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Cryo-electron tomography provides a snapshot of the cellular proteome. With template matching, the spatial positions of various macromolecular complexes within their native cellular context can be detected. However, the growing awareness of the reference bias introduced by the cross-correlation based approaches, and more importantly the lack of a reliable confidence measurement in the selection of these macromolecular complexes, has restricted the use of these applications. Here we propose a heuristic, in which the reference bias is measured in real space in an analogous way to the R-free value in X-ray crystallography. We measure the reference bias within the mask used to outline the area of the template, and do not modify the template itself. The heuristic works by splitting the mask into a working and a testing area in a volume ratio of 9:1. While the working area is used during the calculation of the cross-correlation function, the information from both areas is explored to calculate the M-free score. We show using artificial data, that the M-free score gives a reliable measure for the reference bias. The heuristic can be applied in template matching and in sub-tomogram averaging. We further test the applicability of the heuristic in tomograms of purified macromolecules, and tomograms of whole Mycoplasma cells.
Correlative microscopy incorporates the specificity of fluorescent protein labeling into high-resolution electron micrographs. Several approaches exist for correlative microscopy, most of which have used the green fluorescent protein (GFP) as the label for light microscopy. Here we use chemical tagging and synthetic fluorophores instead, in order to achieve protein-specific labeling, and to perform multicolor imaging. We show that synthetic fluorophores preserve their post-embedding fluorescence in the presence of uranyl acetate. Post-embedding fluorescence is of such quality that the specimen can be prepared with identical protocols for scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM); this is particularly valuable when singular or otherwise difficult samples are examined. We show that synthetic fluorophores give bright, well-resolved signals in super-resolution light microscopy, enabling us to superimpose light microscopic images with a precision of up to 25 nm in the x-y plane on electron micrographs. To exemplify the preservation quality of our new method we visualize the molecular arrangement of cadherins in adherens junctions of mouse epithelial cells.
Bacteria have adapted their NhaA Na(+)/H(+) exchangers responsible for salt homeostasis to their different habitats. We present an electrophysiological and kinetic analysis of NhaA from Helicobacter pylori and compare it to the previously investigated exchangers from Escherichia coli and Salmonella typhimurium. Properties of all three transporters are described by a simple model using a single binding site for H(+) and Na(+). We show that H.pylori NhaA only has a small acidic shift of its pH-dependent activity profile compared to the other transporters and discuss why a more drastic change in its pH activity profile is not physiologically required.
Survivin is a well-established target in experimental cancer therapy. The molecule is over-expressed in most human tumors, but hardly detectable in normal tissues. Multiple functions in different subcellular compartments have been assigned. It participates in the control of cell division, apoptosis, the cellular stress response, and also in the regulation of cell migration and metastasis. Survivin expression has been recognized as a biomarker: high expression indicates an unfavorable prognosis and resistance to chemotherapeutic agents and radiation treatment. Survivin is an unconventional drug target and several indirect approaches have been exploited to affect its function and the phenotype of survivin-expressing cells. Interference with the expression of the survivin gene, the utilization of its messenger RNA, the intracellular localization, the interaction with binding partners, the stability of the survivin protein, and the induction of survivin-specific immune responses have been taken into consideration. A direct strategy to inhibit survivin has been based on the identification of a specifically interacting peptide. This peptide can recognize survivin intracellularly and cause the degradation of the ligand–survivin complex. Technology is being developed that might allow the derivation of small molecular-weight, drug-like compounds that are functionally equivalent to the peptide ligand.
Die Naturwissenschaften waren von den teilweise gewalttätigen Auseinandersetzungen der Studentenproteste Ende der 1960er Jahre nicht an erster Stelle betroffen. Insbesondere das Pharmaziestudium mit seinem zeitintensiven, streng geregelten und durch Laborpraktika dominierten Arbeitsalltag bot wenig Raum für politische Agitationen. Andererseits waren die Studierenden auch nicht mit den Herausforderungen einer sich entwickelnden Massenuniversität konfrontiert. Nichtsdestoweniger mussten sich auch die Hochschullehrer der naturwissenschaftlichen Fakultät mit den zeitgenössischen Reformvorschlägen auseinandersetzen. Der pharmazeutische Chemiker Herbert Oelschläger, eine der prägenden Persönlichkeiten der Frankfurter Pharmazie, scheute diese Auseinandersetzungen nicht und wurde deshalb zu einer beliebten Zielscheibe des AStA.
Der "diskus" war in den 1970er Jahren mehr als eine Studentenzeitung. Die Blattmacher boten der linken Sponti-Szene in Frankfurt, aber auch Schriftstellern wie Erich Fried dort ein publizistisches Forum. Das Themenspektrum reichte von dem Häuserkampf im Westend bis zur Situation der linken Intellektuellen in der Bundesrepublik, nachdem sich das innenpolitische Klima infolge der RAF-Anschläge verschärft hatte.
War "68" nur der mythologische Name für Ereignisse und Entwicklungen, die schon viel früher begannen und sich deutlich länger hinzogen? Fühlte sich die immobil gewordene Gesellschaft in der Phase nach dem Wiederaufbau durch die Studentenrevolte von sich selbst befreit? Was hat die "Bewegungsgesellschaft" ab den 1970er Jahren mit "68" zu tun? Diesen Fragen geht der Soziologe Heinz Bude in seinem Essay nach.
Philologe im "Kriegseinsatz" : der Frankfurter Germanist Julius Petersen und der Erste Weltkrieg
(2014)
Vorlesungen für Studenten und Bildungsangebote für Bürger – wie lässt sich dieser Anspruch der jungen Stiftungsuniversität auch in Zeiten des Krieges realisieren, wenn Professoren wie Studenten ins Feld ziehen müssen? Das Beispiel des Germanisten Julius Petersen zeigt, welche Anstrengungen zwischen 1914 und 1918 unternommen wurden, um "Volksbildung" und "Vaterländischen Unterricht" zu ermöglichen. Dazu gehörten Vorträge an der Front ebenso wie Bürgervorlesungen in der Heimat.
Chronic ethanol abuse is known to increase susceptibility to infections after injury, in part, by modification of macrophage function. Several intracellular signalling mechanisms are involved in the initiation of inflammatory responses, including the nuclear factor-κB (NF-κB) pathway. In this study, we investigated the systemic and hepatic effect of chronic ethanol feeding on in vivo activation of NF-κB in NF-κB(EGFP) reporter gene mice. Specifically, the study focused on Kupffer cell proinflammatory cytokines IL-6 and TNF-α and activation of NF-κB after chronic ethanol feeding followed by in vitro stimulation with lipopolysaccharide (LPS). We found that chronic ethanol upregulated NF-κB activation and increased hepatic and systemic proinflammatory cytokine levels. Similarly, LPS-stimulated IL-1 β release from whole blood was significantly enhanced in ethanol-fed mice. However, LPS significantly increased IL-6 and TNF-α levels. These results demonstrate that chronic ethanol feeding can improve the responsiveness of macrophage LPS-stimulated IL-6 and TNF-α production and indicate that this effect may result from ethanol-induced alterations in intracellular signalling through NF-κB. Furthermore, LPS and TNF-α stimulated the gene expression of different inflammatory mediators, in part, in a NF-κB-dependent manner.
Der folgende kleine Aufsatz lobt einen Wissenschaftler, der noch lebt: Prof. Dr. Heiko Braak. Und seine Frau, Prof. Dr. Eva Braak, die leider schon gestorben ist. Die beiden Braaks waren Hirnforscher an der Dr. Senckenbergischen Anatomie der Goethe-Universität. Da hat der Autor des Aufsatzes, Helmut Wicht, sie kennengelernt, als er selbst noch ein junger Anatom war. Und hat die Braaks, ihre Forschung, aber auch die ästhetische Attitüde, mit der vor allem Herr Braak die Sache anging, ebenso wie die Schönheit des Gehirns zu schätzen gelernt. Davon, von der Schönheit, handelt der Aufsatz.
Die Erkenntnis, dass das Gehirn Hormone produziert, gehört heute zum Allgemeingut des biomedizinischen Wissens. Ausgangspunkt der modernen Neuroendokrinologie ist das weit gespannte biologische Konzept der Neurosekretion, das Ernst und Berta Scharrer in den 1930er Jahren aus einer Reihe von fundamentalen Einzelentdeckungen entwickelten. Das Fundament dieses Konzeptes legte das Paar am Neurologischen Institut (Edinger Institut) in Frankfurt am Main.
Zu den exzellenten Frankfurter Neurowissenschaftlern des 20. Jahrhunderts zählt Kurt Goldstein. Er durchlief die harte Schule von Ludwig Edinger. Bekannt wurde er jedoch durch einen eigenständigen Ansatz, der mit dem Schlagwort ganzheitliche Neurologie charakterisiert werden kann. Er wandte sich gegen die Auffassung, »Funktionen« im Gehirn exakt lokalisieren zu können, ohne den lokalisatorischen Ansatz vollständig zu verwerfen. Besondere Aufmerksamkeit schenkte er den Kompensationsreaktionen des Gehirns und des »ganzen« Menschen. » […] he never forgot that he addressed an individual, not a brain«, brachte es sein Schüler Walther Riese auf den Punkt.
Unter den zahlreichen Traditionen, an die in Frankfurt am Main stolz erinnert wird, bleibt eine bislang eigentümlich unterbelichtet: die Geschichte der Hirnforschung. Gerald Kreft gibt einen Überblick über dieses faszinierende Kapitel der lokalen Wissenschaftsentwicklung und stellt zugleich das Museumsprojekt zur Geschichte der Hirnforschung in Frankfurt vor, das die Ludwig Edinger-Stiftung realisieren will. Hier wirkt jener Geist fort, der 1914 zur Eröffnung der Goethe-Universität führte. Der Hirnforscher Ludwig Edinger (1855-1918) war der einzige Wissenschaftler unter den elf Unterzeichnern des Stiftungsvertrags, der an der Universität forschte und lehrte.
Was für den Laien unscheinbar aussieht, kann für den Geologen ein wertvolles Fundstück sein. Um ihren Blick zu schulen, arbeiten Studierende nicht nur im Gelände, sondern auch mit den Objekten der geowissenschaftlichen Sammlungen. Für die Forschung sind die Fundstücke ein steinernes Gedächtnis der Erdgeschichte.
Das Sofa Arthur Schopenhauers, Millionen Jahre alte Fossilien, japanische Mangas, physikalische Geräte, illustrierte Inkunabeln, hauchdünne Hirnschnitte, Kopien afrikanischer Felsbilder, Herbarbelege von James Cook, Klavierrollen mit Einspielungen von Camille Saint Saens ... Was sich liest wie das schillernde Inventar eines Universalmuseums zur Erd- und Menschheitsgeschichte der vergangenen 4,6 Milliarden Jahre ist das dingliche Reservoir der historischen und aktuellen Forschung und Lehre an der Goethe-Universität. Eine Ausstellung im Museum Giersch zeigt anlässlich der 100-Jahr-Feier ausgewählte Schätze aus 40 Sammlungen für ein breites Publikum.
Neue Forschungsmethoden verändern oft auch die Bedeutung von Fachsammlungen. Häufig verläuft dieser Wandel zu einer Sammlung von nunmehr historischem Wert schleichend. Manchmal werden Sammlungen auch durch neue Fragestellungen für andere Fachwissenschaften unerwartet wertvoll. Gastautor Jochen Hennig, Sammlungsbeauftragter des Präsidiums der Humboldt-Universität zu Berlin, plädiert dafür, den Bedeutungswandel von Universitätssammlungen aktiv zu begleiten.