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We present the results of two-pion production in tagged quasi-free np collisions at a deutron incident beam energy of 1.25 GeV/c measured with the High-Acceptance Di-Electron Spectrometer (HADES) installed at GSI. The specific acceptance of HADES allowed for the first time to obtain high-precision data on π+π− and π−π0 production in np collisions in a region corresponding to large transverse momenta of the secondary particles. The obtained differential cross section data provide strong constraints on the production mechanisms and on the various baryon resonance contributions (∆∆, N(1440), N(1520), ∆(1600)). The invariant mass and angular distributions from the np → npπ+π −and np → ppπ−π0 reactions are compared with different theoretical model predictions.
In the present work, three different techniques are used to separate ice-nucleating particles (INP) and ice particle residuals (IPR) from non-ice-active particles: the Ice Selective Inlet (ISI) and the Ice Counterflow Virtual Impactor (Ice-CVI), which sample ice particles from mixed phase clouds and allow for the analysis of the residuals, as well as the combination of the Fast Ice Nucleus Chamber (FINCH) and the Ice Nuclei Pumped Virtual Impactor (IN-PCVI), which provides ice-activating conditions to aerosol particles and extracts the activated ones for analysis. The collected particles were analyzed by scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray microanalysis to determine their size, chemical composition and mixing state. Samples were taken during January/February 2013 at the High Alpine Research Station Jungfraujoch. All INP/IPR-separating techniques had considerable abundances (median 20–70%) of contamination artifacts (ISI: Si-O spheres, probably calibration aerosol; Ice-CVI: Al-O particles; FINCH + IN-PCVI: steel particles). Also, potential measurement artifacts (soluble material) occurred (median abundance < 20%). After removal of the contamination particles, silicates and Ca-rich particles, carbonaceous material and metal oxides were the major INP/IPR particle types separated by all three techniques. Minor types include soot and Pb-bearing particles. Sea-salt and sulfates were identified by all three methods as INP/IPR. Lead was identified in less than 10% of the INP/IPR. It was mainly present as an internal mixture with other particle types, but also external lead-rich particles were found. Most samples showed a maximum of the INP/IPR size distribution at 400 nm geometric diameter. In a few cases, a second super-micron maximum was identified. Soot/carbonaceous material and metal oxides were present mainly in the submicron range. ISI and FINCH yielded silicates and Ca-rich particles mainly with diameters above 1 μm, while the Ice-CVI also sampled many submicron particles. Probably owing to the different meteorological conditions, the INP/IPR composition was highly variable on a sample to sample basis. Thus, some part of the discrepancies between the different techniques may result from the (unavoidable) non-parallel sampling. The observed differences of the particles group abundances as well as the mixing state of INP/IPR point to the need of further studies to better understand the influence of the separating techniques on the INP/IPR chemical composition.
During January/February 2013, at the High Alpine Research Station Jungfraujoch a measurement campaign was carried out, which was centered on atmospheric ice-nucleating particles (INP) and ice particle residuals (IPR). Three different techniques for separation of INP and IPR from the non-ice-active particles are compared. The Ice Selective Inlet (ISI) and the Ice Counterflow Virtual Impactor (Ice-CVI) sample ice particles from mixed phase clouds and allow for the analysis of the residuals. The combination of the Fast Ice Nucleus Chamber (FINCH) and the Ice Nuclei Pumped Counterflow Virtual Impactor (IN-PCVI) provides ice-activating conditions to aerosol particles and extracts the activated INP for analysis.Collected particles were analyzed by scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray microanalysis to determine size, chemical composition and mixing state. All INP/IPR-separating techniques had considerable abundances (median 20 – 70 %) of instrumental contamination artifacts (ISI: Si-O spheres, probably calibration aerosol; Ice-CVI: Al-O particles; FINCH+IN-PCVI: steel particles). Also, potential sampling artifacts (e.g., pure soluble material) occurred with a median abundance of < 20 %. While these could be explained as IPR by ice break-up, for INP their IN-ability pathway is less clear. After removal of the contamination artifacts, silicates and Ca-rich particles, carbonaceous material and metal oxides were the major INP/IPR particle types separated by all three techniques. Soot was a minor contributor. Lead was detected in less than 10 % of the particles, of which the majority were internal mixtures with other particle types. Sea-salt and sulfates were identified by all three methods as INP/IPR. Most samples showed a maximum of the INP/IPR size distribution at 400 nm geometric diameter. In a few cases, a second super-micron maximum was identified. Soot/carbonaceous material and metal oxides were present mainly in the submicron range. ISI and FINCH yielded silicates and Ca-rich particles mainly with diameters above 1 μm, while the Ice-CVI also separated many submicron IPR. As strictly parallel sampling could not be performed, a part of the discrepancies between the different techniques may result from variations in meteorological conditions and subsequent INP/IPR composition. The observed differences in the particle group abundances as well as in the mixing state of INP/IPR express the need for further studies to better understand the influence of the separating techniques on the INP/IPR chemical
composition.
The adult human body contains about 4 g of iron. About 1–2 mg of iron is absorbed every day, and in healthy individuals, the same amount is excreted. We describe a patient who presents with severe iron deficiency anemia with hemoglobin levels below 6 g/dL and ferritin levels below 30 ng/mL. Although red blood cell concentrates and intravenous iron have been substituted every month for years, body iron stores remain depleted. Diagnostics have included several esophago-gastro-duodenoscopies, colonoscopies, MRI of the liver, repetitive bone marrow biopsies, psychological analysis, application of radioactive iron to determine intact erythropoiesis, and measurement of iron excretion in urine and feces. Typically, gastrointestinal bleeding is a major cause of iron loss. Surprisingly, intestinal iron excretion in stool in the patient was repetitively increased, without gastrointestinal bleeding. Furthermore, whole exome sequencing was performed in the patient and additional family members to identify potential causative genetic variants that may cause intestinal iron loss. Under different inheritance models, several rare mutations were identified, two of which (in CISD1 and KRI1) are likely to be functionally relevant. Intestinal iron loss in the current form has not yet been described and is, with high probability, the cause of the severe iron deficiency anemia in this patient.
New results on the differential cross section in deuteron-proton elastic scattering are obtained at the deuteron kinetic energy of 2.5 GeV with the HADES spectrometer. The angular range of 69° – 125° in the center of mass system is covered. The obtained results are compared with the relativistic multiple scattering model calculation using the CD-Bonn deuteron wave function. The data at fixed scattering angles in the c.m. are in qualitative agreement with the constituent counting rules prediction.
Gute naturwissenschaftliche Vorkenntnisse sind insbesondere für den vorklinischen Studienabschnitt wichtig. Wegen der heterogenen Auswahl von Leistungskursen und Abituranforderungen kann jedoch nicht unbedingt von einem einheitlichen Wissensstand ausgegangen werden. Daher wurde versucht, mit einem Testbogen aus insgesamt 40 Aufgaben zur Biologie, Chemie, Mathematik und Physik den Wissensstand der Studienanfänger in Humanmedizin in Deutschland zu quantifizieren. Der Fragebogen enthielt neben Faktenaufgaben auch Anwendungen vor allem mathematischer und chemischer Prinzipien. Alle Fragen mussten durch Freitextantworten oder Skizzen beantwortet werden. Teilgenommen haben insgesamt 2 935 Studienanfänger des Wintersemesters 2004/2005 von 14 deutschen Universitäten (etwa 40% des Jahrganges). Im Mittel wurden 14,34 der 40 Aufgaben richtig beantwortet; etwas bessere Kenntnisse wurden in den 15 Biologiefragen (6,89) und den 8 Mathematikfragen erreicht (3,23), während vor allem in Chemie (2,18 von 10 Fragen) und Physik (1,55 von 8 Fragen) große Wissenslücken bestehen. Die Ergebnisse bestätigen, dass die naturwissenschaftlichen Vorkenntnisse der Studienanfänger schlecht sind; sie erfordern einen größeren Zeitaufwand für die Vermittlung des Abiturwissens im ersten vorklinischen Semester. Sinnvoll erscheint alternativ die verpflichtende Teilnahme an Zusatzkursen in diesen Fächern vor Aufnahme des eigentlichen Fachstudiums.
The production of Σ0 baryons in the nuclear reaction p (3.5 GeV) + Nb (corresponding to sNN=3.18 GeV) is studied with the detector set-up HADES at GSI, Darmstadt. Σ0s were identified via the decay Σ0→Λγ with subsequent decays Λ→pπ− in coincidence with a e+e− pair from either external (γ→e+e−) or internal (Dalitz decay γ⁎→e+e−) gamma conversions. The differential Σ0 cross section integrated over the detector acceptance, i.e. the rapidity interval 0.5<y<1.1, has been extracted as ΔσΣ0=2.3±(0.2)stat±(−0.6+0.6)sys±(0.2)norm mb, yielding the inclusive production cross section in full phase space σΣ0total=5.8±(0.5)stat±(−1.4+1.4)sys±(0.6)norm±(1.7)extrapol mb by averaging over different extrapolation methods. The Λall/Σ0 ratio within the HADES acceptance is equal to 2.3±(0.2)stat±(−0.6+0.6)sys. The obtained rapidity and momentum distributions are compared to transport model calculations. The Σ0 yield agrees with the statistical model of particle production in nuclear reactions. Keywords: Hyperons, Strangeness, Proton, Nucleus.
We present data on charged kaons (K±) and ϕ mesons in Au(1.23A GeV)+Au collisions. It is the first simultaneous measurement of K− and ϕ mesons in central heavy-ion collisions below a kinetic beam energy of 10A GeV. The ϕ/K− multiplicity ratio is found to be surprisingly high with a value of 0.52±0.16 and shows no dependence on the centrality of the collision. Consequently, the different slopes of the K+ and K− transverse-mass spectra can be explained solely by feed-down, which substantially softens the spectra of K− mesons. Hence, in contrast to the commonly adapted argumentation in literature, the different slopes do not necessarily imply diverging freeze-out temperatures of K+ and K− mesons caused by different couplings to baryons.
Hintergrund: Epilepsie bezeichnet eine Erkrankung, welche durch eine anhaltende Prädisposition für Symptome, die im Zusammenhang mit einer ungewöhnlich starken oder synchronisierten elektrischen Aktivität des Gehirns auftreten (=epileptischer Anfall) charakterisiert ist. Mutationen in dem Gen DEPDC5 (Dishevelled, Egl-10 and Pleckstrin (DEP) domain-containing protein 5) sind mit fokalen Epilepsien assoziiert und führen in Tiermodellen und humanen Modellen zu einer Überaktivierung des mTOR-Signalweges. Auf neuromorphologischer Ebene zeigt sich die mTOR-Überaktivierung durch eine Vergrößerung des Zelldurchmessers und einer zunehmenden Verästelung der Neuriten. Ziel dieser Studie war es, die morphologischen Auswirkungen der DEPDC5-assoziierten mTOR-Überaktivierung in der SH-SY5Y-Neuroblastomzelllinie zu untersuchen. Dadurch soll eine Einschätzung getroffen werden, ob das im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen bereits gut etablierte SH-SY5Y-Zellmodell auch bei der Untersuchung epilepsieassoziierter Pathomechanismen zum Einsatz kommen kann.
Methoden: Unter Einsatz der CRISPR/Cas9-Methode wurden Knockout(KO)-Mutationen in Exon 2 und Exon 3 des DEPDC5-Gens erzeugt und diese mittels Sanger-Sequenzierung bestätigt. Danach wurden die Knockouts auf RNA- und Proteinebene, durch Real-time-RT-PCR und Western Blot validiert. Die bestätigten homozygoten DEPDC5-KO-Zelllinen wurden anschließend mittels Western Blot auf eine mTOR-Überaktivierung untersucht. Zuletzt erfolgte die neuromorphologische Validierung des DEPDC5-KO. Die Zellgröße proliferierender SH-SY5Y wurden mittels Durchflusszytometrie (FACS) untersucht. Zudem bestimmten wir die neuronale Architektur differenzierter SH-SY5Y unter Einsatz der Sholl-Analyse.
Ergebnisse: Es konnten vier unabhängige DEPDC5-KO-SH-SY5Y-Zelllinien mit homozygoten Indel-Mutationen und vorzeitigem Stoppcodon in Exon 3 generiert werden. Die erwartete Reduktion an DEPDC5-mRNA konnte mittels Real-time 10 RT-PCR nicht festgestellt werden. Die Abwesenheit des Proteins konnte durch Western Blot aber gezeigt werden. Funktionell konnte für alle Zelllinien eine mTOR-Überaktivierung mittels Western Blot nachgewiesen werden. Dabei konnte phosphoryliertes AKT (AKT serine/threonine kinase 1) als stabilster Marker etabliert werden. Auf neuromorphologischer Ebene ließ sich ein Trend in Richtung vergrößertem Zelldurchmesser bei verlängertem Auswachsen der Neuriten feststellen, wobei sich für das Modell Unterschiede zwischen den einzelnen Klonen ergaben.
Diskussion: In dieser Studie gelang es erstmals, den Zusammenhang zwischen DEPDC5-KO und einer mTOR-Überaktivierung in der onkogenen SH-SY5Y-Zelllinie zu replizieren. Das verlängerte Auswachsen der Neuriten, bei jedoch gleichbleibender Anzahl peripherer Verästelungen, stellt dabei einen neuen Befund dar und könnte durch die frühe neuronale Entwicklungsstufe des SH-SY5Y-Zellmodells erklärt werden. Auf Grundlage der Ergebnisse dieser Arbeit lässt sich sagen, dass das robuste und kostengünstige SH-SY5Y-Zellmodell insbesondere für high-throughput Methoden und Screeningassays ein geeignetes Modell ist. Durch die Kombination mit reiferen Zellmodellen, wie beispielsweise iPSCs (induced pluripotent stem cells), könnte der Phänotyp eines DEPDC5-KO und anderer mTOR-assoziierter Epilepsien, möglichst umfassend in-vitro dargestellt werden.
Hintergrund: Ab Frühjahr 2020 kam es zur weltweiten Verbreitung von SARS-CoV‑2 mit der heute als erste Welle der Pandemie bezeichneten Phase ab März 2020. Diese resultierte an vielen Kliniken in Umstrukturierungen und Ressourcenverschiebungen. Ziel unserer Arbeit war die Erfassung der Auswirkungen der Pandemie auf die universitäre Hals-Nasen-Ohren(HNO)-Heilkunde für die Forschung, Lehre und Weiterbildung. Material und Methoden: Die Direktorinnen und Direktoren der 39 Universitäts-HNO-Kliniken in Deutschland wurden mithilfe einer strukturierten Online-Befragung zu den Auswirkungen der Pandemie im Zeitraum von März bis April 2020 auf die Forschung, Lehre und die Weiterbildung befragt. Ergebnisse: Alle 39 Direktorinnen und Direktoren beteiligten sich an der Umfrage. Hiervon gaben 74,4 % (29/39) an, dass es zu einer Verschlechterung ihrer Forschungstätigkeit infolge der Pandemie gekommen sei. Von 61,5 % (24/39) wurde berichtet, dass pandemiebezogene Forschungsaspekte aufgegriffen wurden. Von allen Kliniken wurde eine Einschränkung der Präsenzlehre berichtet und 97,5 % (38/39) führten neue digitale Lehrformate ein. Im Beobachtungszeitraum sahen 74,4 % der Klinikdirektoren die Weiterbildung der Assistenten nicht gefährdet. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse geben einen Einblick in die heterogenen Auswirkungen der Pandemie. Die kurzfristige Bearbeitung pandemiebezogener Forschungsthemen und die Einführung innovativer digitaler Konzepte für die studentische Lehre belegt eindrücklich das große innovative Potenzial und die schnelle Reaktionsfähigkeit der HNO-Universitätskliniken, um auch während der Pandemie ihre Aufgaben in der Forschung, Lehre und Weiterbildung bestmöglich zu erfüllen.
Healthy and degenerating intervertebral discs (IVDs) are innervated by sympathetic nerves, however, adrenoceptor (AR) expression and functionality have never been investigated systematically. Therefore, AR gene expression was analyzed in both tissue and isolated cells from degenerated human IVDs. Furthermore, human IVD samples and spine sections of wildtype mice (WT) and of a mouse line that develops spontaneous IVD degeneration (IVDD, in SM/J mice) were stained for ARs and extracellular matrix (ECM) components. In IVD homogenates and cells α1a-, α1b-, α2a-, α2b-, α2c-, β1-, and β2-AR genes were expressed. In human sections, β2-AR was detectable, and its localization parallels with ECM alterations. Similarly, in IVDs of WT mice, only β2-AR was expressed, and in IVDs of SM/J mice, β2AR expression was stronger accompanied by increased collagen II, collagen XII, decorin as well as decreased cartilage oligomeric matrix protein expression. In addition, norepinephrine stimulation of isolated human IVD cells induced intracellular signaling via ERK1/2 and PKA. For the first time, the existence and functionality of ARs were demonstrated in IVD tissue samples, suggesting that the sympathicus might play a role in IVDD. Further studies will address relevant cellular mechanisms and thereby help to develop novel therapeutic options for IVDD.