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Different approaches are possible when it comes to modeling the brain. Given its biological nature, models can be constructed out of the chemical and biological building blocks known to be at play in the brain, formulating a given mechanism in terms of the basic interactions underlying it. On the other hand, the functions of the brain can be described in a more general or macroscopic way, in terms of desirable goals. This goals may include reducing metabolic costs, being stable or robust, or being efficient in computational terms. Synaptic plasticity, that is, the study of how the connections between neurons evolve in time, is no exception to this. In the following work we formulate (and study the properties of) synaptic plasticity models, employing two complementary approaches: a top-down approach, deriving a learning rule from a guiding principle for rate-encoding neurons, and a bottom-up approach, where a simple yet biophysical rule for time-dependent plasticity is constructed.
We begin this thesis with a general overview, in Chapter 1, of the properties of neurons and their connections, clarifying notations and the jargon of the field. These will be our building blocks and will also determine the constrains we need to respect when formulating our models. We will discuss the present challenges of computational neuroscience, as well as the role of physicists in this line of research.
In Chapters 2 and 3, we develop and study a local online Hebbian self-limiting synaptic plasticity rule, employing the mentioned top-down approach. Firstly, in Chapter 2 we formulate the stationarity principle of statistical learning, in terms of the Fisher information of the output probability distribution with respect to the synaptic weights. To ensure that the learning rules are formulated in terms of information locally available to a synapse, we employ the local synapse extension to the one dimensional Fisher information. Once the objective function has been defined, we derive an online synaptic plasticity rule via stochastic gradient descent.
In order to test the computational capabilities of a neuron evolving according to this rule (combined with a preexisting intrinsic plasticity rule), we perform a series of numerical experiments, training the neuron with different input distributions.
We observe that, for input distributions closely resembling a multivariate normal distribution, the neuron robustly selects the first principal component of the distribution, showing otherwise a strong preference for directions of large negative excess kurtosis.
In Chapter 3 we study the robustness of the learning rule derived in Chapter 2 with respect to variations in the neural model’s transfer function. In particular, we find an equivalent cubic form of the rule which, given its functional simplicity, permits to analytically compute the attractors (stationary solutions) of the learning procedure, as a function of the statistical moments of the input distribution. In this way, we manage to explain the numerical findings of Chapter 2 analytically, and formulate a prediction: if the neuron is selective to non-Gaussian input directions, it should be suitable for applications to independent component analysis. We close this section by showing how indeed, a neuron operating under these rules can learn the independent components in the non-linear bars problem.
A simple biophysical model for time-dependent plasticity (STDP) is developed in Chapter 4. The model is formulated in terms of two decaying traces present in the synapse, namely the fraction of activated NMDA receptors and the calcium concentration, which serve as clocks, measuring the time of pre- and postsynaptic spikes. While constructed in terms of the key biological elements thought to be involved in the process, we have kept the functional dependencies of the variables as simple as possible to allow for analytic tractability. Despite its simplicity, the model is able to reproduce several experimental results, including the typical pairwise STDP curve and triplet results, in both hippocampal culture and layer 2/3 cortical neurons. Thanks to the model’s functional simplicity, we are able to compute these results analytically, establishing a direct and transparent connection between the model’s internal parameters and the qualitative features of the results.
Finally, in order to make a connection to synaptic plasticity for rate encoding neural models, we train the synapse with Poisson uncorrelated pre- and postsynaptic spike trains and compute the expected synaptic weight change as a function of the frequencies of these spike trains. Interestingly, a Hebbian (in the rate encoding sense of the word) BCM-like behavior is recovered in this setup for hippocampal neurons, while dominating depression seems unavoidable for parameter configurations reproducing experimentally observed triplet nonlinearities in layer 2/3 cortical neurons. Potentiation can however be recovered in these neurons when correlations between pre- and postsynaptic spikes are present. We end this chapter by discussing the relation to existing experimental results, leaving open questions and predictions for future experiments.
A set of summary cards of the models employed, together with listings of the relevant variables and parameters, are presented at the end of the thesis, for easier access and permanent reference for the reader.
Diese Dissertation geht der Frage nach, wie die Literacy-Förderung der Kinder im Kindergartenalter in türkischstämmigen Familien in Deutschland stattfindet. Es wird der Frage nachgegangen, wie sich sozioökonomische und soziokulturelle Verhältnisse der Familien die Literacy-Förderung beeinflussen. Es wurden zwei qualitative Untersuchungen durchgeführt. Im ersten Teil der Arbeit wurden zwölf Mütter anhand halbstrukturierter Interviews befragt. Die Daten wurden anhand der qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet. Im zweiten Teil wurde als nichtteilnehmende, offene Beobachtung der Vorlesesituation durchgeführt. Anhand der Sequenzanalyse wurde die Vorgehensweise der Mütter während des Vorleseprozesses ausgewertet.
Es wurde untersucht, inwieweit der ökonomische Status und das kulturelle Kapital der Eltern für die Literacy-Förderung prägend sind. In den untersuchten Familien sind sowohl die literacy-bezogenen Aktivitäten als auch die Erziehung insgesamt stark an den Normen der Mehrheitsgesellschaft orientiert. Entscheidend sind nicht auf Ethnizität bezogene Zuschreibungen, sondern die sozioökonomische Stellung und das kulturelle Kapital der Eltern bei der Literacy-Förderung in den türkischstämmigen Familien.
Die Untersuchung zeigt im ersten Teil, dass die untersuchten Familien bei der Literacy-Förderung mit zahlreichen Hindernissen konfrontiert sind, die nicht primär ethnisch begründet sind, sondern vielmehr auf sozioökonomische und soziokulturelle Faktoren zurückgeführt werden müssen. Die berufliche Situation und Arbeitsbedingungen der Eltern erschweren die Durchführung der literacy-bezogenen Aktivitäten. Der ökonomische Status und der Bildungsstand sowie das kulturelle Kapital der Eltern ist der Grund für Hindernisse. Das macht sich bemerkbar in drei Gesichtspunkten: (i) Bei der direkten Anregung des Kindes zu Literacy, wenn das Kind zum Schreiben initiiert wird, sein Interesse für Bücher geweckt oder bei alltäglichen Aktivitäten zum Schriftentdecken herangeführt wird. Die Mütter, die über kulturelles Kapital verfügen, führen diese Aktivitäten regelmäßig und effizient durch. (ii) Bei der Gestaltung der Literacy-Umgebung, wenn diese vielfältig gestaltet wird (z.B. die Auswahl elektronischer Medien). Hierbei macht sich der sozioökonomische Status am deutlichsten bemerkbar. (iii) Auch bei der die Vorbildfunktion der Eltern als indirekte Anregung macht sich kulturelles Kapital bemerkbar. Im zweiten Teil der empirischen Untersuchung zur Vorlesesituation sind zwei Handlungsmuster festgestellt worden, die dem Vorleseverhalten der Mütter zugrundeliegen. Dabei ist das kulturelle Kapital entscheidend. Die Mütter mit niedrigem Kulturkapital führen den Vorleseprozess monologisch und einseitig, sodass die Kinder nicht oder nicht hinreichend einbezogen werden. Die Mütter mit höherem Kulturkapital dagegen gestalten den Vorleseprozess dialogisch, sodass das Kind eingebunden wird. Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden Handlungsmustern ist die Vermittlung der Erzählung. Im dialogischen Handlungsmuster wird der Vorleseprozess interaktiv gestaltet und die Haupthandlung der Geschichte im Blick behalten. Im monologischen Handlungsmuster aber hoffen die Vorlesenden, dass die Kinder durch bloßes Zuhören die Geschichte begreifen. Hier dominiert die Fokussierung auf die Einzelhandlungen. Während die Mütter höherem Kulturkapital die Vermittlung der Erzählung als ein zu erreichendes Ziel begreifen, tritt dies bei denen mit geringem Kulturkapital in den Hintergrund.
BACKGROUND: We retrospectively evaluated the efficacy and toxicity of gross tumor volume (GTV) mean-dose-optimized and real-time motion-compensated robotic stereotactic body radiation therapy (SBRT) in the treatment of liver metastases.
METHODS: Between March 2011 and July 2015, 52 patients were treated with SBRT for a total of 91 liver metastases (one to four metastases per patient) with a median GTV volume of 12 cc (min 1 cc, max 372 cc). The optimization of mean GTV dose was prioritized during treatment planning at the potential cost of planning target volume (PTV) coverage reduction while adhering to safe normal tissue constraints. The delivered median GTV biological effective dose (BED10) was 142.1 Gy10 (range, 60.2 Gy10 -165.3 Gy10) and the prescribed PTV BED10 ranged from 40.6 Gy10 to 112.5 Gy10 (median, 86.1 Gy10). We analyzed local control (LC), progression-free interval (PFI), overall survival (OS), and toxicity.
RESULTS: Median follow-up was 17 months (range, 2-49 months). The 2-year actuarial LC, PFI, and OS rates were 82.1, 17.7, and 45.0 %, and the median PFI and OS were 9 and 23 months, respectively. In univariate analysis histology (p < 0.001), PTV prescription BED10 (HR 0.95, CI 0.91-0.98, p = 0.002) and GTV mean BED10 (HR 0.975, CI 0.954-0.996, p = 0.011) were predictive for LC. Multivariate analysis showed that only extrahepatic disease status at time of treatment was a significant factor (p = 0.033 and p = 0.009, respectively) for PFI and OS. Acute nausea or fatigue grade 1 was observed in 24.1 % of the patients and only 1 patient (1.9 %) had a side effect of grade ≥ 2.
CONCLUSIONS: Robotic real-time motion-compensated SBRT is a safe and effective treatment for one to four liver metastases. Reducing the PTV prescription dose and keeping a high mean GTV dose allowed the reduction of toxicity while maintaining a high local control probability for the treated lesions.
Im Nachgang der Finanz- und Wirtschaftskrise beobachten wir derzeit sehr niedrige Renditen im „sicheren“ Anlagebereich auf dem Geldmarkt und für Staatsanleihen. Gleichzeitig sind Aktienkurse massiv gestiegen und zeichnen sich seit Beginn 2015 durch eine Seitwärtsbewegung aus. Die Ursachen für diese Entwicklung sind teilweise bekannt: Niedrige Zinssätze aufgrund einer expansiven Geldpolitik gepaart mit hoher Unsicherheit an den Märkten reduzieren die Auswahl attraktiver Kapitalanlagemöglichkeiten erheblich. Doch wie wird sich die langfristige Entwicklung gestalten, wenn oder falls die Wirkungen der jüngsten Finanz- und Wirtschaftskrise nachlassen? Gibt es einen langfristigen Trend? Spiegelt sich dieser Trend etwa bereits heute in den niedrigen Renditen wider?
Vor mehr als einem Jahrzehnt, also bereits einige Jahre vor der jüngsten Finanz- und Wirtschaftskrise, wurde wiederholt die sogenannte „Asset Market Meltdown“-Hypothese postuliert. Nach dieser Hypothese würden in den dreißiger Jahren dieses Jahrhunderts die Kapitalrenditen stark sinken, wenn die „Babyboomer“-Generation in den Ruhestand gehe und infolgedessen Kapital aus dem Wertpapiermarkt abziehe. Heute wird eine ähnliche Debatte unter dem Stichwort „säkulare Stagnation“ geführt. Danach bestehe die Gefahr, dass die nächsten Jahrzehnte durch niedrige Wachstumsraten geprägt sein und negative Realzinsen gar zur Normalität werden könnten. Dieser Beitrag geht der Frage nach, inwiefern die demographische Entwicklung für eine solche Stagnation verantwortlich ist.
Steueroasen besitzen drei wichtige Merkmale, die aus der Sicht von Steuerhinterziehern und Steuervermeidern anderer Länder besondere Anziehungskraft haben. Sie bieten niedrige Steuersätze für alle oder für bestimmte Kapitaleinkommen. Sie weisen eine hohe politische Stabilität und funktionierende Institutionen auf. Schließlich verbinden sie dies mit einem hohen Maß an faktischer Intransparenz in den Besitzstrukturen von Briefkastenfirmen sowie einer ausgeprägten Vertraulichkeit von Bankdaten. Unter Führung der OECD hat sich in den letzten Jahren der politische Druck auf die internationalen Steueroasen erhöht und zu einer Reihe von bilateralen und multilateralen Abkommen zum Informationsaustausch geführt. Da diese Abkommen nicht alle Steueroasen umfassen, haben sie die Gesamtanlagen in den Steueroasen allerdings bisher nur in sehr geringem Umfang reduzieren können. In Deutschland werden die internationalen Abkommen der letzten Jahre von Seiten der Steuerpolitik aber bereits als Erfolg verbucht und eine stärker progressive Besteuerung von Kapitaleinkünften diskutiert. Falls weiterhin ein Teil der einschlägigen Steueroasen dem Informationsaustausch fernbleibt, bietet es sich an, auf bilateralem Wege Verhandlungen aufzunehmen oder den Druck über multilaterale Verfahren und Sanktionen zu erhöhen.
Das Außenministerium der Vereinigten Staaten von Amerika und die amerikanische staatliche Behörde für Entwicklungszusammenarbeit USAID haben gerade ihre Gemeinsame Strategie gegen gewaltbereiten Extremismus (Joint Strategy on Countering Violent Extremism) vorgestellt. Nachstehend sollen die wesentlichen Inhalte kurz skizziert werden.
Gestern hat der Deutsche Bundestag mit nur einer Gegenstimme und einer Enthaltung zum ersten Mal den Völkermord an den Armeniern im Ersten Weltkrieg formal anerkannt. Die Türkei hat daraufhin sogleich ihren Botschafter zurückbeordert; weitere Maßnahmen z. B. die Aussetzung des Flüchtlingskompromisses könnten folgen. Die Krux jedoch von all‘ dem ist die Frage, ob es in den Jahren 1915-1917 einen Genozid an der eigenen christlich-armenischen Minderheit gab oder nicht:...
Zur Kennzeichnung der vegetationsgeographischen Stellung schleswig-holsteinischer Laubwaldgesellschaften im nordmitteleuropäischen Tiefland wurden Alno-Ulmion-, Fagion- und Quercion-Gesellschaften dieses Raumes floristisch verglichen. Es zeigt sich, daß neben atlantisch-subatlantisch verbreiteten Sippen (Lonicera periclymenum, Hedera helix, Ilex aquifolium, Rubus fruticosus agg.) Vertreter des borealen Florenelements (Equisetum pratense, Trientalis europaea) im Artengefüge naturnaher Waldgesellschaften Schleswig-Holsteins auftreten. Innerhalb des Landes weisen die genannten Sippen eine gebietsspezifische Verteilung auf: In der Altmoräne trägt die Vegetationszusammensetzung atlantische, in der Jungmoräne eher subatlantische Züge. Borealer Einfluß ist in der Altmoräne und im Landesteil Schleswig stärker ausgeprägt. Möchte man diese Befunde mit einer vegetationsgeographischen Gliederung des nordmitteleuropäischen Tieflands zur Deckung bringen, so ist die von MEUSEL et al. (1965) gegebene Einteilung am besten geeignet. Danach lässt sich die Altmoräne Schleswig-Holsteins zur Jütischen Bezirksgruppe der Atlantischen Florenprovinz, die Jungmoräne dagegen zur Sundischen Unterprovinz der Subatlantischen Florenprovinz zuordnen.
Wegen der klimatischen Gegensätze zwischen den zentralen Gebirgen, dem Pannonischen Tiefland und den mediterranen Südküsten sowie aufgrund des stark zerteilten Reliefs in den ausgedehnten Kalkgebieten der dinarischen Karstgebirge und der adriatischen Inselwelt ist die Gefäßpflanzenflora Kroatiens sehr artenreich. Es kommen 4300 Taxa mit 703 Endemiten und eine mannigfaltige Vegetation mit 274 klimazonalen bzw. an Sonderstandorte gebundenen Pflanzengesellschaften unterschiedlicher Umweltbedingungen und Artenzusammensetzung vor. Die Klimaxwälder bilden zwei Haupttypen der Höhenzonierung: die nördliche oder kontinentale mit sechs Klimaxgesellschaften und die südliche oder mediterrane in Dalmatien mit acht orographischen Klimaxgesellschaften. Daneben existieren 14 besonders üppige (optimale) Protoklimaxgesellschaften in Karstdepressionen und Flußcanyons, 19 verschiedene xero-basiphile Felswälder an windexponierten Standorten und Karststeilhängen sowie 17 seltenere azidophile Paraklimaxwälder der Silikatgesteine. Die Typen der natürlicherweise baumfreien Dauergesellschaften auf edaphischen Sonderstandorten umfassen 28 verschiedene Gesellschaften windbedingter Grasländer an Gebirgs-Windecken und stürmischen Meeresküsten, ausgedehnte Geröllhalden mit 19 Gesellschaften entlang der vielen Karststeilhänge, eine Höhenzonierung von artenreichen paläoendemischen Spaltenpflanzen mit 39 Gesellschaften auf riesigen Kalkabstürzen und 18 verschiedene skiophytische Farngesellschaften in zahlreichen schattigen Höhlen und Schluchten Kroatiens. Die Sumpfgesellschaften und die degradierte anthropogene Vegetation sind hier größtenteils ähnlich wie im übrigen Südeuropa.
Eine Ansprache des Standorts unter Verwendung des arithmetischen Mittels der Zeigerzahlen nach ELLENBERG (1974, 1979, 1991) ist mathematisch bedenklich. Als eine Alternative wurde von MÖLLER (1987) der nach der primären Häufigkeitstabelle bestimmte Median vorgestellt. Da dieser nur begrenzt aussagefähig ist, empfehlen KOWARIK & SEIDLING (1989) die Berechnung des Medians auf der Basis einer sekundären Häufigkeitstabelle (Tabelle mit Klasseneinteilung) mit Interpolation innerhalb der Medianklasse. Da dieses Vorgehen unter mathematischen Aspekten problematisch ist, wird es als Ersatz für das arithmetische Mitteln von Zeigerzahlen abgelehnt. Es wird vorgeschlagen, den nach der primären Häufigkeitstabelle erhaltenen Median durch seine Position innerhalb der Medianklasse zu ergänzen. Hierdurch werden die von MÖLLER (1987) aufgezeigten Nachteile des Medians überwunden.
Syntaxonomische Klassifizierung von Pflanzengesellschaften unter Anwendung der deduktiven Methode
(1992)
Es werden die allgemeinen Voraussetzungen für die Anwendung der deduktiven Methode bei der syntaxonomischen Klassifizierung behandelt. 1. Die deduktive Methode (s. KOPECKY 1978, KOPECKY & HEJNY 1978) stellt eine Weiterentwicklung der Schule von BRAUN-BLANQUET dar. 2. Die deduktive Methode kann man nur in Gebieten anwenden, deren Vegetation schon auf induktive Weise bearbeitet wurde (z.B. das mitteleuropäische Gebiet im weitesten Sinne). 3. Die nach der deduktiven Methode beschriebenen Gesellschaftstypen (Basal- und Derivatgesellschaften) werden in das System der induktiv erarbeiteten höheren Einheiten (Klassen, Ordnungen und Verbände) von oben (deduktiv) eingereiht, und zwar nach dem Vorkommen der Bestimmungsmerkmale (Kenn- und Trennarten) der betreffenden höheren Einheiten. Deshalb muß der diagnostische Wert einzelner Arten im gegebenen Gebiet genügend bekannt sein. Das "Hilfsnetz" der abstrakten höheren Einheiten wird nach einer der bereits vorhandenen Gebietsmonographien definiert. 4. Bei der Anwendung der deduktiven Methode kann jeder aufgenommene Bestand (jede Phytozönose) in das System von höheren Einheiten eingereiht werden. Es kann jedoch nicht jede Phytozönose (jeder Bestand) als eine selbständige Basal-, Derivatgesellschaft oder Assoziation angesehen werden. Als einen Gesellschaftstyp (Basal-, Derivatgesellschaft oder Assoziation) bezeichnen wir nur eine solche Gruppe von Phytozönosen (mindestens 5 Aufnahmen), die zu einer sich wiederholenden Reproduktion in einer ähnlichen Artenzusammensetzung an mehreren Fundstellen fähig sind. 5. Für eine Typisierung und Einreihung der Basal- und Derivatgesellschaften in das System ist die Stetigkeit der in den aufgenommenen Beständen vorkommenden Arten entscheidend. 6. Die Basal- und Derivatgesellschaften, die eine "Zwischenstellung" zwischen zwei oder mehreren höheren Einheiten des Systems einnehmen, werden zu den Einheiten (im Rahmen der betreffenden Klassen) eingereiht, deren Kenn- und Trennarten mit höchster Stetigkeit in den Beständen vorkommen (Tab. 2). 7. Die Nomenklatur der Basal- und Derivatgesellschaften richtet sich nach den von KOPECKY (1978) oder KOPECKY & HEJNY (1978) angeführten Regeln. Es sind weitere Ergänzungen angeführt.
Nach der Erörterung Von Problemen eines Gesellschaftssystems auf der Grundlage von Charakterarten wird festgestellt, daß nur so eine großräumige, überschaubare Gliederung möglich erscheint. Neben Assoziationen mit Charakterarten können gleichrangig "Gesellschaften" mit eigenständiger Artenverbindung gestellt werden, denen Charakterarten fehlen. Zwei neue, von anderer Seite gemachte Vorschläge zur Einengung des Gültigkeitsbereiches von Charakterarten werden aufgegriffen und diskutiert: (a) Beschränkung auf drei Strukturtypen (Gehölze, niederwüchsige Gefäßpflanzenvegetation, Kryptogamenvegetation); (b) Geographische Begrenzung auf das Areal des nächst ranghöheren Syntaxons. An Beispielen aus Mitteleuropa werden die Vorteile dieser Regelungen erläutert.
Cortical development extensively depends on sensory experience. Effects of congenital monaural and binaural deafness on cortical aural dominance and representation of binaural cues were investigated in the present study. We used an animal model that precisely mimics the clinical scenario of unilateral cochlear implantation in an individual with single-sided congenital deafness. Multiunit responses in cortical field A1 to cochlear implant stimulation were studied in normal-hearing cats, bilaterally congenitally deaf cats (CDCs), and unilaterally deaf cats (uCDCs). Binaural deafness reduced cortical responsiveness and decreased response thresholds and dynamic range. In contrast to CDCs, in uCDCs, cortical responsiveness was not reduced, but hemispheric-specific reorganization of aural dominance and binaural interactions were observed. Deafness led to a substantial drop in binaural facilitation in CDCs and uCDCs, demonstrating the inevitable role of experience for a binaural benefit. Sensitivity to interaural time differences was more reduced in uCDCs than in CDCs, particularly at the hemisphere ipsilateral to the hearing ear. Compared with binaural deafness, unilateral hearing prevented nonspecific reduction in cortical responsiveness, but extensively reorganized aural dominance and binaural responses. The deaf ear remained coupled with the cortex in uCDCs, demonstrating a significant difference to deprivation amblyopia in the visual system.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, basierend auf den eigenen Publikationen, aktuelle Erkenntnisse aus dem Themenkomplex „Sitzen und Gesundheit“ einschließlich Gesundheitspotentiale leichter Aktivitäten bei Erwachsenen resümierend zusammenzustellen und kritisch zu bewerten.
Das Augenmerk der bewegungsbezogenen Gesundheitsforschung galt anfänglich primär den sportlichen und eher intensiven körperlichen Aktivitäten. Neuere Erkenntnisse lassen annehmen, dass auch andere Bewegungsarten als Sport, z.B. Bewegung im Alltag, gesundheitswirksam sein können. Die besondere Bedeutung dieser Aktivitäten liegt darin, dass sie mit wenigen Ausnahmen für jeden geeignet, risikoarm und niedrigschwellig sind. Die am besten erforschte Alltagsbewegung ist das Gehen. Die gesundheitliche Benefits von Gehen gelten sowohl im Bereich der Prävention als auch der Therapie als wissenschaftlich gesichert. Regelmäßiges Fahrradfahren verbessert die kardiorespiratorische Fitness und mindert das Gesamtmortalitätsrisiko. Die Gesundheitseffekte anderer Alltagsaktivitäten lassen sich u.a aufgrund methodischer Herausforderungen schwieriger nachweisen und quantifizieren. Neuere Arbeiten liefern Hinweise, dass Bewegung schon mit leichter Intensität zumindest bei unfitten und inaktiven Bevölkerungsgruppen ein hohes Gesundheitspotential haben kann.
Veränderte Lebensgewohnheiten in Lebensbereichen wie z.B. Arbeit, Freizeit und Fortbewegung haben dazu geführt, dass ein überwiegender Anteil der Bevölkerung den Tag sitzend verbringt. Seit den letzten 10-15 Jahren widmet sich eine wachsende Anzahl von Arbeitsgruppen der Erforschung möglicher gesundheitlicher Konsequenzen des langen ununterbrochenen Sitzens. „Sendentäres Verhalten“ (sedentary behavior), in Abgrenzung zur Inaktivität, bezeichnet Aktivitäten, die sitzend oder zurücklehnend stattfinden und mit einem Energieverbrauch von 1-1,5 MET einhergehen. In Akzelerometerstudien wird sedentäres Verhalten als Aktivitäten, bei denen das Signal mindestens eine minutelang unter 100 counts per minute (cpm) ausweist, definiert.
Akzelerometerdaten deuten darauf hin, dass sedentäres Verhalten in den Industrieländern weit verbreitet ist: es macht bis zu 69% der wach verbrachten Zeit aus.
Unsere Literaturanalyse nach Reviews und systematischen Reviews zum Thema sedentäres Verhalten und Gesundheit bei Erwachsen ergab 13 Übersichtsarbeiten. Die Übersichtsarbeiten weisen eine hohe methodische Heterogenität auf. 9 der Übersichtsarbeiten sind narrative Reviews. Die Literaturanalyse liefert Hinweise für eine graduelle Abnahme der Evidenz für die Zusammenhänge von sedentärem Verhalten mit Mortalität, Morbidität und gesundheitlichen Risikofaktoren. Die Ergebnisse von Querschnitt- und Langzeitbeobachtungsstudien zu möglichen Auswirkungen sedentären Verhaltens auf die Gesundheit sind durch Interventionsstudien nur sehr bedingt untermauert, (patho)physiologische Wirkmechanismen hinter sedentärem Verhalten nicht gesichert, und ein klarer Dosis-Wirkungszusammenhang nicht definierbar. Dennoch scheint die Evidenzlage beim Endpunkt Mortalität relativ eindeutig, bei den Endpunkten Morbidität und Risikofaktoren aber zunehmend schwach und widersprüchlich. Im Fazit deuten die Ergebnisse dieser Übersicht – besonders beim Endpunkt Mortalität und etwas weniger eindeutig bei kardiovaskulären Erkrankungen und Diabetes – auf die gesundheitsschädliche Wirkung langen ununterbrochenen Sitzens hin. In der Konsequenz ist neben Aktivität gemäß Leitlinien zu empfehlen, längere Sitzphasen nach Möglichkeit zu unterbrechen und durch Bewegung mit zumindest leichter Intensität zu ersetzen.
Es liegen einige Hinweise vor, dass nicht nur die Gesamtzeit des sedentären Verhaltens, sondern auch das Muster, in dem es entsteht, von gesundheitlicher Relevanz sein könnte. Neben der Erforschung (patho)physiologischer Effekte des langen Sitzens, ist die Überprüfung von Machbarkeit und Akzeptanz von Unterbrechungsintervention von großer Relevanz. In unserer eigenen Untersuchung haben wir in vivo überprüft, wie weit Beschäftigte mit einer überwiegend sitzenden Tätigkeit vorgegebenen Unterbrechungsempfehlungen nachkommen können, wie sie diese subjektiv erleben und wie sie ihre eigene Bereitschaft einschätzen, die Empfehlungen auch längerfristig durchzuführen.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass schon eine einmalige Information über die Gesundheitsrisiken langen Sitzens und über Unterbrechungen zu einer zumindest kurzfristigen Reduktion der Sitzphasen führen kann. In unserer Untersuchung erwies sich ein Unterbrechungsintervall von 60 Minuten als am ehesten realisierbar. Dieses Intervall wurde von den Teilnehmern am angenehmsten wahrgenommen.
Novel insights into the regulation of cyclooxygenase-2 expression by platelet-cancer cell cross-talk
(2015)
Platelets are activated by the interaction with cancer cells and release enhanced levels of lipid mediators [such as thromboxane (TX)A2 and prostaglandin (PG)E2, generated from arachidonic acid (AA) by the activity of cyclooxygenase (COX)-1], granule content, including ADP and growth factors, chemokines, proteases and Wnt proteins. Moreover, activated platelets shed different vesicles, such as microparticles (MPs) and exosomes (rich in genetic material such as mRNAs and miRNAs). These platelet-derived products induce several phenotypic changes in cancer cells which confer high metastatic capacity. A central event involves an aberrant expression of COX-2 which influences cell-cycle progression and contribute to the acquisition of a cell migratory phenotype through the induction of epithelial mesenchymal transition genes and down-regulation of E-cadherin expression. The identification of novel molecular determinants involved in the cross-talk between platelets and cancer cells has led to identify novel targets for anti-cancer drug development.
The wide range of immunosuppressive therapies and protocols permits tailored planning of the initial regimen according to the immunological risk status of individual patients. Pre-transplant risk assessment can include many factors, but there is no clear consensus on which parameters to take into account, and their relative importance. In general younger patients are known to be at higher risk for acute rejection, compounded by higher rates of non-adherence in adolescents. Donor age and recipient gender do not appear to exert a meaningful effect on risk of rejection per se, but black recipient ethnicity remains a well-established risk factor even under modern immunosuppression regimens. Little difference in risk is now observed between deceased- and living-donor recipients. Immunological risk assessment has developed substantially in recent years. Cross-match testing with cytotoxic analysis has long been supplemented by flow cytometry, but development of solid-phase single-bead antigen testing of solubilized human leukocyte antigens (HLA) to detect donor-specific antibodies (DSA) permits a far more nuanced stratification of immunological risk status, including the different classes and intensities of HLA antibodies Class I and/or II, including HLA-DSA. Immunologic risk evaluation is now often based on a combination of these tests, but other assessments are becoming more widely introduced, such as measurement of non-HLA antibodies against angiotensin type 1 (AT1) receptors or T-cell ELISPOT assay of alloantigen-specific donor. Targeted densensitization protocols can improve immunological risk, notably for DSA-positive patients with negative cytotoxicity and flow cross-match. HLA mismatch remains an important and undisputed risk factor for rejection. Delayed graft function also increases the risk of subsequent acute rejection, and the early regimen can be modified in such cases. Overall, there is a shift towards planning the immunosuppressive regimen based on pre-transplant immunology testing although certain conventional risk factors retain their importance.
Bücherschau
(1991)
"Im Abstand von rund 2 Jahrzehnten fällt den Freiburgern die Aufgabe zu, Kollegen, Freunden und sonstigen Mitgliedern der Floristisch-soziologischen Arbeitsgemeinschaft einige kleine Ausschnitte aus der Vegetation unserer Landschalt zu zeigen: 1951 - 1971 - 1990 sind die Stichjahre. Damit bietet sich auch jeweils Gelegenheit zu einem Blick in unsere 'Werkstätten'. Es ist gewiß einerseits eine willkommene Aufgabe, andererseits wird diese umso heikler, je größer die Zahl der Teilnehmer und je bunter deren Kreis wird. So mußten heuer unter rd. 350 Bewerbern zunächst 200 als absolutes Maximum für 4 getrennte Gruppen ausgelost werden."
Die 4 Exkursionen, über die im vorliegenden Beitrag ausführlich berichtet wird, führten zum Kaiserstuhl, auf den Feldberg, in den Hotzenwald und zum Belchen; eine Nach-Exkursion hatte die Wutachschlucht zum Ziel.
Kurz umrissen wird das Anthrisco-Aceretum in Park und Friedhof. Avicoenologische Untersuchungen beschreiben die Kleinvogel-Gem. Phoenicuro-Cardueletum chloridis im ostelbischen Binnenland (Tab. 1). Vergleichbare Erhebungen anderer Autoren weisen die Einheit zwischen Rhein und Weichsel in mehreren Coenorassen nach (Tab. 2). Im Kontakt mit ihr leben verschiedene Großvögel, z.T. in eigenständigen Coenosen. Regional unterschiedlich sind in Mitteleuropa 4 Columbidae-, 4 Corvidae- und 3 Picidae-Gemeinschaften belegt (Tab. 3—6). Syncoenologische Bindungen innerhalb der Park-Vogelwelt werden aufgezeigt.
Von dem im Oberharz befindlichen Hohnekamm und Zeterklippen bei Wernigerode werden in der hochmontanen Fichtenstufe einige auf Granitblöcken und Rohhumus vorkommende Moosgesellschaften beschrieben. Von besonderem Interesse sind das lichtliebende Andreaeetum petrophilae Frey 1922 und die sciophytischen Gesellschaften Diplophyllo-Scapanietum Sm. 1947, Cephalozio bicuspidatae-Diplophylletum taxifolii ass. nov., Schistostegetum osmundaceae Giac. 1939, auf Rohhumus das Leucobryo-Tetraphidetum Bk. 1958 und Mylietum taylori Phil. 1956.
Mit den Methoden der Pflanzensoziologie werden die Pflanzengesellschaften der Umgebung von Bad Gandersheim erfasst und in Form einer Karte der realen Vegetation dargestellt. Die Gräser und Grasartigen sind den einzelnen Landschaftsräumen zugeordnet. Nach phänologischen Beobachtungen wird die Blütezeit der Pflanzen graphisch dargestellt. Daraus ergibt sich, zu welcher Zeit und an welchen Stellen der Pollen produziert wird. Dies wird in Karten anschaulich dargestellt.
Für das Gebiet des mittleren und südlichen Schwarzwaldes werden die mit dem "Waldsterben" einhergehenden Veränderungen der Bodenvegetation untersucht. Hierzu werden pflanzensoziologische Aufnahmen aus unterschiedlich stark geschädigten Beständen im Hinblick auf Artenzusammensetzung und ökologische Zeigerwerte typisierend untereinander und mit historischen Aufnahmebelegen verglichen. Dabei wird ein Anstieg der mittleren Artenzahlen der Krautschicht in den artenarmen Hainsimsen-Buchenwäldern (Luzulo-Fagetum) der submontanen bis montanen Höhenstufe sowie in besonderem Maße in Fichtenforsten festgestellt. Für die artenreichen Waldgesellschaften zeichnen sich eher rückläufige Artenzahlen ab. Das Artenspektrum ist durchgehend auf Kosten des Anteils an Laub- (und Nadel-) waldarten verschoben. In den artenarmen Waldgesellschaften (Luzulo-Fagetum und Luzulo-Abietetum) haben Arten der waldnahen Staudenfluren und -gebüsche, der Heiden und Wiesen sowie Störzeiger zugenommen während sich für die artenreichen Waldgesellschaften (Abieti-Fagetum und Aceri-Fagetum) keine derart eindeutige Förderung dieser Artengruppen feststellen lässt. Im Stetigkeitsvergleich werden diese Veränderungen auf Artniveau spezifiziert. Die Veränderungen des Artengefüges schlagen sich in allen Gesellschaftstypen in einem Anstieg der mittleren Stickstoffzahlen in den meisten Fällen auch der mittleren Reaktionszahlen nieder. Anzeichen für eine durch Versauerung gesteuerte Sukzession gibt es kaum. Die Veränderungen gehen — abgesehen von den Hainsimsen-Buchenwäldern in submontaner Lage — mit einer Zunahme der mittleren Lichtzahlen einher. Zeigerwertspektren erlauben eine genauere Differenzierung der Entwicklungstendenz. Vor dem Hintergrund der Eigenschaften der Arten als Phytoindikatoren für Umweltbelastungen werden die Befunde als das Ergebnis einer von Kronenverlichtung und Stickstoffeinträgen gesteuerten Sukzession gewertet.
Im Bereich des Naturparks Habichtswald bei Kassel wurden 102 Aufnahmen aus Waldmeister-Buchenwäldern (Galio odorati-Fagenion) nach der Methode BRAUN-BLANQUET erfasst und floristisch gegliedert. Es konnten dreizehn Vegetationseinheiten unterschieden werden, wovon elf dem Hordelymo-Fagetum, zwei dem Galio odorati-Fagetum zuzurechnen sind. Sie entsprechen im wesentlichen den von DIERSCHKE (1989) genannten Einheiten. Aus dieser floristischen Gliederung ergibt sich für die Buchenwälder des Habichtswald-Gebiets zugleich eine deutliche standörtliche Differenzierung. Bei einer Vielzahl entscheidender bodenchemischer Parameter wie z. B. pH-Wert, Basensättigung und C/N-Verhältnis sowie beim Wasserhaushalt lassen sich Unterschiede zwischen den Vegetationseinheiten nachweisen und statistisch belegen. Die "ökologische Trennschärfe" der Feingliederung nach der Methode BRAUN-BLANQUET wird hierdurch für den untersuchten Datensatz klar belegt.
Im nordwestlichen Teil der Norddeutschen Tiefebene haben sich auf von zahlreichen Tieflandbächen durchschnittenen pleistozänen Ablagerungen noch einige alte, naturnahe Waldstücke bis in die Gegenwart erhalten. Bekannte Beispiele solcher Waldreste sind der "Neuenburger Urwald" in der Nähe von Neuenburg und das "Hasbruch" westlich der Stadt Bremen. Es gibt aber in der Gegend noch weitere ähnliche Laubwaldreste mit vorwiegend Buchen, Eichen und Eschen, die, obwohl meistens bewirtschaftet und mit jüngeren Bäumen bestockt, in gleichem Maße zu den ökologisch äußerst wertvollen Flächen gerechnet werden können. Besonders um Westerstede, westlich der Stadt Oldenburg, sind noch viele dieser Waldstücke vorhanden. Einige bestehen ununterbrochen seit dem Mittelalter. Exemplarisch wurde die nördlich von Westerstede gelegene Parzelle mit dem Flurnamen "Rottforde" detailliert botanisch-vegetationskundlich untersucht, um ihren botanischen Wert festzustellen. Neben floristischen Daten wurde auch die Waldstruktur durch ein Profil im ökologischen Übergang zwischen feuchtem Eichen-Eschenwald (Carici remotae-Fraxinetum und Pruno-Fraxinetum) und trockenem Buchen-Eichenwald (Fago-Quercetum) in einem durchschnittlich 90-jährigen Bestand aufgenommen. Besonders die bachnahen Teile erwiesen sich als auffällig artenreich; unter diesen Arten sind einige selten für Niedersachsen. Neben ökologischen gibt es auch historische Gründe für die Naturschutzwürdigkeit dieser alten Laubwaldreste. Forstwirtschaftliche Aktivitäten während des vorigen und jetzigen Jahrhunderts haben besonders die trockeneren Teile dieser Wälder erheblich umgestaltet: Anpflanzungen von Koniferen (zuerst überwiegend Waldkiefer, später auch Fichte, Japanische Lärche und Douglasie) haben große Flächen der alten Wälder stark verändert. Heute sind auch die nasseren Teile dieser Wälder durch solche Umwandlungen bedroht: Pappel-Hybriden, Erlen und Sitka-Fichten ersetzen immer mehr die einheimischen Bestände von Eichen und Eschen. Solche Verfahren führen zur Vernichtung der biologischen Vielfalt dieser Waldstücke. Wenn nur einige weit voneinander entfernte "Inselpopulationen" innerhalb von Reservaten wie Neuenburg und Hasbruch in dieser Gegend übrigbleiben, ist zu befürchten, daß viele Pflanzen- und Tierarten vom Aussterben bedroht werden. Die Verfasser betonen deswegen die Notwendigkeit und Dringlichkeit von Naturschutzmaßnahmen für diese Laubwaldreste und geben kurz einige mögliche Maßnahmen an, von naturnaher, plenterartiger Bewirtschaftung bis zur Unterschutzstellung als Totalreservat.
Dauerquadrat-Untersuchungen eines in den Allgäuer Alpen gelegenen Grauerlenwaldes ergaben, daß dieser vielleicht aus einem Lavendelweiden-Gebüsch hervorgegangen ist. Die Assoziation würde bei Bodenaufhöhung wahrscheinlich in einen Schluchtwald übergehen. Findet eine solche nicht statt, bleibt der Grauerlenwald voraussichtlich als solcher erhalten.
Im nordwestdeutschen Tiefland haben sich im Einzugsgebiet des Heideflusses Lachte Bach-Uferwälder ausgebildet, die dem Stellario nemori-Alnetum glutinosae zuzurechnen sind. Die floristische Zusammensetzung der Gesellschaft, die ihren Verbreitungsschwerpunkt im Mittelgebirgsraum hat, wird dargestellt. Die Aufnahmen werden der Subassoziation von Salix fragilis zugeordnet. Es lassen sich Übergangsvarianten zum Carici remotae-Fraxinetum und Carici elongatae-Alnetum feststellen. Außerdem treten zwei (lokale) Varianten auf, deren geographische Verbreitung sich gut trennen lässt.
Im Rahmen einer Bestandsaufnahme der Erlenwälder im nordwestlichen Niedersachsen wurden 101 Vegetationsaufnahmen gemacht. Die Größe der Aufnahmeflächen betrug 400 qm, in einem zusammenhängenden Waldgebiet wurden nicht mehr als 3 Vegetationsaufnahmen gemacht. Der Datensatz wurde mit 3 verschiedenen Methoden klassifiziert. Erstens wurden 28 Dominanztypen nach der vorherrschenden Wuchsform (bzw. innerhalb der Wuchsform nach der vorherrschenden Art) in der Krautschicht unterschieden. Zweitens wurden aufgrund der floristischen Zusammensetzung 21 operationale Kleintypen gebildet, die jeweils durch ihre gesamte charakteristische Artenkombination voneinander abgrenzbar sind. Diese Kleintypen wurden unter Zuhilfenahme ökologischer Kriterien zu 6 Basistypen verschmolzen. Drittens wurde mit Hilfe von Differentialarten bekannter Wertigkeit eine pflanzensoziologische Klassifikation durchgeführt, die zwei Assoziationen (eine davon in 3 Subassoziationen und teilweise weiter in Varianten unterteilt) lieferte. Die Vor- und Nachteile der verschiedenen Klassifikationsmethoden werden, auch unter Bezugnahme zu der gewählten Aufnahmemethodik, ausführlich diskutiert. Je nach Fragestellung wird man sich für die eine oder andere Klassifikation entscheiden. Auch die Grenzen der Klassifizierbarkeit von Erlenwäldern werden diskutiert.
Durch Entwässerung und Eutrophierung hat sich die Artenzusammensetzung der meisten Erlenbruchwälder Schleswig-Holsteins drastisch verändert. Die vorliegende Arbeit versucht, den Floren- und Standortswandel dieser Wälder am Beispiel der Bestände des Bornhöveder Seengebietes zu belegen. Generell lassen sich in Erlenbruchwäldern verschiedene durch Entwässerung ausgelöste Sukzessionsabläufe unterscheiden. Auf nährstoffarmen Torfen stockende Bestände können sich zu Birken- und Stieleichenreichen Erlenwäldern entwickeln. Demgegenüber werden unter günstigen trophischen Verhältnissen Arten des Alno-Ulmion gefördert. Die zuletzt genannte Entwicklung ist — begünstigt durch eine Vererdung der Torfe und allochthonen Nährstoffeintrag — bezeichnend für entwässerte Erlenbruchwälder des Untersuchungsgebietes. Zur synsystematischen Wertung entwässerter Erlenbruchwälder werden Vorschläge gegeben. Während schwach entwässerten Beständen noch eine Vielzahl bezeichnender Sippen des Alnion eigen ist, werden bei starker Entwässerung Arten des Alno-Ulmion und der Querco-Fagetea begünstigt. Die in Schleswig-Holstein bestehenden Schutzmöglichkeiten und -perspektiven für noch weitgehend intakte Erlenbruchwälder werden erörtert.
Background: It is occasionally difficult to distinguish the stellate reticulum-like region of ameloblastoma from the fibrous connective tissue stroma. This difficulty is further pronounced in the plexiform variant of ameloblastoma that has very sparse fibrous connective tissue.
Aim: To test the utility of Azan trichrome stain in marking tumour regions and the peri-tumour environment of ameloblastoma.
Materials and Methods: Sections were prepared for 18 formalin fixed paraffin-embedded blocks of ameloblastoma cases and stained with Azan trichrome stain according to the manufacturer's specification.
Results and Conclusions: The tumour areas were stained mostly brown, with the ameloblasts mainly marked as deep brown while the stellate reticulum-like region was light brown. The structures in the peri-tumour region were marked with different shades of blue. Azan trichrome staining was able to distinguish between the fibrous connective tissue and the stellate reticulum-like areas in 100% of the cases.
Während der Vegetationsperiode 1988 wurden die Erlenbruchwälder der südschwedischen Provinz Malmöhus Län (Schonen) pflanzensoziologisch untersucht. Um die Standorte genauer zu charakterisieren, wurden darüberhinaus exemplarisch Böden untersucht und pH-Wert-Messungen vorgenommen. Die Erlenruchwälder der Provinz lassen sich dem Carici elongatae-Alnetum zuordnen. Die Gesellschaft gliedert sich in drei Subassoziationen: Das Carici elongatae-Alnetum betuletosum wächst vor allem im Gebiet der nährstoffarmen Urgesteinsmoräne. Das Carici elongatae-Alnetum iridetosum findet man dagegen hauptsächlich in der südschonischen Hügellandschaft mit ihren nährstoff- und kalkreichen Böden. Auf Standorten mit stärker bewegtem, oft quellig hervortretendem Grundwasser stellt sich das Carici elongatae-Alnetum cardaminetosum ein. Die Erlenbruchwälder stocken i.a. auf organischen Nassböden (Niedermoor, Anmoor), die regelmäßig vom Grundwasser überstaut werden.
Es werden Aruncus dioicus-Saumgesellschaften aus Kärnten und den Vogesen standörtlich beschrieben und in den Verband Arunco-Petasition albae Br.-Bl. et Sutter 1977 eingeordnet. Eine Literaturauswertung lässt die Annahme zu, daß der Waldgeißbart keine typische Waldpflanze ist. Eigene Beobachtungen lassen den Schluss zu, es handele sich um eine ausgesprochene Saumpflanze. Die Hochstaudensäume mit Aruncus dioicus werden daher in die Klasse Artemisietea Lohm., Prsg. et Tx. 1950, Ordnung Glechometalia Tx. in Tx. et Br.-Hool 1975 eingeordnet.
Zwergstrauch-Gesellschaften auf basenhaltigen Böden des Sektors Manchego (Spanien) waren Gegenstand pflanzensoziologischer Studien. In Ergänzung dazu standen Untersuchungen zur Arealkunde, Bioklimatologie und zum Sukzessionverhalten der Vegetation des Gebietes. Die untersuchten Zwergstrauch-Gesellschaften lassen sich zu drei Hauptgruppen zusammenfassen:
1. Zwergstrauch-Gesellschaften auf Gipsböden (Lepidion subulati), vertreten durch drei Assoziationen: Gypsophilo-Centaureetum hyssopifoliae, Herniario-Teucrietum floccosi und Jurineo-Centaureetum hyssopifoliae.
2. Felsheiden (Hypericion ericoidis) mit einer Assoziation: Galio boissieriani-Hypericetum ericoidis.
3. Kalkliebende Zwergstrauch-Gesellschaften (Sideritido-Salvion) mit neun Assoziationen: Teucrio-Salvietum hegelmaierii, Helianthemo-Hippocrepidetum bourgaeae, Sideritido-Genistetum mugronensis, Scabioso-Erinaceetum anthyllidis, Paronychio-Astragaletum tumidi, Armerio-Salvietum phlomoidis, Lino-Salvietum lavandulifoliae, Salvio-Genistetum mugronensis und Salvio-Erinaceetum anthyllidis.
Darüber hinaus wurden Verbreitungskarten, Sukzessionsschemata und ein Bestimmungsschlüssel erstellt, der eine einfache und schnelle Identifizierung der Assoziationen ermöglicht.
Es wird die Vegetation der Kalkmagerrasen des östlichen und westlichen Meißner-Vorlands (Nordhessen) beschrieben. Die behandelten Pflanzengesellschaften und deren Untereinheiten lassen sich mit zunehmender Bodenentwicklung und dem damit günstigeren Wasser- und Nährstoffhaushalt in eine ökologische Reihe stellen. Dabei wird die floristische und ökologische Zwischenstellung des Gentiano-Koelerietum zwischen dem Saxifrago-Poetum compressae (Alysso-Sedion) und dem Arrhenatheretum herausgestellt. Neben dieser Gliederung werden Gebietsausbildungen unterschieden, die vor allem klimatisch bedingt sind. So können die Kalkmagerrasen im Osten des Untersuchungsgebietes als eine Tieflagenform, die im Westen als eine Höhenform aufgefasst werden. Darüber hinaus werden die Gebietsausbildungen aber auch durch die ehemalige unterschiedliche Nutzung geprägt. So wurden die meisten Bestände beweidet, andere hingegen vorwiegend gemäht. Dem Einfluss des Bodenchemismus wird als differenzierender Faktor für die Kalkmagerrasen nur eine untergeordnete Bedeutung beigemessen.
Die Vegetation des Weidevogelschutzgebietes "Ellewicker Feld" im Münsterland wird dargestellt. Das Grünland-Gebiet wird mit niedriger Stickstoff-Düngung extensiv genutzt. Nach Unterschutzstellung 1980 wurden in den Weiden Tümpel unterschiedlicher Größe angelegt. Die Grünland-Gesellschaften werden als Lolio- und Luzulo-Cynosuretum, Ranunculo-Alopecuretum geniculati und Lolio-Plantaginetum majoris charakterisiert. Die Vegetation der Tümpelränder sind Bidentetea- und Isoeto-Nanojuncetea-Gesellschaften. Außerdem wird eine Juncus effusus-Gesellschaft beschrieben. Die Pflanzengesellschaften des Ellewicker Feldes sind aufgrund des geringen Alters der Grasnarbe und der Gewässer artenarm. Der Effekt der extensiven Bewirtschaftung zeigt sich im Rückgang der Arten, die auf hohe Stickstoffverfügbarkeit angewiesen sind.
Die Vegetation des Holtumer Moores (Nordwest-Deutschland). Veränderungen in 25 Jahren (1963-1988)
(1991)
Im Holtumer Moor, einer typischen Niederungslandschaft Nordwestdeutschlands mit Nieder- und Hochmoorbildungen, wurde die Vegetation 1963(64) und 1988 pflanzensoziologisch erfasst. Der Vergleich zeigt eine starke Veränderung, insbesondere der Grünland-Gesellschaften. Anstelle artenreicher Feuchtwiesen und -weiden herrschen heute monotone Weiden, Hochgraswiesen und Ackerland. Die Veränderungen werden besonders durch den Vergleich von 40 Wiesen- und 48 Weide-Aufnahmen analysiert, die 1963 und 1988 an etwa denselben Stellen gemacht wurden. Verglichen werden Stetigkeit und mittlerer Deckungsgrad der Arten, Anteile soziologischer Gruppen und Zeigerwertspektren für Stickstoff und Feuchte. Für die meisten Gesellschaften werden aus Vegetationskarten 1:5000 die Flächenanteile ermittelt. Für den Naturschutz interessant sind außerdem Vergleiche der Pflanzengesellschaften nach ihrem lokalen Gefährdungsgrad, ihren Natürlichkeitsgraden und der Zahl von Rote Liste-Arten. Abschließend wird auf allgemeine Entwicklungstendenzen des Grünlandes infolge intensivierter Nutzung in Nordwestdeutschland eingegangen.
In dieser Arbeit werden Pflanzengesellschaften der Kulturlandschaft der Nordfriesischen Insel Amrum vegetationskundlich-standörtlich beschrieben. Bedingt durch die geringe Bedeutung der Landwirtschaft auf der Insel ist hier noch das kennzeichnende Vegetationsmosaik einer vorindustriellen Kulturlandschaft erhalten geblieben.
Die Geschichte des Lebens- und Wuchsformenbegriffes wird kurz dargestellt, soweit sie die Anwendung auf Wasserpflanzen betrifft. Die Einteilung geschah bisher hauptsächlich nach den Gesichtspunkten "Anpassung", "Form" und "Dynamik". Als "Lebensformen" werden 5 Gruppen von Pflanzen mit vergleichbarem Grad der Anpassung an das Wasserleben unterschieden. Da die einzelnen für das Leben im Wasser vorteilhaften Merkmale unabhängig voneinander auftreten, ist eine exakte Trennung zwischen Wasser- und Landpflanzen nicht möglich. Für die Definition der "Wuchsform" wird die phänotypisch realisierte morphologische Struktur verwendet. Auf diese Weise können 20 Wuchsformen unterschieden werden. Aufgrund der Dynamik einzelner demograpischer Einheiten kann der "Lebenszyklus" einer Pflanze beschrieben werden. Innerhalb einer Art können verschiedene Einheit unterschiedliche Lebenszyklen haben. Abschließend wird auf die Bedeutung der Lebens- und Wuchsformen in verschiedenen Bereichen der Pflanzenökologie hingewiesen.
Die Arbeit vergleicht die Flora von 19 Dörfern Westböhmens mit derjenigen der Stadt Plzen. Zugrunde liegen qualitative und quantitative floristische Angaben zur Artenzusammensetzung insgesamt und teilweise auch im Vergleich einzelner Standorte. Ausgewertet werden weiter Lebensformenspektren, der Anteil der Anthropophyten und mittlere Zeigerwerte nach ELLENBERG. Insgesamt ergeben sich deutliche Unterschiede, teilweise in Übereinstimmung mit Untersuchungen aus anderen Gebieten.
Die Ruderalvegetation der Altmark und des östlich angrenzenden Elbtals wurde 1990 mit dem Ziel untersucht, den gegenwärtigen Zustand zu erfassen und zu dokumentieren. Das flachwellige pleistozäne Tiefland steht unter subkontinentalem Klimaeinfluß; die Niederschlagsmengen überschreiten 600 mm nicht. Die Altmark bildet heute den nördlichen Teil des Bundeslandes Sachsen-Anhalt; sie gehörte 40 Jahre zur DDR. Die reiche Ruderalvegetation weist große Ähnlichkeit zu derjenigen anderer kontinental getönter Sandgebiete des östlichen Mitteleuropa auf. Im Verhältnis zum westlich unmittelbar angrenzenden Niedersachsen fällt der große Neophytenreichtum sowie der wesentlich höhere Flächenanteil der Ruderalvegetation insgesamt auf. Verbreitete Neophyten sind z.B. Amaranthus retroflexus, Artemisia annua (Elbe), Bidens frondosa (Elbe), Atriplex acuminata, A. oblongifolia, Chenopodium strictum, Diplotaxis muralis, D. tenuifolia, Kochia scoparia ssp. densiflora, Lycium barbarum, Robinia pseudacacia, Salsola kali ssp. ruthenica und Sisymbrium loeselii. Insbesondere Atriplex oblongifolia wanderte entlang der Straßen bis unmittelbar an die ehemalige Grenze; mit weiterer Ausbreitung nach Westen ist in naher Zukunft zu rechnen, was z.B. auch für Kochia scoparia ssp. densiflora entlang der Eisenbahnstrecken zu erwarten ist.
In der vorliegenden Arbeit werden Bestände vorwiegend aus dem Raum Köln-Aachen beschrieben, in denen die sehr expansive, neophytische Art Senecio inaequidens DC. an ruderalen oder ruderalisierten Standorten meist schon häufiger auftritt. Die ca. 160 vorgestellten Vegetationsaufnahmen zeigen in ihrer Zuordnung zu bestimmten Pflanzengesellschaften ein breites Spektrum von den Sedo-Scleranthetea, Chenopodietea (Sisymbrion), Artemisietea (Dauco-Melilotion), Molinio-Arrhenatheretea (Arrhenatherion), Plantaginetea (Polygonion avicularis), Agropyretea (Convolvulo-Agropyrion), Agrostietea (Agropyro-Rumicion) über Bidentetea und andere Feuchtgesellschaften hin zum Sambuco-Salicion capreae bzw. Salicion albae. Sonderformen unterschiedlichster Standortbedingungen werden zusätzlich angeführt. Obwohl das Optimum der Art im Dauco-Melilotion an warm-trockenen Standorten zu liegen scheint, bleiben solche unter anderen edaphischen Bedingungen nicht ausgeschlossen. Soziologisch ungesättigte Gesellschaften und ihre Entwicklungsphasen an anthropogen gestörten bzw. geschaffenen Standorten werden bevorzugt besiedelt. Angaben über Herkunft, Verbreitung und Ökologie der Art, die in Bremen und seinem Umland sowie im Raum Aachen-Köln-Düsseldorf als eingebürgert zu gelten hat, ergänzen die Gesamtdarstellung.
Adventive Vorkommen der mediterran-kontinentalen Atriplex rosea L. auf Gleisanlagen in Mitteleuropa und im submediterranen Raum Westeuropas (Pyrenäen-Südrand) werden mit denjenigen auf der Südinsel Neuseelands verglichen, wo die Art auf die wärmsten und trockensten Bereiche von Otago beschränkt ist. Die Bestände von A. rosea in NZ zeichnen sich durch eine hohe Übereinstimmung ihres (bis auf eine Ausnahme) ausschließlich neophytischen Artenspektrum aus und werden als Atriplex rosea-Bromus diandrus-Ges. beschrieben. Eine sehr ähnliche Vergesellschaftung ist am klimatisch mit den warmen Beckenlandschaften Otagos vergleichbaren zentralen Südrand der Pyrenäen zu beobachten, während ein Gesellschaftsanschluß von A. rosea auf Schienenstandorten in Mitteleuropa (noch ?) nicht festzustellen ist.
Im Rahmen einer Untersuchung der spontanen Vegetation auf Industrieflächen im Ruhrgebiet wurden einige Vegetationsaufnahmen des Chaenarrhino-Chenopodietum botryos Sukopp 1971 und einer Inula graveolens-Tripleurospermum inodorum-Gesellschaft angefertigt. Die Verbreitung von Chenopodium botrys und Inula graveolens im Ruhrgebiet und der Aufbau der von ihnen charakterisierten Gesellschaften werden vorgestellt. In Stetigkeitstabellen werden eine Übersicht der aus Europa vorliegenden Aufnahmen beider Gesellschaften gegeben und überregionale Einteilungen diskutiert. Einige Anmerkungen zu Fragen des Naturschutzes auf Industrieflächen schließen den Aufsatz.
Vorwort zur Sektion der Gastherausgeberin Andrea Gremels
This study examined the effects of a school-based instrumental training program on the development of verbal and visual memory skills in primary school children. Participants either took part in a music program with weekly 45 min sessions of instrumental lessons in small groups at school, or they received extended natural science training. A third group of children did not receive additional training. Each child completed verbal and visual memory tests three times over a period of 18 months. Significant Group by Time interactions were found in the measures of verbal memory. Children in the music group showed greater improvements than children in the control groups after controlling for children’s socio-economic background, age, and IQ. No differences between groups were found in the visual memory tests. These findings are consistent with and extend previous research by suggesting that children receiving music training may benefit from improvements in their verbal memory skills.
Introduction: ameloblastoma is a slow growing, painless odontogenic swelling which can attain sizes that result in severe deformities of the craniofacial complex. It is the most commonly encountered odontogenic tumor in Nigeria. Surgical intervention is currently the method of treatment; however identification of altered molecular pathways may inform chemotherapeutic potential. The Protein Patched homolog 1 (PTCH-1) is overexpressed in ameloblastoma. Also, mutation in the MDM2 gene can reduce the tumor suppressor function of p53 and promote ameloblastoma growth. No study however has characterized the molecular profile of African cases of ameloblastoma with a view to developing chemotherapeutic alternatives. The objective was to characterize the PTCH-1 genetic profile of Ameloblastoma in Nigerian patients as a first step in investigating its potential for chemotherapeutic intervention.
Methods: twenty-eight FFPE blocks of ameloblastoma cases from Nigerian patients were prepared for antibody processing to PTCH-1 (Polyclonal Anti-PTCH antibody ab39266) and MDM2 (Monoclonal Anti-MDM2 antibody (2A10) ab16895). Cytoplasmic brown staining was considered as positive for PTCH while nuclear staining was positive for MDM2.
Results: moderate and strong expressions for PTCH in ameloblast and stellate reticulum were 78.6% and 60.7% respectively. Only 3 (10.7%) cases expressed MDM2.
Conclusion: the importance of our study is that it supports, in theory, anti-PTCH/SHH chemotherapeutics for Nigerian ameloblastoma cases and also infers the possible additional use of anti-p53 agents.
From Brownian motion with a local time drift to Feller's branching diffusion with logistic growth
(2011)
We give a new proof for a Ray-Knight representation of Feller's branching diffusion with logistic growth in terms of the local times of a reflected Brownian motion H with a drift that is affine linear in the local time accumulated by H
at its current level. In Le et al. (2011) such a representation was obtained by an approximation through Harris paths that code the genealogies of particle systems. The present proof is purely in terms of stochastic analysis, and is inspired by previous work of Norris, Rogers and Williams (1988).
Goethe's theory of colors between the ancient philosophy, middle ages occultism and modern science
(2016)
Goethe’s rejection of Newton’s theory of colors is an interesting example of the vulnerability of the human mind—however brilliant it might be—to fanaticism. After an analysis of Goethe’s persistent fascination with magic and occultism, of his education, existential experiences, influences, and idiosyncrasies, the authors propose an original interpretation of his anti-Newtonian position. The relevance of Goethe’s Farbenlehre to physics and physiology, from the perspective of modern science, is discussed in detail.
Entwicklung und Untersuchung verschiedener Elektrodenkonfigurationen eines gepulsten Plasmajets
(2012)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit optischen und elektrischen Untersuchungen an einer koaxial aufgebauten Lorentz-Drift-Geometrie. So wurden Messungen an der Lorentz-Drift-Sputterquelle bezüglich der Durchbruchspannung durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass das Verhalten der Durchbruchspannung in Abhängigkeit vom Druck trotz der koaxialen Elektrodengeometrie vergleichbar mit der Paschenkurve fur eine planparallele Anordnung ist.
Zur Untersuchung des Sputterverhaltens wurden zunächst einige Kurzzeitaufnahmen mit einer Belichtungszeit im Mikrosekundenbereich durchgefuhrt, um so die Ausbreitung der Plasmawolke zu betrachten. Bei einem Durchbruch führt der Stromfluss zu einem Magnetfeld, sodass ein Lorentz-Drift entsteht. Durch die resultierende Kraft wird das Plasma beschleunigt.
Es zeigt sich, dass sich die Plasmawolke mit zunehmender Zeit bzw. zunehmendem Abstand von den Elektroden homogener im Rezipient verteilt. Da durch die Ausbreitung der Plasmafront auch ausgelöstes Elektrodenmaterial zu einem entsprechend platzierten Substrat beschleunigt wird, lagert sich dort eine dünne Schicht an.
Die Ablagerungen am Substrat wurden bei verschiedenen Drucken und verschiedenen Abständen zu den Elektroden betrachtet. Erste Messungen zeigen, dass die Schichten mit größerem Abstand homogener werden und besser am Substrat haften bleiben, jedoch die Schichtdicke geringer wird. Bei geringem Abstand lagern sich vergleichsweise dicke Schichten an, die jedoch sehr inhomogen und instabil sind. Durch Optimierung sollte es aber möglich sein, einen gewünschten Kompromiss aus Schichtdicke, Stabilität und Homogenität zu finden.
Bei niedrigeren Drucken und somit hohen Durchbruchspannungen kommt es aufgrund der höheren Stromdichte zu stärkeren Lorentz-Drifts, sodass die Teilchenenergien im Plasma steigen und es zu dickeren Ablagerungen kommt.
Die Schlussfolgerung dieser Arbeit ist, dass die Beschichtung durch eine Lorentz-Drift-Geometrie prinzipiell möglich ist. Es konnten bisher qualitative Messungen durchgeführt werden, die jedoch noch quantitativ verifiziert werden sollten.
La película de Ana de Daniel Díaz Torres (2012) trata en primer lugar del jineterismo en Cuba, fenómeno que ha determinado ampliamente el contacto entre extranjeros y cubanos desde la apertura al turismo en masas. En la película esto conlleva una reflexión de las relaciones visuales tanto en términos de género como en términos postcoloniales. Mediante la construcción de una película intradiegética ("la película de Ana") se cuestiona la diferencia entre "autenticidad" y puesta en escena y se sugiere, además, que Cuba entera se ha convertido en una especie de "zona de contacto", donde entran en contacto la lógica capitalista y la nostalgia postsoviética y donde lo "auténticamente" cubano aparece como un espectáculo montado para los extranjeros. Al mismo tiempo la película articula una autorreflexión en el sentido de que estas relaciones de poder se evidencian también en las posibilidades de hacer cine hoy en Cuba, que abarcan esencialmente la coproducción con diferentes países europeos.
Andrea Gremels entrevista a la Milena Rodríguez Gutiérrez, poeta cubana, crítica literaria y editora de la antología Otra Cuba secreta: antología de poetas cubanas del XIX y del XX (2011). Desde una perspectiva profesional y personal Rodríguez Gutiérrez, que vive en Granada, responde a las preguntas acerca de la diáspora cubana, del canon literario nacional y de las implicaciones del cambio para las escritoras y escritores dentro y fuera de la isla. Además, presenta a los lectores dos poemas suyos, ambos dedicados a Cuba: “Preguntas desde el otro lado de la cocina” y “Cuba”.
This article discusses the interrelation between transculturality and transmediality with an emphasis on processes of translation. It focuses on two examples of transcultural and transmedial writing taken from contemporary Cuban literature in Paris: Miguel Sales's recontextualization of Cuban popular music in Paris and William Navarrete's ekphrastic reinscription of his island into the realm of French romantic painting. The case studies are significant in this context because they show how cultural borders are simultaneously set and transgressed at medial crossings—between music and poetry, text, and image. Thus, cultural translations go hand in hand with medial transpositions that include forms of rewriting, recomposition, and revisualization. The connection between moving cultures and moving media also points to the question of “travelling memory” in diaspora.
Calmodulins (CaMs) are important mediators of Ca2+ signals that are found ubiquitously in all eukaryotic organisms. Plants contain a unique family of calmodulin-like proteins (CMLs) that exhibit greater sequence variance compared to canonical CaMs. The Arabidopsis thaliana proteins AtCML4 and AtCML5 are members of CML subfamily VII and possess a CaM domain comprising the characteristic double pair of EF-hands, but they are distinguished from other members of this subfamily and from canonical CaMs by an N-terminal extension of their amino acid sequence. Transient expression of yellow fluorescent protein-tagged AtCML4 and AtCML5 under a 35S-promoter in Nicotiana benthamiana leaf cells revealed a spherical fluorescence pattern. This pattern was confirmed by transient expression in Arabidopsis protoplasts under the native promoter. Co-localization analyses with various endomembrane marker proteins suggest that AtCML4 and AtCML5 are localized to vesicular structures in the interphase between Golgi and the endosomal system. Further studies revealed AtCML5 to be a single-pass membrane protein that is targeted into the endomembrane system by an N-terminal signal anchor sequence. Self-assembly green fluorescent protein and protease protection assays support a topology with the CaM domain exposed to the cytosolic surface and not the lumen of the vesicles, indicating that AtCML5 could sense Ca 2+ signals in the cytosol. Phylogenetic analysis suggests that AtCML4 and AtCML5 are closely related paralogues originating from a duplication event within the Brassicaceae family. CML4/5-like proteins seem to be universally present in eudicots but are absent in some monocots. Together these results show that CML4/5-like proteins represent a flowering plant-specific subfamily of CMLs with a potential function in vesicle transport within the plant endomembrane system.
Abstract: The hallmarks of Alzheimer’s disease (AD) are characterized by cognitive decline and behavioral changes. The most prominent brain region affected by the progression of AD is the hippocampal formation. The pathogenesis involves a successive loss of hippocampal neurons accompanied by a decline in learning and memory consolidation mainly attributed to an accumulation of senile plaques. The amyloid precursor protein (APP) has been identified as precursor of Aβ-peptides, the main constituents of senile plaques. Until now, little is known about the physiological function of APP within the central nervous system. The allocation of APP to the proteome of the highly dynamic presynaptic active zone (PAZ) highlights APP as a yet unknown player in neuronal communication and signaling. In this study, we analyze the impact of APP deletion on the hippocampal PAZ proteome. The native hippocampal PAZ derived from APP mouse mutants (APP-KOs and NexCreAPP/APLP2-cDKOs) was isolated by subcellular fractionation and immunopurification. Subsequently, an isobaric labeling was performed using TMT6 for protein identification and quantification by high-resolution mass spectrometry. We combine bioinformatics tools and biochemical approaches to address the proteomics dataset and to understand the role of individual proteins. The impact of APP deletion on the hippocampal PAZ proteome was visualized by creating protein-protein interaction (PPI) networks that incorporated APP into the synaptic vesicle cycle, cytoskeletal organization, and calcium-homeostasis. The combination of subcellular fractionation, immunopurification, proteomic analysis, and bioinformatics allowed us to identify APP as structural and functional regulator in a context-sensitive manner within the hippocampal active zone network.
Author Summary: More than 20 years ago, the amyloid precursor protein (APP) was identified as the precursor protein of the Aβ peptide, the main component of senile plaques in brains affected by Alzheimer’s disease. However, little is known about the physiological function of amyloid precursor protein. Allocating APP to the proteome of the structurally and functionally dynamic presynaptic active zone highlights APP as a hitherto unknown player within the presynaptic network. The hippocampus is the most prominent brain region for learning and memory consolidation, and a vulnerable target for neurodegenerative disease, e. g. Alzheimer’s disease. Therefore, our experimental design is focused on the hippocampal neurotransmitter release site. Currently, the underlying mechanism of how APP acts within presynaptic networks is still elusive. Within the scope of this research article, we constructed a network of APP within the presynaptic active zone and how deletion of APP affects these individual networks. We combine bioinformatics tools and biochemical approaches to address the dataset provided by proteomics. Furthermore, we could unravel that APP executes regulatory functions within the synaptic vesicle cycle, cytoskeletal rearrangements and Ca2+-homeostasis. Taken together, our findings offer a new perspective on the physiological function of APP in the central nervous system and may provide a molecular link to the pathogenesis of Alzheimer’s disease.
Channelrhodopsin-2 (ChR2) is a light-gated cation selective channel from the unicellular alga Chlamydomonas reinhardtii, which is involved in phototaxis and photophobic responses. As other rhodopsins, ChR2 comprises a seven-transmembrane helix (TMH) motif and a retinal as the light-sensitive chromophore. The chromophore is covalently attached via a protonated Schiff base to the conserved lysine residue Lys257 located in TMH7. Based on its primary sequence and the all-trans configuration of the retinal in the ground state, ChR2 is assigned to the type I rhodopsins, also referred to as microbial-type rhodopsins. Upon light activation, the retinal isomerizes from the all-trans to the 13-cis form. This photoisomerization, which is accompanied by conformational changes of the protein, eventually leads to the opening of the channel and cation translocation. Cation flux during the conductive state leads to depolarization of the cell membrane and subsequent triggering of action potentials when expressed in neurons. Therefore, ChR2 has become the most versatile optogenetic tool, enabling a non-invasive investigation of neural circuits at high spatial and temporal resolution. With the rapidly increasing importance of ChR2 as a tool in neurobiology and cell biology, structural information is the prerequisite to an unambiguous understanding of the molecular mechanisms of this unique light-activated ion channel. The coupling between isomerization and structural alterations is well understood for other microbial-type rhodopsins, like bacteriorhodopsin (bR), halorhodopsin (HR) and sensory rhodopsin II (SRII). In case of ChR2, the first data on light-induced conformational changes came from spectroscopic studies and structural information is still missing. However, in order to fully understand the mechanism of light transduction by ChR2, it is necessary to determine the changes in the protein structure at specific steps in the photocycle.
By the time I started my PhD thesis, there was no structural information of ChR2 available. Therefore, the objective of this thesis was to obtain structural information of the transmembrane domain containing the first 315 amino acids of ChR2 by cryo electron crystallography. Besides revealing the structure of membrane proteins, cryo-EM of two-dimensional (2D) crystals is ideal for investigating conformational changes in membrane proteins induced by different stimuli. Therefore, the second objective of my thesis was the investigation of light-induced conformational changes in the slow C128T ChR2 mutant. The ~1,000 times longer lifetime of the open state of the C128T mutant compared to the wild-type allowed to trap different intermediates that accumulate during the photocycle.
In 2012, the X-ray structure of a channelrhodopsin-1/channelrhodopsin-2 chimaera (C1C2) at 2.3 Å resolution in the closed dark-adapted state was published (Kato et al., 2012). The structure revealed the essential molecular architecture of C1C2, including the retinal-binding pocket and the putative cation conduction pathway. Together with biochemical, spectroscopic, mutagenesis experiments, and the high-resolution model, some functionally important residues of ChR2 have been identified. However, unambiguous explanation of the molecular determinants that contribute to activation (gating) and transport were still mostly unknown.
RESULTS AND CONCLUSIONS
The first half of my theses dealt with 2D crystallization of ChR2. I succeeded in obtaining 2D crystals of ChR2 of four different types, which differed in size, crystal packing, crystal contacts and resolution, yielding structure factors up to 6 Å resolution. The crystals were grown by reconstituting the protein with different lipids at various lipid-to-protein ratios. The best crystals formed with the synthetic lipid DMPC and EPL upon detergent removal by dialysis. The projection maps calculated from these crystals revealed the overall structure of C128T ChR2 at 6 Å resolution and were published in 2011 (Müller et al., 2011). Surprisingly, ChR2 was found to be a dimer in all crystal types. The ChR2 dimer was stable both in detergent solution and in the presence of lipids for 2D crystallization. The monomers clearly showed the expected densities for the seven TMHs.
The arrangement of the ChR2 dimers on the four 2D lattices was different. However, comparison of the individual rojection maps revealed no significant differences within the ChR2 interface in the four crystal forms. The observation that the structure of the dimer was the same in all four crystal forms and in different lipids suggested strong specific contacts between the two protomers and implied that the protein was also dimeric in the native membrane. These findings were in agreement with Western blot analysis of plasma membranes from oocytes expressing ChR2 and laser-induced liquid bead ion desorption mass spectrometry, which both showed ChR2 as a dimer. The unusual stability of the ChR2 dimer contrasts with other microbial rhodopsins, which exist in different oligomeric states, i.e. monomers, trimers or dimers. These observations raised the question whether the functional unit is the monomer or the dimer.
The comparison of the projection map of the light-driven proton pump bR at the same resolution showed similar overall dimensions. Based on this comparison, the densities which became evident in the ChR2 projection maps could be assigned to the corresponding seven densities in bR. The shape of the densities near the dimer interface suggested that TMHs 2, 3, and 4 are oriented more or less perpendicular to the membrane plane, while the other four helices appear to be more tilted, as in bR.
Based on the high-resolution bR structure and the projection structures obtained, I have built a homology model. On the basis of this homology model, several residues found in the dimer interface were selected for mutational studies in order to disrupt the dimer interface.
The investigation of light-induced conformational changes in C128T ChR2 was the second part of my thesis. I designed an experimental setup for trapping light-induced conformational changes in C128T ChR2. In addition, I optimized the sample preparation in a way that the different illumination conditions did not alter the quality of the crystals. I have trapped two different functional states, namely the conductive open state and the non-conductive closed dark-adapted state.
In order to visualize the location and the extent of conformational changes, projection difference maps were calculated between the open and the closed state. Visual inspection of the difference maps between the open and the two closed states revealed three difference peaks that map to the TMHs 2, 6, and 7, indicating significant and specific rearrangements of these helices. The strong pair of positive/negative peaks at TMH6 suggests an outward tilt movement of approximately 2 Å. Close comparison of similar work on bR revealed that this movement is likely to occur at the cytoplasmic end of TMH6. A second highly significant negative peak is observed at TMH7, indicating a less pronounced tilt compared to TMH6. The third negative peak at TMH2 indicates a loss of density in this region. No significant differences were recorded at the TMH1, 5 and at the dimer interface formed by TMH3 and 4.
I succeeded in trapping and characterizing the open and closed state in the photocycle of ChR2 and could demonstrate that the transition from the closed to the open state is linked to significant light-induced tilt movements of TMH6 and 7, plus a loss of order in TMH2. These conformational changes are likely to create a large water-filled conducting pore, which seems to be required for the conductance of up to 2,000 ions per photocycle. The previously mentioned spectroscopic studies support the difference structures I obtained. This approach sets the stage for studying structural changes accompanying the formation and decay of other photocycle intermediates in ChR2. Future studies will aim at three-dimensional maps of the open and closed state at higher resolution.
Seit der Antike wird über das Thema der Ästhetik, über das Schöne, diskutiert. Diese Diskussion, die mit der Frage „Was ist schön?“ anfängt und was „schön“ als Wert ausdrückt, was die Quelle des Schönheitsgefühls bei dem Menschen ist, und auch die Frage nach dem Prozess der Entstehung eines ästhetischen Urteils, wird bis zur heutigen Zeit geführt. Heutzutage ist das ästhetische Verständnis des Propheten Muhammed nicht nur Untersuchungsthema, die Muslime haben im 21. Jahrhundert die von ihm erhaltenen ästhetischen Werte durch direkte Übertragung in ihr Leben und in ihre Lebensweise integriert. Die Koranforschung hat ergeben, dass der Sinn für Schönheit eine Fähigkeit bezeichnet, die dem im Koran erwähnten Menschen mit der Geburt gegeben worden ist. Im Propheten Muhammed hat das in ihm vorhandene Potenzial in der vorislamischen Zeit durch Aufrechterhaltung und durch göttliche Erziehung, die ihm nach dem Erhalt der prophetische Mission zuteil wurde, den Höhepunkt erreicht. In diesem Sinne ist sein Auftreten schön und die Schönheit beim letzten Propheten kein Zufall. Die Schönheit, die dem Koran folgend mit dem ersten Menschen, Adam, begann, fand ihre Vollendung im Propheten Muhammed Denn für den Propheten Muhammed war die Schönheit nicht lediglich ein philosophischer Wert, sondern im Gegenteil eine Lebensweise. Zu Beginn der Behandlung des ästhetischen Themas Am Anfang der Beschäftigung des Korans mit der Frage der Ästhetik liegt vor allem in den Worten der glaubenden Menschen, in ihrem Verhalten, den Zielen, die sie erreichen wollen, und in ihrem Glauben und ihren Gottesdiensten. Nach dem Koran ist es Allah, der die Geschöpfe verschönert, diese Schönheit wurde den Geschöpfen während ihrer Erschaffung gegeben. Mit anderen Worten hat Allah die Geschöpfe schön erschaffen. In der islamischen Welt gibt es Philosophen und Islamwissenschaftler, die über die Vorstellung der Schönheit Überlegungen anstellen...