae Δfas1 Δfas2 Δfaa2 mutant strain. With the involvement of endogenous thioesterases, alcohol dehydrogenases, and aldehyde reductases, the synthesized octanoyl-CoA was converted to 1-octanol up to a titer of 26.0 mg L−1 in a 72-h fermentation. The additional accumulation of 90 mg L−1 octanoic acid in the medium indicated a bottleneck in 1-octanol production. When octanoic acid was supplied externally to the yeast cells, it could be efficiently converted to 1-octanol indicating that re-uptake of octanoic acid across the plasma membrane is not limiting. Additional overexpression of aldehyde reductase Ahr from Escherichia coli nearly completely prevented accumulation of octanoic acid and increased 1-octanol titers up to 49.5 mg L−1. However, in growth tests concentrations even lower than 50.0 mg L−1 turned out to be inhibitory to yeast growth. In situ extraction in a two-phase fermentation with dodecane as second phase did not improve growth, indicating that 1-octanol acts inhibitive before secretion. Furthermore, 1-octanol production was even reduced, which results from extraction of the intermediate octanoic acid to the organic phase, preventing its re-uptake.
Conclusions: By providing chain length control via an engineered octanoyl-CoA producing fatty acid synthase, we were able to specifically produce 1-octanol with S. cerevisiae. Before metabolic engineering can be used to further increase product titers and yields, strategies must be developed that cope with the toxic effects of 1-octanol on the yeast cells.
Background: Bacterial meningitis is associated with high mortality and long-term neurological sequelae. Increasing the phagocytic activity of microglia could improve the resistance of the CNS against infections. We studied the influence of activin A, a member of the TGF-β family with known immunoregulatory and neuroprotective effects, on the functions of microglial cells in vitro.
Methods: Primary murine microglial cells were treated with activin A (0.13 ng/ml–13 μg/ml) alone or in combination with agonists of TLR2, 4, and 9. Phagocytosis of Escherichia coli K1 as well as release of TNF-α, IL-6, CXCL1, and NO was assessed.
Results: Activin A dose-dependently enhanced the phagocytosis of Escherichia coli K1 by microglial cells activated by agonists of TLR2, 4, and 9 without further increasing NO and proinflammatory cytokine release. Cell viability of microglial cells was not affected by activin A.
Conclusions: Priming of microglial cells with activin A could increase the elimination of bacteria in bacterial CNS infections. This preventive strategy could improve the resistance of the brain to infections, particularly in elderly and immunocompromised patients.
Einleitung: Die konventionelle Galaktografie stellte jahrzehntelang das einzige bildgebende Verfahren zur Darstellung von Milchgängen in der Brust dar. Heute verfügen wir in der Diagnostik über ein multimodales Konzept aus hochauflösendem Ultraschall, der Magnetresonanz-(MR-)Mammografie und der Duktoskopie/Galaktoskopie mit Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 95%. Ziel unserer Untersuchung war es, erstmalig die Tomosynthesetechnik in der Galaktografie einzusetzen und die daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien mit der etablierten Methode der duktusorientierten Sonografie zu vergleichen. Es sollen mit beiden Methoden invasive Mammakarzinome und deren Vorstufen wie duktale Carcinoma in situ (DCIS) sowie benigne Befunde erkannt werden. Material und Methoden: Wir führten bei 5 Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion sowohl eine duktusorientierte Sonografie, eine kontrastmittelunterstützte Galaktografie mithilfe der Tomosynthese in 3-D sowie auch den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien durch. Die Auswertung der unterschiedlichen Untersuchungsmodalitäten erfolgte durch 3 in der komplementären Mammadiagnostik erfahrene Untersucher (1, 5 und 15 Jahre) und wurde mit der endgültigen Histologie korreliert. Ergebnisse: Alle 3 Untersucher beurteilten unabhängig voneinander die Bilder des duktusorientierten Ultraschalls und der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik in 3-D und den daraus generierten, synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien. Die Ergebnisse wurden mit den histopathologischen Befunden der Operationspräparate korreliert, wobei sich bei den 5 Patientinnen 1 invasives Mammakarzinom, 2-mal ein duktales Carcinoma in situ (DCIS) und 2 benigne Befunde ergaben. Alle drei Untersucher lagen bei der Verdachtsdiagnose in der Standardbildgebung der duktusorientierten Sonografie seltener richtig als bei der erstmalig durchgeführten, kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik und den daraus generierten, synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien. Schlussfolgerung: Erstmalig wurde die Brusttomosynthese in der Galaktografie (Galaktomosynthese) eingesetzt und ermöglichte eine digitale, 3-dimensionale Darstellung von suspekten Befunden. Zusammen mit den daraus synthetisierten, digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien könnte dies in Zukunft eine sinnvolle Ergänzung der komplementären Mammadiagnostik sein – und eine Renaissance dieser Methode. Im Vergleich mit dem duktusorientierten Ultraschall in Hochauflösung erzielten die Untersucher mit der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik und den daraus generierten, synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien bessere Ergebnisse in Korrelation mit den histopathologischen Befunden.
Introduction: For decades, conventional galactography was the only imaging technique capable of showing the mammary ducts. Today, diagnosis is based on a multimodal concept which combines high-resolution ultrasound with magnetic resonance (MR) mammography and ductoscopy/galactoscopy and has a sensitivity and specificity of up to 95%. This study used tomosynthesis in galactography for the first time and compared the synthetic digital 2D full-field mammograms generated with this technique with the images created using the established method of ductal sonography. Both methods should be able to detect invasive breast cancers and their precursors such as ductal carcinoma in situ (DCIS) as well as being able to identify benign findings.
Material and Methods: Five patients with pathological nipple discharge were examined using ductal sonography, contrast-enhanced 3D galactography with tomosynthesis and the synthetic digital 2D full-field mammograms generated with the latter method. Evaluation of the images created with the different imaging modalities was done by three investigators with varying levels of experience with complementary breast diagnostics (1, 5 and 15 years), and their evaluations were compared with the histological findings.
Results: All 3 investigators independently evaluated the images created with ductal sonography, contrast-enhanced 3D galactography with tomosynthesis, and generated synthetic digital 2D full-field mammograms. Their evaluations were compared with the histopathological assessment of the surgical specimens resected from the 5 patients. There was 1 case of invasive breast cancer, 2 cases with ductal carcinoma in situ and 2 cases with benign findings. All 3 investigators made more mistakes when they used the standard imaging technique of ductal sonography to diagnose suspicious lesions than when they used contrast-enhanced galactography with tomosynthesis and the generated synthetic digital 2D full-field mammograms.
Conclusion: This is the first time breast tomosynthesis was used in galactography (galactomosynthesis) to create digital 3-dimensional images of suspicious findings. When used together with the generated synthetic digital 2D full-field mammograms, it could be a useful complementary procedure for the diagnosis of breast anomalies and could herald a renaissance of this method. Compared with high-resolution ductal ultrasound, the investigators achieved better results with contrast-enhanced galactography using tomosynthesis and the generated synthetic digital 2D full-field mammograms, as confirmed by histopathological findings.
Rhabdomyosarcoma (RMS) cells have recently been reported to be sensitive to oxidative stress. Therefore, we investigated whether concomitant inhibition of the two main antioxidant defense pathways, that is, the thioredoxin (TRX) and the glutathione (GSH) systems, presents a new strategy to trigger cell death in RMS. In this study, we discover that GSH-depleting agents, i.e. γ-glutamylcysteine synthetase inhibitor, buthionine sulfoximine (BSO) or the cystine/glutamate antiporter inhibitor erastin (ERA), synergize with thioredoxin reductase (TrxR) inhibitor auranofin (AUR) to induce cell death in RMS cells. Interestingly, AUR causes accumulation of ubiquitinated proteins when combined with BSO or ERA, in line with recent reports showing that AUR inhibits the proteasome besides TrxR. Consistently, AUR/BSO or AUR/ERA cotreatment increases ubiquitination and expression of the short-lived proteins NOXA and MCL-1, accompanied by increased binding of NOXA to MCL-1. Notably, NOXA knockdown significantly rescues RMS cells from AUR/BSO- or AUR/ERA-induced cell death. In addition, AUR acts together with BSO or ERA to stimulate BAX/BAK and caspase activation. Of note, BSO or ERA abolish the AUR-stimulated increase in GSH levels, leading to reduced GSH levels upon cotreatment. Although AUR/BSO or AUR/ERA cotreatment enhances reactive oxygen species (ROS) production, only thiol-containing antioxidants (i.e., N-acetylcysteine (NAC), GSH), but not the non-thiol-containing ROS scavenger α-Tocopherol consistently suppress AUR/BSO- and AUR/ERA-stimulated cell death in both cell lines. Importantly, re-supply of GSH or its precursor NAC completely prevents AUR/ERA- and AUR/BSO-induced accumulation of ubiquitinated proteins, NOXA upregulation and cell death, indicating that GSH depletion rather than ROS production is critical for AUR/BSO- or AUR/ERA-mediated cell death. Thus, by demonstrating that GSH-depleting agents enhance the antitumor activity of AUR, we highlight new treatment options for RMS by targeting the redox homeostasis.
Electron transfer in respiratory chains generates the electrochemical potential that serves as energy source for the cell. Prokaryotes can use a wide range of electron donors and acceptors and may have alternative complexes performing the same catalytic reactions as the mitochondrial complexes. This is the case for the alternative complex III (ACIII), a quinol:cytochrome c/HiPIP oxidoreductase. In order to understand the catalytic mechanism of this respiratory enzyme, we determined the structure of ACIII from Rhodothermus marinus at 3.9 Å resolution by single-particle cryo-electron microscopy. ACIII presents a so-far unique structure, for which we establish the arrangement of the cofactors (four iron–sulfur clusters and six c-type hemes) and propose the location of the quinol-binding site and the presence of two putative proton pathways in the membrane. Altogether, this structure provides insights into a mechanism for energy transduction and introduces ACIII as a redox-driven proton pump.
Background: Definite diagnosis and therapeutic management of cholangiocarcinoma (CCA) remains a challenge. The aim of the current study was to investigate feasibility and potential impact on clinical management of targeted sequencing of intraductal biopsies.
Methods: Intraductal biopsies with suspicious findings from 16 patients with CCA in later clinical course were analyzed with targeted sequencing including tumor and control benign tissue (n = 55 samples). A CCA-specific sequencing panel containing 41 genes was designed and a dual strand targeted enrichment was applied.
Results: Sequencing was successfully performed for all samples. In total, 79 mutations were identified and a mean of 1.7 mutations per tumor sample (range 0–4) as well as 2.3 per biopsy (0–6) were detected and potentially therapeutically relevant genes were identified in 6/16 cases. In 14/18 (78%) biopsies with dysplasia or inconclusive findings at least one mutation was detected. The majority of mutations were found in both surgical specimen and biopsy (68%), while 28% were only present in biopsies in contrast to 4% being only present in the surgical tumor specimen.
Conclusion: Targeted sequencing from intraductal biopsies is feasible and potentially improves the diagnostic yield. A profound genetic heterogeneity in biliary dysplasia needs to be considered in clinical management and warrants further investigation.
Translational impact: The current study is the first to demonstrate the feasibility of sequencing of intraductal biopsies which holds the potential to impact diagnostic and therapeutical management of patients with biliary dysplasia and neoplasia.