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Rezension zu: Sarah Kember: Cyberfeminism and Artificial Life. London/New York: Routledge 2003. 257 Seiten, ISBN 0–415–24026–3 (Hardcover) / 0–415–24027–1 (Paperback), € 71,82 (Hardcover) / € 21,98 (Paperback)
"Künstliches Leben" zu schaffen, galt über Jahrhunderte hinweg als Phantasma, dem man vor allem mit den Mitteln der Literatur und der Kunst nachjagte. Ein Topos, der Kultur als Kontrolle, Beherrschung und Verbesserung der Natur definiert – und in dem sich menschliche Machtphantasien und misogyne Obsessionen auf markante Weise mischen: Wo die biologischen Funktionen von "sex" eigentlich überflüssig werden sollten, treten Geschlechterdichotomien und -hierarchien als Konstruktionen um so deutlicher hervor. Daran hat sich bis heute wenig geändert. Allerdings haben mit den aktuellen Entwicklungen in den Bio- und Informationstechnologien die Phantasmen zunehmend an Realität gewonnen. Ob nun in den Computerlaboren der Unterhaltungsindustrie oder in denen der Genomforschung: Allenthalben scheint es um die Formel des Lebens zu gehen. Aber was bedeutet das eigentlich? Welche Rolle wird "Künstliches Leben" in unserem künftigen Leben spielen? Und welche Rolle spielen dabei die Phantasmen, die dieser Topos transportiert? Wie greifen diese "virtuellen Realitäten" in unsere Körper- und Identitätskonzepte, unsere Subjekt- und Geschlechtervorstellungen ein? Sarah Kembers Buch verspricht, erhellende Schneisen durch das Dickicht der definitionsmächtigen Diskurse, Konzepte und Konstruktionen zu schlagen und neue Wege für feministische Interventionen in die Auseinandersetzungen um "Artificial Life" aufzuzeigen.
Die Migration von Menschen und Bildern um die ganze Welt ist Normalität. Es gibt Menschen, die im Laufe ihres Lebens in vielen verschiedenen Ländern oder jahrelang gleichzeitig an mehreren Orten leben oder deren Staatsbürgerschaft nicht den Ort ihrer Herkunft widerspiegelt. Die gesellschaftliche, soziale und individuelle Wirklichkeit beispielsweise in Deutschland wird heutzutage maßgeblich von Migrationsphänomenen geprägt. Gleichzeitig bringt das Internet im Zuge der Globalisierung immer wieder neue Formen der Bildproduktion hervor. Migrierende Bilder fungieren im technisch beschleunigten Zeitalter ständig als Projektionen und Projektionsflächen für ‚Eigenes’ und ‚Fremdes’ oder als Mischfiguren. Über soziale Netzwerke und ähnliche Plattformen diffundieren täglich zahlreiche Bilder aus der ganzen Welt auf unsere Bildschirme. Die zunehmende transnationale Informationszirkulation beschleunigt die Kommunikation und die Vielfalt kursierender Zeichen, Bilder und Worte weltweit und die Rede von der »Macht der Bilder« ist schon durch viele Diskurse geflossen. Für die Analyse von Bildern sind daher interkulturelle und globale Ansätze erforderlich. Gleichzeitig rücken jedoch die Wahrnehmungskapazitäten und Deutungskompetenzen der einzelnen Subjekte mehr und mehr ins Blickfeld.
In der Einführung ihres Buches »Studien zur visuellen Kultur« stellen Siegrid Schade und Silke Wenk die Frage: »Welche Kompetenzen sind nötig, um sowohl als Konsumentinnen und Konsumenten wie als Produzentinnen und Produzenten als auch als Vermittlerinnen und Vermittler, Multiplikatorinnen und Multiplikatoren verantwortlich mit Bildern umzugehen?«
The high selectivity of biological transformations taking place in Nature have long inspired synthetic chemists to develop analogous chemical processes. Similarly, transient intermediates identified in chemical transformations often provide a basis to understand biological processes. Therefore, new insights gained in biological studies are often useful for chemistry and vice versa.
Proteins, and catalytically active enzymes, are among the most essential units of living cells. Metalloproteins or -enzymes, i.e., proteins or enzymes that contain transition metal ions such as copper, nickel, iron or zinc are often involved in processes like (1) metal-ion storage and transport, (2) exchange of electrons with the environment in catalysis and electron transfer reactions, and (3) dioxygen storage, transport, and metabolization.
For decades, copper-mediated biological oxidations have spurred a great deal of interest among synthetic and catalytic chemists. Copper enzymes such as dopamine β-monooxygenase (DβM), peptidylglycine α-hydroxylating monooxygenase (PHM),particulate methane monooxygenase (pMMO) and tyrosinase activate molecular oxygen (O2) and incorporate one of the oxygen atoms selectively into C−H bonds yielding hydroxylated organic substrates. Remarkable progress in bioinorganic research has led to the development of a large number of copper-based model systems supported by various nitrogen donor ligands that bind O2, cleave the O−O bond, and/or afford hydroxylation reactions similar to copper enzymes. These synthetic model systems have helped to understand the structureactivity relationships of their biological role models and supporting theoretical studies have contributed substantially to the development of the field. Specifically, several density functional theory (DFT) studies have provided detailed mechanistic insights into coppermediated aliphatic and aromatic hydroxylation reactions. Until to date, however, pertinent quantum chemical research still suffers from severe problems as to identify sufficiently accurate and efficient methods for mechanistic studies, and conflicting literature reports have created confusions within the scientific community. Therefore, the first aim of this thesis is to identify a DFT method well suited to describe copper-mediated hydroxylation reactions. With this method at hand a number of interesting hydroxylation reactions is investigated aiming at a detailed understanding of the underlying reaction mechanisms.
The thesis is divided into four chapters of which the first, the introductory chapter, is further divided into three sections (1) copper proteins and enzymes, (2) copper-O2 reactivity in enzymes and (3) biomimetic Cu/O2 chemistry. The first section gives a brief overview of a number of copper enzymes. The second section provides a concise introduction to the biochemical transformations brought about by those copper enzymes that perform aliphatic and aromatic hydroxylation reactions. It is shown that such copper enzymes carry different types of active sites which are responsible for their specific biological functions. These copper enzymes with their biological function are the role models for synthetic chemistry. In the third section, biomimetic Cu/O2 chemistry, the insights gathered in the past 35 years of extensive research on copper-based synthetic model systems that mimic various aspects of copper-enzyme reactivity are reviewed. Various types of active copper sites have been realized in these synthetic model systems and a brief introduction to the respective reactivities towards C−H bonds is presented. We will specifically focus on isomerization processes of dinuclear active Cu2O2 sites and the specific reactivity aspects of these isomers, as these phenomena have been the subject of enormous research efforts aiming at the understanding of the function of the enzyme tyrosinase.
Theory has been integral part of this research and density functional theory (DFT) has effectively taken over the role as a working horse in most studies. Therefore, the second chapter is devoted to an exposition of earlier DFT applications in mechanistic studies of Cu/O2 chemistry. We specifically highlight the problems related to the use of DFT in this field and illustrate the present state of knowledge.
The third chapter of this thesis provides results and discussion of (1) DFT benchmark studies and (2) mechanistic studies. In the first section, the results of a careful benchmark study on the performance of various DFT methods to study the μ-η2:η2-peroxodicopper(II)/bis(μ-oxo)dicopper(III) core isomerization and the C–H hydroxylation processes are compared with available experimental reference data. We provide an assessment of the effects of relativity, counteranions, and dispersion on the reference reactions. The most suitable DFT method evolving from this study, BLYP-D/def2-TZVP including solvent and relativistic corrections, is applied in the next sections to investigate the mechanistic scenario underlying three copper-dioxygen mediated hydroxylation reactions of aliphatic and aromatic C–H bonds. Our mechanistic studies show that bis(μ-oxo)dicopper(III) complexes are capable of achieving selective aliphatic and aromatic C–H hydroxylations. The study of substituent effects in these reactions has further shown that the bis(μ-oxo)dicopper complex acts as an electrophile in hydroxylation.
The fourth chapter presents the conclusions of our investigations. Part of the work presented in this thesis has been published in a peer reviewed journal and enclosed in appendix 1. Further research work, not presented in chapters 1-4, was conducted during my PhD time. This has led to two publications which are added in the appendix.
Orts- und zeitaufgelöste Elektronendichte eines gepulsten induktiv gekoppelten Entladungsplasmas
(2009)
In der vorliegenden Bachelorarbeit wurde ein Modell für die räumlich und zeitlich aufgelöste Elektronendichteverteilung in einem gepulsten induktiv gekoppelten Plasma erstellt. Experimentell war es, bedingt durch den gepulsten Betrieb und die Wahl der Diagnostikmethode im Experiment „Prometheus“, nur möglich über die Zeit und den Ort gemittelte Elektronendichten zu messen.
Um nun den räumlichen Verlauf der Elektronendichte zu bestimmen, wurde die räumliche Elektronendichteverteilung durch eine ambipolare homogene Diffusion beschrieben. Die daraus resultierende Differentialgleichung wurde mithilfe von sphärischen Koordinaten unter Annahme von Azimutal- und Polarwinkelsymmetrie gelöst.
Der zeitliche Elektronendichteverlauf wurde durch die, für diesen Elektronendichtebereich gültige, Proportionalität zwischen elektrischer Leistung im Plasma und Elektronendichte berechnet. Die elektrische Leistung und deren zeitlicher Verlauf im Plasma ließ sich über ein Photodiodensignal im experimentellen Aufbau ermitteln.
Das so ermittelte Modell wurde auf die gemessenen integrierten Elektronendichten des Experiments „Prometheus“ angewendet. Durch das Modell ließ sich eine Aussage über die tatsächliche maximale Elektronendichte innerhalb des Entladungspulses treffen.
Protein turnover and quality control by the proteasome is of paramount importance for cell homeostasis. Dysfunction of the proteasome is associated with aging processes and human diseases such as neurodegeneration, cardiomyopathy, and cancer. The regulation, i.e. activation and inhibition of this fundamentally important protein degradation system, is still widely unexplored. We demonstrate here that the evolutionarily highly conserved type II triple-A ATPase VCP and the proteasome inhibitor PSMF1/PI31 interact directly, and antagonistically regulate proteasomal activity. Our data provide novel insights into the regulation of proteasomal activity.
In der vorliegenden Arbeit wurden Messungen zur Plasmadynamik eines Lorentz-Drift- Beschleunigers (LDB) durchgeführt. Dieser basiert auf einer koaxialen Elektrodengeometrie. Bei einem Überschlag führt der entstehende Stromfluss zu einemMagnetfeld, sodass die gebildeten Ladungsträger durch die resultierende Lorentzkraft beschleunigt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Abhängigkeit von Durchbruchspannung und Druck dem charakteristischen Verlauf einer Paschenkurve folgt.
Die Strom-Spannungs-Charakteristik des Versuchsaufbaus wurde in Konfigurationen mit und ohne Funkenstrecke untersucht. Mit Hilfe von diesem als Schalter fungierenden Spark-Gaps konnte bei Durchbruchspannungen gemessen werden, die oberhalb des Selbstdurchbruchs liegen.
Es zeigte sich, dass die im Versuchaufbau verwendete Funkenstrecke keinen wesentlichen Einfluss auf die Entladung hat. Es kommt an der Funkenstrecke lediglich zu einem Spannungsabfall im Bereich einiger hundert Volt, der den Verlauf derEntladung im LDB allerdings nicht beeinflusst.
Der Lorentz-Drift-Beschleuniger könnte in Zukunft zur Erzeugung eines Druckgradienten verwendet werden, indem Teilchen von einem Rezipienten in einen Zweiten beschleunigt werden. Als Voruntersuchung zur Eingnung dieses als Lorentz-Drift-Ventil bezeichneten Konzeptes wurden Messungen durchgeführt, die den Einfluss der Durchbruchspannung auf die Teilchenbeschleunigung mit Hilfe eines piezokeramischen Elementes untersuchen. So wurde der magnetische Druck bzw. die entsprechende Kraft einer Entladungswolke in Abhängigkeit von Durchbruchspannungen bis etwa 9,5 kV untersucht. Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz von hohen Spannungen sinnvoll ist, da sich die auf das Piezoelement einwirkende Kraft quadratisch zur Durchbruchspannung verhält. So wurde die maximale Kraft von 0,44N bei einer Zündspannung von 9,52 kV gemessen.
Zudem wurde untersucht, in welchem Druckbereich der Einfluss der Druckwelle zu messen und wie sich die Geschwindigkeit der Ausbreitung der Druckwelle bei verschiedenen Durchbruchspannungen verhält. Bei einer Entfernung von 231mm zwischen Elektrodengeometrie und Piezoelement hat sich gezeigt, dass im Druckbereich unterhalb von etwa 0,2mbar kein wesentlicher Einfluss des Gasdruckes auf die Piezospannung erkennbar ist. Dies lässt sich durch die geringe Teilchenanzahl im Arbeitsgas begründen, sodass Teilchenstöße vernachlässigt werden können. Die maximale gemessene Geschwindigkeit der durch die Entladung verursachten Druckwelle liegt bei 55 km s ± 10%.
Die gemessene Plasmadynamik lässt darauf schließen, dass das Konzept eines gepulsten Lorentz-Drift-Ventils insbesondere mit hohen Durchbruchspannungen realisierbar ist. Zur Erzeugung eines dauerhaften Druckgradienten müsste die Repetitionsrate allerdings ausreichend hoch sein, sodass der rückfließende Gasdurchsatz geringer ist als die durch den LDB erzeugte Drift. Geht man von der Schallgeschwindigkeit als Rückflussgeschwindigkeit der Teilchen aus, so sind mindestens Repetitionszeiten im Bereich einer Millisekunde erforderlich.
Ergänzend zu den durchgeführten Untersuchungen ist es sinnvoll, die bisherigen Messungen durch Einbau eines Triggers zu verifizieren. Ein Trigger erzeugt eine Vorentladung mit deren Hilfe die eigentliche Entladung auch im Bereich unterhalb des Selbstdurchbruchs gezündet werden kann.
The Fisher information constitutes a natural measure for the sensitivity of a probability distribution with respect to a set of parameters. An implementation of the stationarity principle for synaptic learning in terms of the Fisher information results in a Hebbian self-limiting learning rule for synaptic plasticity. In the present work, we study the dependence of the solutions to this rule in terms of the moments of the input probability distribution and find a preference for non-Gaussian directions, making it a suitable candidate for independent component analysis (ICA). We confirm in a numerical experiment that a neuron trained under these rules is able to find the independent components in the non-linear bars problem. The specific form of the plasticity rule depends on the transfer function used, becoming a simple cubic polynomial of the membrane potential for the case of the rescaled error function. The cubic learning rule is also an excellent approximation for other transfer functions, as the standard sigmoidal, and can be used to show analytically that the proposed plasticity rules are selective for directions in the space of presynaptic neural activities characterized by a negative excess kurtosis.
We present an effective model for timing-dependent synaptic plasticity (STDP) in terms of two interacting traces, corresponding to the fraction of activated NMDA receptors and the concentration in the dendritic spine of the postsynaptic neuron. This model intends to bridge the worlds of existing simplistic phenomenological rules and highly detailed models, thus constituting a practical tool for the study of the interplay of neural activity and synaptic plasticity in extended spiking neural networks. For isolated pairs of pre- and postsynaptic spikes, the standard pairwise STDP rule is reproduced, with appropriate parameters determining the respective weights and timescales for the causal and the anticausal contributions. The model contains otherwise only three free parameters, which can be adjusted to reproduce triplet nonlinearities in hippocampal culture and cortical slices. We also investigate the transition from time-dependent to rate-dependent plasticity occurring for both correlated and uncorrelated spike patterns.
Generating functionals may guide the evolution of a dynamical system and constitute a possible route for handling the complexity of neural networks as relevant for computational intelligence.We propose and explore a new objective function, which allows to obtain plasticity rules for the afferent synaptic weights. The adaption rules are Hebbian, self-limiting, and result from the minimization of the Fisher information with respect to the synaptic flux. We perform a series of simulations examining the behavior of the new learning rules in various circumstances.The vector of synaptic weights aligns with the principal direction of input activities, whenever one is present. A linear discrimination is performed when there are two or more principal directions; directions having bimodal firing-rate distributions, being characterized by a negative excess kurtosis, are preferred. We find robust performance and full homeostatic adaption of the synaptic weights results as a by-product of the synaptic flux minimization. This self-limiting behavior allows for stable online learning for arbitrary durations.The neuron acquires new information when the statistics of input activities is changed at a certain point of the simulation, showing however, a distinct resilience to unlearn previously acquired knowledge. Learning is fast when starting with randomly drawn synaptic weights and substantially slower when the synaptic weights are already fully adapted.
Polo-like kinase 1 regulates the stability of the mitotic centromere-associated kinesin in mitosis
(2014)
Proper bi-orientation of chromosomes is critical for the accurate segregation of chromosomes in mitosis. A key regulator of this process is MCAK, the mitotic centromere-associated kinesin. During mitosis the activity and localization of MCAK are regulated by mitotic key kinases including Plk1 and Aurora B. We show here that S621 in the MCAK’s C-terminal domain is the major phosphorylation site for Plk1. This phosphorylation regulates MCAK’s stability and facilitates its recognition by the ubiquitin/proteasome dependent APC/CCdc20 pathway leading to its D-box dependent degradation in mitosis. While phosphorylation of S621 does not directly affect its microtubule depolymerising activity, loss of Plk1 phosphorylation on S621 indirectly enhances its depolymerization activity in vivo by stabilizing MCAK, leading to an increased level of protein. Interfering with phosphorylation at S621 causes spindle formation defects and chromosome misalignments. Therefore, this study suggests a new mechanism by which Plk1 regulates MCAK: by regulating its degradation and hence controlling its turnover in mitosis.
Global Governance ist in: Klingt neuartig, global ist eigentlich auch alles und wer will sich schon vorwerfen lassen, noch im „methodologischen Nationalismus“ verhaftet zu sein? Dies ist überspitzt formuliert, doch wie sich zeigte nicht ganz unberechtigt. Nichtsdestotrotz waren die OrganisatorInnen des ersten Weltkongresses der International Association of Political Science Students (IAPSS) wohl selbst überrascht als zur Tagung mit dem Titel „The Limits of Global Governance“ rund 200 Anmeldungen von Studierenden kamen. In Thessaloniki, der europäischen Jugendhauptstadt 2014, wurde vier Tage über Global Governance debattiert und in den insgesamt sieben studentischen Panels, zahlreichen Vorträgen von etablierten WissenschaftlerInnen und weiteren Veranstaltungen zeigte sich vor allem die Vielfalt und Breite des Themas. Wir werden daher im Folgenden Schlaglichter auf interessante Veranstaltungen und Inhalte werfen und abschließend ein kritisch-konstruktives Fazit der Tagung ziehen.