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Die gesellschaftlichen Umbrüche und einschneidenden Veränderungen in Europa seit 1800 ließen eine baukünstlerische Suche nach einem Code für die Darlegung neuer, von bürgerlichen Imaginationen und Ideen geprägten Lebens- und Architekturmodellen entstehen. Anhand der orientalisierenden Architekturen Italiens aus dem Zeitraum zwischen 1800 und 1940 wird dieser Prozess aufgezeigt. Man begann die außereuropäischen Baukünste als eine Möglichkeit zu rezipieren, mit der man sich optisch von den absolutistischen Formen des Barock absetzte, die für die aufkommende Bürgermacht keinen passenden Symbolwert beinhalten konnten. Die Idee eines schillernden Orients, der unzählige Möglichkeiten zwischen der vom Verstand geprägten Wissenschaftlichkeit und der mythisch verklärten orientalischen Sinnlichkeit eröffnete, bot scheinbar auch einen Ausweg aus den Verstrickungen des Diktats der fixierten Strukturen. Dementsprechend sind die orientalisierenden Bauten im emotionalen Spannungsfeld zwischen gesellschaftlichem Eskapismus und der Entwicklung innovativer Vorstellungen zu finden. Dieser in der Architektur dokumentierte Verlauf der Begegnungen mit außereuropäischen Kulturen auf der Suche nach einem neuen architektonischen Ausdruck wird nach einem historischen Abriss auch für die Literatur, die Malerei und das Theater skizziert, um die weitreichende Entfaltung des Mythos Orient kontextuell nachvollziehbar werden zu lassen. Der Hauptteil der Analyse widmet sich den verschiedenen Intentionen der orientalisierenden Architektur anhand von beispielhaft ausgewählten Bauten, die einem Konvolut von ca. 200 dokumentierten Bauten entstammen. Obgleich nur die jüdischen Gemeinden orientalisierende Bauten zu Repräsentationszwecken schufen, finden sich die gerade auch im Außenbereich optisch hervorhebenden Forschungsobjekte zumeist im Umfeld von architektonischen Darlegungen nicht gesellschaftskonformen Lebenskonzepten und utopischen Ideen für Stadtplanungen. Spätestens ab 1880 wurde eine Sehnsucht nach Stabilität offenbar, die exotische Privatresidenzen, Badeorte und Heilzentren als Fluchtmöglichkeiten in Träume und Phantasien vor den Restriktionen der Zeit erscheinen ließen. Mit den Inspirationen der Massenvergnügungen, die in der städtischen Öffentlichkeit ein wichtiges Podium fanden, entstanden Bauten, die die zuvor als elitär zu verstehenden, exotischen Anlagen nun als kommerzielle Freizeitvergnügungen wie urbane Festinszenierungen, Lichtspielhäuser und Theaterbauten für den temporären Ausstieg aus dem Maschinenzeitalter umdeuteten. Die italienische Kolonialpolitik hinterließ bis in die 1930er Jahre Spuren in den entsprechend Bezug nehmenden orientalisierenden Pavillons internationaler sowie nationaler Ausstellungen und in Gartenanlagen, in denen der Aspekt der kulturellen Wertigkeit von besonderer Betonung war. Der Aufbruch in die Suche nach Manifestationen neuer Lebensumstände ist ein wesentlicher Beitrag, den die orientalisierende Baukunst leistete. Dieser wurde nicht nur durch die Auseinandersetzungen über Dekor und Konstruktionen geführt, sondern mindestens ebenso durch philosophisch-lebensanschauliche Überlegungen, die durch die Begegnung mit anderen Kulturen entstanden und die innerhalb eines transkulturellen Prozesses die Formierung einer zeitgemäßen Architektur in Europa beförderten. Nachdem zunächst die Ornamentik und einzelne Versatzstücke in die europäische Baukunst eingeflossen sind, begann zum Ende des 19. Jahrhunderts eine Faszination für die inneren Strukturen der orientalischen Architektur das Abendland zutiefst zu verändern, die zu einem Synkretismus führte, der teilhatte an der Ausbildung der modernen Architektur. Obgleich viele Vertreter der neuen Baukunst Rückgriffe konsequent ablehnten, konnten sie sich dennoch nicht endgültig lösen von den historischen Anlehnungen. Von der orientalisch-dekorativen Hülle bis hin zum hohen Grad der Durchdringung der westlichen Konstruktion kann die Intention des Objektes als restriktiv oder sich der Moderne annähernd gelesen werden, so dass man von unbedingt von differenzierten Orientalismen sprechen muss. An den mannigfaltigen orientalisierenden Architekturen Italiens konnte veranschaulicht werden, inwieweit die Begegnung mit fremden Lebensstrukturen tief greifende Umgestaltungen in der europäischen Kultur hinterlassen hat. Durch das Kennenlernen anderer Welten wurden westliche Grundwerte relativiert und neue Denkhorizonte eröffnet. Auch wenn häufig genug verschobene Bilder der außereuropäischen Realitäten präsentiert wurden, regte es zumindest dazu an, Projekte zu entwickeln, die die soziale Ordnung des Landes widerspiegelten und Anschluss an die Moderne des 20. Jahrhunderts fanden.
Employing NMR spectroscopy, it is not only possible to calculate the three dimensional structures of single proteins, but also to study dynamics and conformational changes of protein-complexes. In fact that is an important aspect, since the protein function depends on dynamics and interactions with other molecules. Therefore the study of protein-protein interactions is of highest importance for a better understanding of biological processes. Based on NMR methods, in this thesis we were able to determine protein-protein interactions within the enterobacterial Rcs signalling complex which is regulated via a phosphorelay. Originally identified as regulator of capsule synthesis, the Rcs phosphorelay is now considered to be implicated in stress response caused by disturbances in the peptidoglycan layer. Beyond that the Rcs system is involved in multiplex transcriptional networks including cell division, motility, biofilm formation and virulence. Because of such global nature and its extraordinary structural organisation involving membrane integrated sensor proteins (RcsC, RcsD), coactivators (RcsF, RcsA) and a transcription factor (RcsB), the Rcs system is one of the most remarkable phosphorelays in the family of enterobacteriacaea. During the complex phosphotransfer the histidine phosphotransferase (HPt) domain of the intermediary RcsD protein mediates the phosphotransfer between RcsC and RcsB, and probably modulates the phosphorylation state of the response regulator RcsB. Therefore the present work has been focused on the interface between RcsD and RcsB in more detail. In the first part of the thesis a new domain within the RcsD protein has been identified and structurally analysed by liquid NMR spectroscopy. RcsD is an inner membrane bound hybrid sensor like-kinase composed of a periplasmic sensor domain and a cytoplasmic portion. The cytoplasmic part contains the histidine like-kinase (HK) domain and the histidine phosphotransferase (HPt) domain. By analysis of the secondary structure in more detail, it was shown here that the two domains are intermitted by an additional 13.3 kDa domain. Corresponding to the position of the ABL (α−β−loop) domain of RcsC, located C-terminal to the RcsC-HK domain, the new identified domain was named RcsD-ABL. The central structural element of RcsD-ABL is a β-sheet composed of six strands with a β1−β2−β3−β4−β6−β5 topology and surrounded by two α-helices α1 and α2. In the second part of the thesis, RcsD-ABL is identified as a binding domain for the response regulator RcsB by NMR titration experiments. Such a binding domain for a response regulator has so far only been described for the histidine kinase CheA. In reportergene assays with β-galactosidase and ONPG as substrate it was shown that overexpression of RcsD-ABL in high amounts inhibited binding of RcsB to its target promoter. The β-galactosidase activity was reduced by 80 % with respect to cells carrying no plasmid encoding RcsD-ABL. The mapping of the binding interface was successfully achieved by chemical shift perturbations, a fast mapping protocol and selective labelling. It was shown that the interaction between RcsD-ABL and RcsB takes place via a binding interface comprising mainly the two α-helices of RcsD-ABL and the α-helices α7, α8 and α10 in the effector domain of RcsB. In the third part of the thesis, the interaction of RcsB with RcsD-ABL was related to that with RcsD-HPt. Using NMR titration experiments and ITC measurements, a comparison of the binding constants (Kd) of RcsB interacting either with the isolated RcsD-ABL (2 PM) or the isolated RcsDHPt domain (40 PM) revealed a higher affinity of RcsD-ABL to RcsB. A conjugate of RcsD-ABL-HPt interacting with RcsB decreased the Kd in the one-site fitting mode to 10 PM. However, the two-site fitting mode applied for RcsD-ABL-HPt/RcsB interaction resulted in a Kd (RcsD-ABL) of 2 PM and a Kd (RcsD-HPt) of 8 PM, indicating that RcsD-ABL enhances the binding of RcsD-HPt to RcsB. In the last part of the thesis, it was partly possible together with the data obtained from NMR titration experiments, PRE measurements and a HADDOCK protocol to develop a geometrical model for the interaction of RcsD with RcsB. In this model the receiver domain of RcsB interacts with the RcsD-HPt domain and the RcsB effector domain interacts with the RcsD-ABL domain. These results lead to surprising insights on the regulation of phosphorelays, since normally the effector domain binds to DNA. Here the effector domain is recognized by the newly identified RcsD-ABL domain. Prospectively, further investigations of phosphorylation affects and mutational studies will be of great interest.
Die vorliegende Promotionsarbeit fokussiert auf das transfusionsbedingte Infektionsrisiko bezüglich Hepatitis B-Virus Infektionen. Da das Restinfektionsrisiko bezüglich Hepatitis B deutlich höher als das Restinfektionsrisiko bezüglich Hepatitis C oder HIV-Virus Infektionen anzusehen ist, konzentriert sich die vorliegende Arbeit auf den Stellenwert von Anti-HBc Antikörper für das Blutspenderscreening. In der vorliegenden Arbeit wurden zunächst unterschiedliche Anti-HBs Screening Assays synoptisch bezüglich der Sensitivität und Spezifität sowie anderer Test-Parameter miteinander verglichen und die Prävalenz und Infektiosität Anti-HBc-Ak positiver Blutspenden des Blutspendedienstes Hessen / Baden-Württemberg untersucht. Anschließend erfolgte eine Screening an fünf unterschiedlichen Standorten in Deutschland zur Prävalenz von Anti-HBc sowie zum Prozentsatz von chronisch infizierten Hepatitis B positiven Spendern. Anhand von Lookback Untersuchungen von chronisch infizierten Anti-HBc positiven und HBV DNA positiven Spendern konnte untersucht werden, inwieweit die Transfusion dieser niedrig virämischen Spender zu einer Übertragung von Hepatitis B in der Vergangenheit geführt hat. Darüber hinaus wurde eine Fall-Kontroll-Studie durchgeführt, mit der Fragestellung, inwieweit allein das Vorhandensein von Hepatitis B Antikörper (Anti-HBc Antikörper und Anti-HBe Antikörper) ohne Nachweis von HBV DNA, bereits ein erhöhtes Transfusionsrisiko darstellt. Zusätzlich wurden Daten bezüglich der heutigen Relevanz der HBs-Ag Testung im Blutspendewesen erhoben. Anschließend wurden alle drei für die Doktorarbeit relevanten Screeningparameter bezüglich Hepatitis B für das Blutspenderscreening (HBV Minipool PCR, HBs-Ag Test und Anti-HBc Test) bezüglich der Kosten pro gewonnenen QALY (Quality Adjusted Life Years) berechnet und wieder synoptisch miteinander verglichen. In der abschließenden Diskussion wurden unterschiedliche Screening Szenarien auf ihre Wertigkeit bezüglich der Sicherheit der Blutprodukte sowie auf ihre Kosten-Nutzen-Analyse hin betrachtet. Festgestellt wurde, dass durch die Anti-HBc-Ak Diagnostik im Blutspendewesen eine erhöhte Sicherheit bezüglich einer transfusionsbedingten HBV Transmission erzielt werden kann. Unter ca. 1,4 Millionen untersuchten Spendern konnten 21 HBV DNA positive Spender (alle niedrige HBV DNA Konzentrationen) ermittelt werden. Bei keinem der jeweiligen Empfänger konnte eine Infektion bestätigt werden, bei einem wäre sie möglich gewesen. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich das PRISM® HBcore™ Testsystem wegen guter Sensitivität aber auch gleichzeitig guter Spezifität (signifikant besser als PRISM® HBc™) am besten zur Anti-HBc-Ak Routinetestung im Blutspendedienst eignet und selbst bei sehr hohem Probenaufkommen bewährt hat. Im Vergleich unterschiedlicher Testsysteme hatte der AxSym® CORE™ die höchste analytische Sensitivität, im weiteren Vergleich schnitten die untersuchten Assays annähernd gleich ab, zwischen dem PRISM® HBcore™ und PRISM® HBc™ konnte kein weiterer signifikanter Unterschied festgestellt werden. Des weiteren konnte gezeigt werden, dass Anti-HBc-Ak einen guten und sinnvollen Parameter zur HBV Diagnostik darstellt, der, in Verbindung mit der Pool-PCR, eventuell sogar die HBs-Ag Testung abzulösen in der Lage ist. Anhand der im Rahmen dieser Studie erhobenen Daten wären alle HBs-Ag positiven Blutprodukte auch mittels der Pool-PCR und Anti-HBc-Ak Diagnostik identifiziert worden. Darüber hinaus wurden einige HBV positive Blutprodukte mit diesen Verfahren erkannt, die mittels der klassischen HBs-Ag Testung übersehen worden wären. Bestätigt Anti-HBc-Ak positive Spender lassen sich anhand zusätzlicher serologischer Parameter (Anti-HBe-Ak und Anti-HBs-Ak) und wiederholter Testung bestimmen und so auch bestätigen; Die gemessenen S/CO-Werte der einzelnen untersuchten Testsysteme sind in der Lage einen Hinweis auf eine mögliche unspezifische Anti-HBc-Ak Reaktivität geben, so dass in Verbindung mit zusätzlichen HBV Parametern (z.B. Anti-HBe-Ak), die Richtigkeit des Ergebnisses besser eingeschätzt werden kann. Mittels Testung auf weitere HBV Marker (Einzelproben-PCR, Anti-HBs-Ak) können, wie es bereits gesetzlich geregelt wurde, Anti-HBc-Ak positive Blutprodukte durch ein „Re-Entry“ Verfahren wieder der Patientenverwendung zugeführt werden, ohne das HBV Transmissionsrisiko zu erhöhen. Die vorliegende Studie bestätigt diese Annnahme: Es konnte keine einzige HBV Transmission durch Anti-HBc-Ak positives Blut bewiesen werden, welches HBV PCR negativ (Sens. < 5,6 IU/ml) war. Die Prävalenz der Anti-HBc-Ak positiven Blutspender betrug vor Einführung der Anti-HBc-Ak Testung ca. 1,61%, im Spenderkollektiv wird sie aber wegen Selektionierung in den nächsten Jahren stark rückläufig sein.
The ability to escape apoptosis or programmed cell death is a hallmark of human cancers, for example pancreatic cancer. This can promote tumorigenesis, since too little cell death by apoptosis disturbs tissue homeostasis. Additionally, defective apoptosis signaling is the underlying cause of failure to respond to current treatment approaches, since therapy-mediated antitumor activity requires the intactness of apoptosis signaling pathways in cancer cells. Thus, the elucidation of defects in the regulation of apoptosis in pancreatic carcinoma can result in the identification of novel targets for therapeutic interference and for exploitation for cancer drug discovery. Keywords: apoptosis; pancreatic cancer; TRAIL; IAPs; mitochondria
"Buffer-stock" models of saving are now standard in the consumption literature. This paper builds theoretical foundations for rigorous understanding of the main features of such models, including the existence of a target wealth ratio and the proposition that aggregate consumption growth equals aggregate income growth in a small open economy populated by buffer stock savers. JEL Classification: D81, D91, E21 Keywords: Precautionary Saving, Buffer Stock Saving, Marginal Propensity to Consume, Permanent Income Hypothesis
Novel insights into the synergistic interaction of Bortezomib and TRAIL: tBid provides the link
(2011)
The proteasome inhibitor Bortezomib has been identified as a potent enhancer of TRAIL-induced apoptosis in several human cancers. However, the identification of the underlying molecular mechanisms of this synergistic cell death induction has been ongoing over the last years. A recent study identifies a new mechanism of action for the synergism of TRAIL and Bortezomib.
Das visuelle Arbeitsgedächtnis (AG) kann visuelle Information enkodieren, über eine kurze Zeitperiode aktiv halten und mit neu wahrgenommener Information vergleichen. Dadurch ermöglicht es eine Reihe höherer kognitiver Funktionen ( z.B. Kopfrechnen). Störungen des visuellen AGs sind ein relevantes Symptom neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen. Die funktionellen und neuronalen Prozesse, die dem visuellen AG unterliegen, stellen eine fundamentale Frage der kognitiven Neurowissenschaft dar. Bisherige Forschung hat bereits einen großen Beitrag zum Verständnis der Vorgänge während der Enkodierungs- und Halte-Phase des AGs geleistet. Die neuronalen Korrelate der Wiedererkennung (WE) hingegen sind relativ unbekannt. Ziel der vorliegenden Studie war es, die neuronalen Mechanismen der WE anhand zweier Modulationen (Gedächtnisbelastung und Ähnlichkeit zwischen Merk- und Test-Stimulus) zu erforschen. Den neuronalen Grundlagen von Ähnlichkeit zwischen wurde bislang nahezu keine Beachtung geschenkt, ihre Untersuchung stellte deshalb eine wesentliche Motivation der Arbeit dar. Da erhöhte Gedächtnislast bei einer endlichen Anzahl an Stimuli zu einer erhöhten Anzahl an möglichen ähnlichen Test-Stimuli und auf diese Weise zu einer erhöhten Ähnlichkeit zwischen Merk- und Test-Stimulus führen kann, sind die Effekte beider Modulationen konfundiert. Es sollte deshalb zusätzlich der Nachweis für einen ähnlichkeitsunabhängigen Lasteffekt erbracht werden. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation stand der zeitliche Ablauf der zu erwartenden kortikalen Aktivationen im Mittelpunkt des Interesses. Aus diesem Grund kam die Magnetenzephalographie (MEG) mit ihrem hervorragenden zeitlichen und guten räumlichen Auflösungsvermögen zum Einsatz. Die neuronale Aktivität von 17 Probanden wurde mittels MEG erfasst. Zusätzlich wurden Verhaltensdaten (VD) in Form von Reaktionszeit (RZ) und Korrektheit (KH) der Antworten aufgezeichnet. Als Stimuli dienten 15 verschiedene Farben, die einmal den gesamten Farbkreis abbildeten. 1 oder 3 verschiedenfarbige Quadrate dienten als Merk-Stimuli und ein farbiges Quadrat, das einem der vorher gezeigten glich (G), ihm ähnlich (Ä) oder unähnlich (U) war, folgte als Test-Stimulus. Die Probanden antworteten per Fingerheben aus einer Lichtschranke, ob der Test-Stimulus dem Merk-Stimulus glich (G) oder nicht glich (Ä, U). Insgesamt führten die 2 Belastungsmodulationen und die 3 Ähnlichkeitsmodulationen zu einem 2 x 3 Design, das eine Untersuchung der Haupteffekte und Interaktionen von Ähnlichkeit und Last ermöglichte. Die Ergebnisse der VD decken sich mit früheren Erkenntnissen, die mit ansteigender Gedächtnislast und Ähnlichkeit von einer signifikanten Verminderung der KH der Antworten sowie einer signifikanten Zunahme der RZ berichteten. Zusätzlich konnte eine signifikante Interaktion beider Modulationen beobachtet werden. Mit zunehmender Gedächtnislast verlängerte sich die RZ, bzw. verminderte sich die KH der Antworten für gleiche Testreize stärker als für ungleiche (Ä, U). Es konnten wesentliche neue Erkenntnisse über die neuronalen Korrelate der WE im visuellen AG gewonnen werden. Für die Ähnlichkeits-Modulation konnten drei zeitlich, räumlich und funktionell distinkte Ereigniskorrelierte-Felder (EKF)-Komponenten detektiert werden: eine frühe Komponente, die stärker auf U im Vergleich zu Ä und G Stimuli ansprach, eine mittlere, die mit der Schwierigkeit der Aufgabe assoziiert war sowie eine späte Komponente, die als Korrelat einer kategorialen Entscheidung interpretiert wurde. Diese Ergebnisse replizieren Befunde von Studien über die Entscheidungsfindung und die summierte Ähnlichkeit im Langzeitgedächtnis (LZG) und liefern gleichzeitig neue Hinweise für eine funktionelle Dissoziation verschiedener Komponenten der WE im visuellen AG. Die WE scheint aus der Berechnung der summierten Ähnlichkeit, der Entscheidungsfindung sowie der Evidenzevaluation unter schwierigeren Bedingungen zu bestehen. Es gelang außerdem der Nachweis eines ähnlichkeitsunabhängigen Effektes der Lastmodulation. Es konnte eine bilateral parieto-okzipitale sowie eine linksseitig fronto-temporale Aktivierung erfasst werden, die wahrscheinlich allgemeinen Schwierigkeitseffekten entsprechen. Unter ansteigender Gedächtnisbelastung kam es zu einer Zunahme der Amplitude beider Aktivitäten. Diese Ergebnisse bestätigen Befunde über die Amplitudenentwicklung während der Halte-Phase, die als Heranziehung zusätzlicher Ressourcen unter schwierigeren Bedingungen gedeutet wurden. Die EKF-Daten konnten jedoch keine Bestätigung des in den VD nachgewiesenen Interaktionseffektes bringen. Vielversprechende Ansätze für zukünftige Studien bieten eine präzisere Bestimmung der räumlichen Verteilung sowie eine weitere Evaluation der kognitiven Funktion der neuronalen Aktivität der Ähnlichkeit, da die Ähnlichkeit zwischen Merk- und Test-Stimulus eine entscheidende Rolle bei der Beschränkung der WE-Leistung einzunehmen scheint.
Nonequilibrium phase transitions in chiral fluid dynamics including dissipation and fluctuation
(2011)
Chiral fluid dynamics combines the fluid dynamic expansion of a hot and dense plasma created in a heavy-ion collision with the explicit propagation of fluctuations at the chiral phase transition of quantum chromodynamics. From systems in equilibrium long-range fluctuations are expected at a conjectured critical point. Heavy-ion collisions are, however, finite in size and time and very dynamic. It is thus likely that nonequilibrium effects diminish the signal of a critical point. They can, however, stimulate phenomena at a first order phase transitions, like nucleation and spinodal decomposition. Both of phase transition scenarios are investigated in this work. Based on the linear sigma model with constituent quarks a consistent quantum field theoretical approach using the two-particle irreducible effective action is developed to derive both, the local equilibrium properties of the expanding quark fluid and the damping and noise terms in the Langevin equation of the order parameter of the phase transition, the sigma field. Within this formalism it is possible to obtain a conserved energy-momentum tensor of the coupled system. It describes the energy dissipation from the sigma field to the heat bath during relaxation. Within this model we investigate nonequilibrium phenomena in a scenario with a critical point and a first order phase transition. We observe long relaxation times at the phase transition, phase coexistence at the first order phase transition and critical slowing down at the critical point. We find a substantial supercooling in a first order phase transition in our model and due to the energy-momentum exchange also reheating is present. While at the critical point the correlation length increases slightly we find an enhanced intensity of nonequilibrium fluctuations at the first order phase transition, which leads to an increased production of sigma mesons.
Fluviale Sedimente und Ablagerungen aus küstennahen Bereichen werden im mediterranen Raum häufig herangezogen, um die Reaktionen von Fusssystemen auf Klimawandel, menschliche Einflussnahme und andere Faktoren zu rekonstruieren. Arbeiten, die mit systembasierten Ansätzen auf Einzugsgebietsebene quantitative Aussagen ermöglichen, sind jedoch rar. In der vorliegenden Arbeit wird für das Einzugsgebiet des Rio Palancia, Spanien, ein quantifizierter Sedimenthaushalt vorgestellt, der die Sedimentproduktion des Hinterlandes über die Sedimentpfade mit der Speicherung im Einzugsgebiet und der Lieferung zum Flussdelta verbindet. Ziel ist es, den anteiligen Einfluss von Steuergrößen wie Neotektonik, Klimawandel und Landnutzung auf den spätquartären Sedimentfluss in dem 969,9 km2großen Einzugsgebiet zu bestimmen. Das Einzugsgebiet des Rio Palancia ist Teil der südlichen Ausläufer der Iberischen Kette und mündet bei Sagunto in das Mittelmeer. Mit Hilfe von photogrammetrischen und geomorphologischen Kartierungen, Felddaten (Aufschlussuntersuchung, Rammkern-sondierung) sowie geophysikalischen Messmethoden wurden die Geometrien sowie die internen Strukturen von Sedimentablagerungen untersucht. Auf diesen Grundlagen konnte ein GIS-basiertes Sedimentbudget mit quantitativen Abschätzungen für Budgetkomponenten entlang der Sedimentkaskade erstellt werden. Der Talboden des Rio Palancia-Einzugsgebietes wird dominiert von mehreren pleistozänen und holozänen Degradierungsniveaus, die sich in pleistozäne Kiese und Sande eingeschnitten haben. Bedeutende holozäne, fluviale Sedimentation kann hauptsächlich im mittleren und unteren Einzugsgebiet belegt werden. Obwohl ausgedehnte landwirtschaftliche Terrassenanlagen auf dem Talboden und den Hängen von einem starken anthropogenen Einfluss zeugen, ist davon auszugehen, dass die Degradierung des Talbodens noch bis etwa 390 AD auf den Ausgleich eines sich erhöhten Flussgradienten durch vorangegangene Aggradation zurückzuführen ist. Landwirtschaftliche Nutzung durch Terrassenfeldbau, die seit dem dritten Jahrhundert BC im Arbeitsgebiet belegt ist, deutet auf eine nachhaltige Abkopplung der Sedimentlieferung von den Hängen und pleistozänen bzw. holozänen Sedimentquellen zum aktiven Flussbett hin. Dies resultiert seit dem Mittelalter in einer Potenzierung des vorherrschenden Verengungs- bzw. Einschneidungstrend des aktiven Gerinnebettes. Die Ergebnisse weisen auf ein kompliziertes Zusammenspiel von neotektonischem Erbe, klimagesteuertem Abflussregime und späterer menschlicher Einflussnahme hin, die den Sedimentfluss vom Hinterland zur Küstenzone maßgeblich steuern.
Ziel der durchgeführten Experimente war es, die Zerfallsmechanismen Van-der-Waals gebundener Argon- und Neon Di- und Trimere in intensiven Laserfeldern zu untersuchen, um mehr über den Einfluss der schwachen Van-der-Waals Bindung auf die Dynamik des Ionisationsprozesses zu erfahren. Da Dimere aufgrund ihrer elektronischen Struktur sehr stark zwei separaten benachbarten Atomen gleichen, vereinen sie atomare und molekulare Eigenschaften in sich und ihre Untersuchung verspricht ein tieferes Verständnis der Wechselwirkungsmechanismen in starken Laserfeldern. Die Verwendung der Impulsspektroskopie Methode COLTRIMS ermöglichte die koinzidente Messung aller beim Aufbruch entstandener ionischer Fragmente sowie eines elektronischen Impulsvektors. Für die beidseitige Einfachionisation des Argon Dimers, konnten bei der gewählten Intensität (etwa 3.3E14W/cm2) drei unterschiedliche Ionisationsprozesse identifiziert werden, von denen zwei zu einer überraschend hohen kinetischen Gesamtenergie der Ionen führen. Aufgrund der Messung der Winkelverteilung der ionischen Fragmente und eines der emittierten Elektronen für lineare und zirkulare Polarisation gelang es, die den drei Prozessen zugrunde liegende Dynamik im Laserfeld zu entschlüsseln. Der dominierende Zerfallskanal stellt demzufolge eine schnelle sequentielle Doppelionisation des Argon Dimers dar, die noch am Gleichgewichtsabstand des Dimers stattfindet. Für den zweithäufigsten Ionisationsprozess ergaben sich zwei mögliche Erklärungsansätze: Entweder wird das Dimer zunächst einseitig doppelionisiert, so dass es auf einer attraktiven Potentialkurve zusammenläuft, bevor es zu einem späteren Zeitpunkt – wenn das Laserfeld bereits abgeklungen ist – durch eine Umverteilung seiner Ladungen in einer Coulomb Explosion fragmentiert, oder das Dimer wird bei einer beidseitigen Tunnelionisation zugleich angeregt, so dass die Coulomb Explosion von einer Potentialkurve erfolgt, die wesentlich steiler als 1/R verläuft. Der schwächste Zerfallskanal, der sich durch die höchste Gesamtenergie auszeichnet, ist auf eine "Frustrated Triple Tunnel Ionization" zurückzuführen, bei der ein hoch angeregter Rydberg Zustand erzeugt wird. Bei der Untersuchung des Neon Dimers konnte bei der gewählten Intensität (etwa 6.3E14W/cm2) nur die sequentielle beidseitige Einfachionisation identifiziert werden, obwohl die Daten Hinweise auf einen weitern Ionisationsprozess mit sehr geringer Statistik aufweisen. Zudem wurde in dieser Arbeit nach der Methode des Coulomb-Explosion-Imaging aus den in Koinzidenz gemessenen Impulsvektoren aller einfachgeladenen ionischen Fragmente eines Aufbruchs die geometrische Struktur der Cluster im Orts-und Impulsraum rekonstruiert. Die ermittelte Grundzustandswellenfunktion des Argon und Neon Dimers zeigt eine gute Übereinstimmung mit quantenmechanischen Berechnungen. Für das Argon und Neon Trimer konnten aus den gemessenen Impulsvektoren mittels einer numerischen Simulation die Bindungswinkel im Ortsraum bestimmt werden, so dass erstmals gezeigt werden konnte, dass diese Trimere gleichseitige Dreieckskonfigurationen aufweisen. Vergleiche mit theoretischen Berechnungen zeigen für die breite Winkelverteilung des Neon Trimers eine hervorragende Übereinstimmung, während die gemessene Winkelverteilung des Argon Trimers etwas breiter als die berechnete ist.
In recent years using symmetry has proven to be a very useful tool to simplify computations in semidefinite programming. This dissertation examines the possibilities of exploiting discrete symmetries in three contexts: In SDP-based relaxations for polynomial optimization, in testing positivity of symmetric polynomials, and combinatorial optimization. In these contexts the thesis provides new ways for exploiting symmetries and thus deeper insight in the paradigms behind the techniques and studies a concrete combinatorial optimization question.
A pattern is a word that consists of variables and terminal symbols. The pattern language that is generated by a pattern A is the set of all terminal words that can be obtained from A by uniform replacement of variables with terminal words. For example, the pattern A = a x y a x (where x and y are variables, and the letter a is a terminal symbol) generates the set of all words that have some word a x both as prefix and suffix (where these two occurrences of a x do not overlap). Due to their simple definition, pattern languages have various connections to a wide range of other areas in theoretical computer science and mathematics. Among these areas are combinatorics on words, logic, and the theory of free semigroups. On the other hand, many of the canonical questions in formal language theory are surprisingly difficult. The present thesis discusses various aspects of the inclusion problem of pattern languages. It can be divide in two parts. The first one examines the decidability of pattern languages with a limited number of variables and fixed terminal alphabets. In addition to this, the minimizability of regular expressions with repetition operators is studied. The second part deals with descriptive patterns, the smallest generalizations of arbitrary languages through pattern languages ("smallest" with respect to the inclusion relation). Main questions are the existence and the discoverability of descriptive patterns for arbitrary languages.
Die kumulative Dissertation beschäftigt sich mit der atmosphärischen Konzentration von Eiskeimen, einer Unterklasse des atmosphärischen Aerosols, die bei der Eisbildung in Wolken eine zentrale Bedeutung besitzt. Messungen der Eiskeimkonzentration am Taunusobservatorium (Kleiner Feldberg) (nahe Frankfurt am Main) wurden mit dem Verfahren einer Vakuum-Diffusionskammer durchgeführt. Die Arbeit umfasst die Darstellung des angewandten Messverfahrens und die Analyse und Bewertung der Messergebnisse für den Raum Zentraleuropa, anhand von u.a. Rückwärtstrajektorien und Korrelationen zu aerosolphysikalischen Parametern. Ein signifikanter Einfluss von Mineralstaub-Ferntransport aus Wüstengebieten auf die Eiskeimkonzentration in Zentral-Europa wurde ermittelt.
Nukleäre Rezeptoren regulieren eine Vielzahl von Genen durch Bindung an bestimmte DNA-Sequenzen im Promotor dieser Gene. Sie fungieren als Transkriptionsfaktoren, die nach Bindung ihres Ligandendie Transkription aktivieren oder supprimieren. In ihrer Funktion werden sie weiterhin durch verschiedene Signale moduliert, beispielsweise durch posttranslationale Veränderungen. Aufgrund der Möglichkeit, durch Liganden, in der Regel kleine lipophile Moleküle, die Aktivität nukleärer Rezeptoren und in der Folge die Transkription definierter Gene zu beeinflussen, sind nukleäre Rezeptoren gute Zielstrukturen für Arzneistoffe und stehen im Zentrum intensiver Forschungsbemühungen. ROR alpha und RevErb alpha sind nukleäre Rezeptoren aus der Gruppe der sogenannten Orphan-Rezeptoren. Die Angehörigen dieser Gruppe wurden als Waisen bezeichnet, da ihr Ligand zum Zeitpunkt ihrer Charakterisierung unbekannt war. 2007 gelang es zwei Gruppen unabhängig voneinander Häm als den Liganden des RevErb alpha zu identifizieren, für ROR alpha werden verschiedene potentielle Liganden diskutiert, wobei bisher keiner allgemein anerkannt wurde. ROR alpha und RevErb alpha steuern die Expression ihrer Zielgene über ein gemeinsames Response-Element, wobei ROR alpha die Expression dieser Gene aktiviert und RevErb alpha sie inhibiert. Gemeinsam nehmen sie eine zentrale Rolle in der Aufrechterhaltung zirkadianer Rhythmen und an der Integration dieser in metabolische Prozesse ein. ROR alpha ist weiterhin beteiligt an der Reifung der Cerebellums sowie an der Steuerung der Immunabwehr. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Regulation der beiden Rezeptoren auf molekularer Ebene aufzuklären. Hierfür wurden Untersuchungen auf Ebene der Transkription ebenso wie auf posttranslationaler Ebene durchgeführt. Es zeigte sich, dass ROR alpha - hnRNA in vitro extrem stabile Sekundärstrukturen ausbildet und somit bei der reversen Transkription den Transkriptionsstart selbst initiieren kann. Im Zuge der durchgeführten Untersuchungen konnte nicht nachgewiesen werden, welche Auswirkung diese Sekundärstrukturen in vivo zeigen. Studien anderer Gruppen hatten aber gezeigt, dass die Ausbildung von RNA-Doppelsträngen an vielen Stellen in die Regulationen von Genen eingreift, sei es durch Veränderungen des Spleißmusters, RNA-Editierung oder durch Herabregulierung der Transkriptmenge. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass sowohl RevErb alpha als auch ROR alpha einer intensiven Regulation durch posttranslationale Veränderungen unterliegen, im Speziellen durch Phosphorylierung. Vorangegangene Studien hatten Hinweisegeliefert, dass ROR alpha durch ERK-2 phosphoryliert werden kann. In meinen Studien war ich in der Lage nachzuweisen, dass auch RevErb alpha Ziel dieser Kinase ist. Im Gegensatz zu ROR alpha wird RevErb alpha jedoch gleichzeitig an mehreren Stellen phosphoryliert, wobei die physiologische Funktion dieser Phosphorylierungen Gegenstand weiterer Untersuchungen ist. Die Aktivität von ROR alpha am Response-Element wird durch eine Erhöhung des intrazellulären cAMP-Spiegels stark stimuliert. Im Zuge meiner Untersuchungen konnte eine Beteiligung sowohl des cAMP-Response-Elementbindenden Proteins CREBals auch des PPAR gamma - Coaktivators 1a an der Vermittlung dieser Aktivitätssteigerung ausgeschlossen werden. Es zeigte sich jedoch, dass der Effekt durch eine Hemmung der Proteinkinase A dosisabhängig aufgehoben werden konnte. In weiteren Untersuchen konnte ich eine direkte Phosphorylierung von ROR alpha, nicht aber von RevErb alpha durch PKA nachweisen und die Phosphorylierungsstelle als Serin 99 des ROR alpha 4 identifizieren. Da eine Mutation der in der C-terminalen Verlängerung der DNA-bindenden Domäne des Rezeptors gelegenen Aminosäure jedoch nicht in der Lage war, die Aktivitätssteigerung zu verhindern, sind auch noch weitere Faktoren, vermutlich zelluläre Coaktivatoren an deren Vermittlung beteiligt. Bereits in früheren Untersuchungen war beschrieben worden, dass die Aktivität von ROR alpha durch eine Erhöhung des intrazellulären Calciumspiegels stark stimuliert wird. Weiterhin fanden sich Hinweise, dass die Calcium/-Calmodulin-abhängige Kinase IV an der Vermittlung dieser Stimulation beteiligt ist, jedoch ohne direkte Phosphorylierung von ROR alpha durch CaMKIV. Es konnte allerdings nicht aufgeklärt werden, über welchen Mechanismus die Signaltransduktion stattdessen erfolgt. In meinen Untersuchungen konnte ich zeigen, dass eine Inhibition durch Proteinkinase A aktivierter Signalwege auch die Aktivierung von ROR alpha durch CaMKIV dosisabhängig hemmte. Zusammengenommen lieferten meine Untersuchungen weitere Hinweise auf eine wichtige Rolle von ROR alpha in der Regulation metabolischer Prozesse wie des Glycogen- und Lipidstoffwechsels. Außerdem deuten meine Ergebnisse auf eine Verknüpfung der Signalwege von CaMKIV und Proteinkinase A hin und etablieren ROR alpha als gemeinsame Zielstruktur
The ALICE Time Projection Chamber (TPC) is the main tracking detector of ALICE which was designed to perform well at multiplicities of up to 20000 charged primary and secondary tracks emerging from Pb-Pb collisions. Successful operation of such a large and complex detector requires an elaborate calibration and commissioning. The main goal for the calibration procedures is to provide the information needed for the offline software for the reconstruction of the particle tracks with sufficient precision so that the design performance can be achieved. For a precise reconstruction of particle tracks in the TPC, the calibration of the drift velocity, which in conjunction with the drift time provides the z position of the traversing particles, is essential. In this thesis, an online method for the calibration of the drift velocity is presented. It uses the TPC Laser System which generates 336 straight tracks within the active volume of the TPC. A subset of these tracks, showing sufficiently small distortions, is used in the analysis. The resulting time dependent drift velocity correction parameters are entered into a database and provide start values for the offline reconstruction chain of ALICE. Even though no particle tracking information is used, the online drift velocity calibration is in agreement with the full offline calibration including tracking on the level of about 2 x 10 exp (-4). In chapter 2, a short overview of the ALICE detector, as well as the data taking model of the ALICE, is given. In chapter 3, the TPC detector is described in detail. Lastly in chapter 4, the online drift velocity calibration method is presented, together with a detailed description of the TPC laser system.
Background: Working conditions of nursery school teachers have not been scrutinized thoroughly in scientific research. Only a few studies have so far examined work-load and strain in this profession. Preferably, subjective perceptions should be corroborated by data that can be quantified more objectively and accurately. The aim of the present observational field study was to evaluate pedagogical staffs' workflow.
Methods: In 2009 eleven educators in a day care centre were observed throughout three complete workdays. A total of 250 working hours were recorded.
Results: An educators' workday lasted on average 07:46:59 h (SD = 01:01:10 h).Within this time span, an average of 02:20:46 h (30.14%, SD = 00:28:07 h) were spent on caring, 01:44:18 h on playing (22.33%, SD = 00:54:12 h), 00:49:37 h on educational work (10.62%, SD = 00:40:09), and only 00:05:38 h on individual child contact (1.21%, SD = 00:04:58 h).
Conclusion: For the first time, educators' workflow in day care centres was studied in real time. Some of the educators' self-reported problems were corroborated. The results of this study form a basis upon which further investigations can be built and measures can be developed for an overall improvement of child care.
Erste große Studie zum Leben in FrankfurtRheinMain ++ Institutsbericht 2010 erscheint im November ++ Projektteil „Sanitation and water re-use“ startet in Namibia ++ Capacity Development im Wassersektor ++ Projekt REZIPE: Datenbank für Elektrofahrzeuge online ++ ENEF-Haus Abschlusskonferenz zu energieeffizienter Sanierung ++ Buch zu nachhaltiger Pharmazie im Springer Verlag erschienen ++ Projekt start2 schließt mit Strategievorschlägen ab ++ Termine ++ Publikationen
Zwanzig Prozent würden Elektroautos kaufen ++ Forschungszentrum BiK-F verlängert ++ Erste Ergebnisse zu Smart-Metering ++ Kölner „KlimaHaushalte“ geworben ++ Gutachten zu Bauen und Wohnen in Luxemburg ++ Abschlusskonferenz zu nachhaltigem Konsum ++ Leitfaden zu nachhaltigem Handeln in Beruf und Alltag ++ Fahrradförderung in Mittel- und Osteuropa ++ Homepage zu Migration und Klimawandel ++ Chancen in der Postwachstumsgesellschaft ++ Termine ++ Publikationen
ENEF-Haus: Hausbesitzer sanieren nur zögerlich ++ Vortrag zur Sozialen Ökologie ++ CuveWaters: Regenwassersammlungsanlagen in Namibia fertig ++ Konferenz „Sustainable Pharmacy“ ++ Marktforschung: „Smart Home“ ++ Evaluation der Kampagne „Gut beraten starten“ ++ Intelliekon: Nutzer schätzen Stromfeedback ++ Future Fleet: Prototyp der Strom-Zapfsäulen ++ Termine ++ Publikationen
Innovativer Umbau der Wasserinfrastrukturen machbar ++ Institutsbericht 2010 erschienen ++ Tagung „Biodiversity and the UN Millennium Development Goals“ in Frankfurt ++ ENEF-Haus: Abschlusskonferenz und Handlungsleitfaden ++ Neues Projekt zu Synergien zwischen Umwelt- und Sozialpolitik ++ Entsalzungsanlagen in Namibia offiziell eingeweiht ++ Projekt zu Wasserressourcen-Management in Isfahan gestartet ++ Klimaprojekte am ISOE beginnen ++ Termine ++ Publikationen
Internationale Wasserkonferenz in Frankfurt ++ ISOE in neuem EU-Forschungsprojekt zu CSR ++ Neuerscheinung: Methoden transdisziplinärer Forschung ++ Erste Ergebnisse im Projekt Nachhaltig Handeln ++ Biodiversität: Wald im Klimawandel ++ ISOE startet im Projekt REZIPE ++ Future Fleet auf dem Elektromobilitätsgipfel ++ Briefing-Papier zu Mobilität für EU ++ Termine ++ Publikationen
Die Maßnahmen zum Klimaschutz zielen nach der UN-Klimarahmenkonvention auf eine Stabilisierung der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre auf einem Niveau, bei dem eine gefährliche anthropogene Störung des Klimasystems verhindert wird. Eine Möglichkeit zur Stabilisierung ist die Durchführung von Kompensationsprojekten, die Emissionen verringern oder der Atmosphäre Treibhausgase (THG) entziehen und somit die Klimabilanz einer Aktivität neutralisieren, sofern die Klimaschutzmaßnahme nicht ohnehin durchgeführt worden wäre, sondern nur aufgrund der im Rahmen des Projektes zur Verfügung gestellten finanziellen Mittel realisiert wurde. Bei den Maßnahmen, die zur Vermeidung oder Entfernung von THG in Betracht kommen, lassen sich die Waldprojekte mit der biologischen Speicherung von Kohlenstoff von technischen Projekten (Filterung von Industriegasen, Sammlung von Methan, Maßnahmen zur Energieeffizienz und Einführung erneuerbarer Energien) unterscheiden. Nach Berechnung des IPCC stammen aus dem Sektor Landwirtschaft etwa 13,5% und aus Entwaldung ca. 17,4% der anthropogen bedingten THG-Emissionen. Klimaschutzprojekte im Bereich der biologischen Speicherung zielen darauf ab, die Aufnahme von CO2 in Biomasse und Böden, durch Aufforstung und nachhaltiges Management zu erhöhen, sowie Emissionen aus Entwaldung durch den Schutz stehender Wälder zu verringern. ...
The Knowledge Flow Paper on hand is linking a problem-oriented discourse field analysis to the broader subject of climatically caused changes of freshwater systems and their biodiversity. This synthesis is a first step towards a better understanding of the impacts of climate change on biodiversity in freshwater systems, which are too little investigated and understood compared to terrestrial ecosystems. Following a brief introduction of the method, the main arenas are being presented and in a second step strands of discourse will be identified. The aim of the analysis is to identify priority issues, key actors and their positions, to distinguish undisputed knowledge of contested knowledge as well as to point out possible future research questions – as formulated by the actors or deduced from analysing contested knowledge. Finally, we will draw conclusions within this field of climatically caused changes of freshwater ecosystems to provide an orientation for a further involvement of the research centre in cross-cutting issues and aims of intervention into the discourse.
The interactions of changes in climate and biodiversity with societal actions, structures and processes are a priority topic within the international scientific debate – and thus, a relevant subject matter for BiKF’s work. This paper outlines a concept for transdisciplinary research within BiKF. It focuses on the analysis of social-ecological systems supporting society with biodiversity driven ecosystem services. Such research is considering different issues: defining sustainable societal adaptations to climate induced biodiversity changes; permitting adequate understanding of the social-ecological reproduction of ecosystem functions, including their conservation and restoration; analysing the societal values and socio-economic utilisation of ecosystem services. Gaining knowledge in these areas provides an improved basis for decision-making in biodiversity and resource management.
Der Verlust biologischer Vielfalt und ökosystemarer Dienstleistungen (ecosystem services, ESS) kann im Wesentlichen auf die nicht-nachhaltige Nutzung der Biosphäre durch den Menschen zurückgeführt werden. Eine Betrachtung der ökonomischen Gründe für die degradierende Nutzung sowie möglicher Instrumente dem Verlust zu begegnen, bilden den Gegenstand dieses Knowledge Flow Papers. Das Paper knüpft damit an das Knowledge Flow Paper Nr. 6 an, indem eine erste Einführung in das Thema Ecosystem Services gegeben wurde, wobei eine Fokussierung auf der Definition und den Kriterien für eine Klassifizierung von ESS lag. Im vorliegenden Paper wird zunächst beschrieben, worin die Ursachen des Verlustes biologischer Vielfalt und ESS aus umweltökonomischer Sicht liegen. Es werden dazu wesentliche ökonomische Problematiken skizziert: der öffentliche Gutscharakter vieler Umweltgüter sowie das Auftreten sog. externer Effekte, die zu Marktversagen führen. In dem darauf folgenden Abschnitt werden umweltpolitische Instrumente als Lösungsansätze für diese Problematiken erörtert. Der Schwerpunkt liegt auf den sog. Payments for Ecosystem Services (PES), ein umweltökonomisches Regulationsinstrument, das seit einigen Jahren global zunehmend Anwendung findet. ...
Im folgenden Paper wird die Konzeption des Stakeholder-Involvements für das BiKF-Projekt "Wald- und Forstsysteme der Zukunft" zusammenfassend dargestellt. In Zeiten der Diskussion um Art und Ausmaß der Klimaerwärmung ist es auch in der Forstwirtschaft an der Zeit, sich auf mögliche neue Verhältnisse einzustellen. Dies betrifft vor allem das waldbauliche Vorgehen. Je nach Intensität des Klimawandels müssen neue Konzepte entwickelt werden. Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, zusammen mit Stakeholdern (Anspruchsgruppen) des Waldes naturwissenschaftliche Szenarien zu bewerten und daraus Handlungsempfehlungen abzuleiten. Ausgehend von dieser Forschungsfrage wurde in der ersten Phase dieses Projektes ein Stakeholder-Workshop (WS) durchgeführt. Bei diesem Workshop sollten Themenfelder und aufbauend auf einem Impulsreferat weiterführende Diskussionsfelder erarbeitet werden. Der Auswahl der Stakeholder ging eine Diskursfeldanalyse voraus, aus der eine vorläufige Liste möglicher Anspruchsgruppen abgeleitet wurde. Eine hessenbezogene Auswahl von Repräsentanten dieser Stakeholder wurde über das Forschungsvorhaben informiert und eingeladen. Die meisten der Eingeladenen kamen zum Workshop am 2. Februar 2010. Verschiedene Referate zu den Themen Baumartenwahl und Entscheiden unter Unsicherheit wurden gehalten und das erarbeitete Szenario vorgestellt. Darüber hinaus wurden zwei moderierte Arbeitsgruppen zu verschiedenen Aspekten des Szenarios eingerichtet und Platz für Diskussionen vorgesehen. ...
Ziel des vorliegenden Knowledge Flow Paper ist es, den Begriff des Wissenstransfers in spezifischer Weise zugänglich zu machen und die wichtigsten Methoden und Instrumente zur Anwendung innerhalb des Zentrums darzulegen. Besondere Herausforderung ist hierbei, das Spannungsverhältnis zwischen gesellschaftlichem Verfügbarmachen von Lösungen und Kontexten und der Vermittlung von Wissen aus dem (natur-)wissenschaftlichen Zentrum in den gesellschaftlichen Handlungsbereich (Politik, Wirtschaft, Umweltorganisationen etc.) zu verbinden. Somit soll das Paper einen ersten Einstieg in das Thema Wissenstransfer/Transferforschung ermöglichen und dessen Potentiale für BiKF erörtern.
With which political developments is BiKF confronted as a research centre as well as concerning its research and transfer efforts? Are there any hints for emerging research questions that meet practical needs? This paper gives an overview – as of June 2010 – on priority issues in the run-up to CBD’s COP-10, the 10th Conference of the Parties to the Convention on Biological Diversity (CBD), which will take place in Nagoya/Japan in October 2010. Highlighted discourse threads are: (1) the state of negotiations for an Access and Benefit Sharing (ABS) regime within CBD, (2) European and international preparations for renewing the political objectives for protecting biodiversity (Post-2010 Targets) and (3) the recent decision on an Intergovernmental Science-Policy Platform for Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES). These three threads are selected against the background of an in depth analysis of the discourse field which was carried out in 2008/09 for BiKF. They show how the field progresses and which developments are worth being incorporated into BiKF’s further work. This Knowledge Flow Paper documents the talk given by the author during the second BiKF Retreat, 17–18 July 2010.
The Ecosystem Service approach has gained a lot of attention lately, as it interlinks ecosystems with the benefits humans derive from them. The Knowledge Flow paper at hand is giving a first overview of the Ecosystem Service approach. The paper focuses on the basic understanding of the concept and the definition of the term Ecosystem Services. It serves as a starting point for the development of a multiple classification system as a tool for ecosystem service inventories, assessment, and valuation studies. The paper briefly deals with the opportunities and challenges of an economic valuation of ecosystem services and provides the main research questions concerning an ecological assessment of ecosystems services.
Based on the scenario work of the project „Waldzukünfte“ (Futures of Forest) initiated by the German Federal Ministry of Education and Research a forests conversion in regard to climate adaptation by means of Mediterranean oak tree varieties is examined. We are taking the ecosystem services of a forest marked by this particular tree variety to give an initial estimate of effects and consequences for an according forests conversion. The oak varieties in question have different potentials. In particular Quercus ilex, Q. robur and Q. frainetto can very well contribute to the supporting and regulating functions of the forest ecosystem. In the end strategic goals for silviculture will be decisive for establishing them as climatically adapted tree varieties in future forests. In this context the timber production is only one utility function (provisioning service). Also important are the landscape-building potential of an oak forest ecosystem (prevention of deforestation) as well as as the reproduction of a habitat for forest biodiversity. Apart from that, new economic branches might develop (e.g. truffle cultivation, acorn fattening of pigs). Needs for research are identified as well as new research topics within the centre.
Die Nachhaltigkeit des Waldes wird heute im Allgemeinen als die gleichrangige Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer und sozialer Waldfunktionen beschrieben. Insbesondere das Konzept des naturnahen Waldbaus "verbindet in hohem Maße die verschiedenen ökonomischen, ökologischen und sozialen Teilziele der Nachhaltigkeit" (Kleinschmit 2007: 133). Die in der Praxis teilweise zu beobachtende übermäßige Ausrichtung an ökonomischen Gesichtspunkten und an der Sicht auf den Wald als primären Holzproduzenten wird von vielen Akteuren und Akteurinnen kritisiert; im Zuge des Klimawandels und der Klimawandelforschung rücken zwar die ökologischen Funktionen des Waldes – bspw. als Kohlenstoffsenke, Biodiversitäts-Potential, aber auch als Energieressource – mehr in den Blickpunkt. Wie steht es jedoch um den dritten Pfeiler der Nachhaltigkeit, die sozialen Funktionen des Waldes? Ulrich Schraml (Forstpolitikwissenschaftler an der Universität Freiburg) zufolge "führen die sozialen Funktionen des Waldes neben Walderhaltung, Sicherung der Biodiversität, Rohstoffversorgung und den Klimaprogrammen in den laufenden Prozessen ein Schattendasein" (Schraml 2009: 2). Der vorliegende Text wird sich diesem "blinden Fleck" der aktuellen forstwissenschaftlichen Forschung zuwenden und die Frage stellen, (1) welche sozialen Funktionen der Wald erfüllen soll und (2) wie diese gewährleistet werden können. Während erstere Fragestellung auf den gesellschaftlichen Anspruch an Wald, d.h. auf die Art und Weise der sozialen Nutzung, abzielt, erfordert letztere den Einbezug forstpolitischer Rahmenbedingungen und deren Verhältnis zur Sicherstellung dieser Nutzungsformen. Die Frage lautet also, wie sich die Veränderung der forstpolitischen Rahmenbedingungen auf die sozialen Funktionen der Wälder und auf die Möglichkeiten sozialer Nutzungen auswirken oder in Zukunft auswirken könnten. ...
Das Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiKF) hat sich selbst das Ziel gesetzt, mit seinen Arbeiten wissenschaftliche Beiträge zum Management klimabedingter relevanter Biodiversitätsveränderungen sowie zur Erfüllung internationaler Übereinkommen wie der EU-Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (EU-FFH), der EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL), der internationalen Biodiversitätskonvention (CBD) und der Klimarahmenkonvention (UNFCCC) zu liefern. Voraussetzung dafür ist ein Ergebnis- und Wissenstransfer zwischen den Forschenden des Zentrums und den Anspruchsgruppen aus Zivilgesellschaft, Politik und Wirtschaft (vgl. Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiKF) 2008: 1 und 40ff.). Um gesellschaftliche Wirkungen zu erzeugen, müssen die Interessen, Positionen und praktischen Wissensbestände der Anspruchsgruppen in die Forschungen aufgenommen werden und die Forschungsergebnisse in die gesellschaftliche Praxis (rück-) vermittelt werden. Um für das Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiKF) ein besseres Verständnis über die Entstehung und den Transfer von Wissen zwischen Forschung und Gesellschaft vorzubereiten und Ansatzpunkte für Interventionen in öffentliche Debatten aufzuzeigen, wurde eine problemorientierte Diskursfeldanalyse (DFA) zum übergreifenden Themengebiet Klimabedingte Biodiversitätsveränderungen durchgeführt (zur Methode siehe Infobox). Dabei wurden prioritäre Themen identifiziert sowie relevante Akteure und ihre Positionen typisiert. Diese Analyse dient somit als Orientierungshilfe für die strategische Ausrichtung des Zentrums; sie bietet eine strukturierte Grundlage für eine zentrumsinterne Diskussion des weiteren Vorgehens im Wissens- und Ergebnistransfer. Die Diskursfeldanalyse speist sich aus drei Detailanalysen zu den Diskursarenen ‚9. Vertragsstaatenkonferenz der CBD‘, ‚Nationale Biodiversitätsstrategie‘ und ‚Millennium Ecosystem Assessment‘. Diese werden nach einer kurzen Einführung zur Methode vorgestellt. In einem zweiten Schritt werden die über diese drei Arenen hinweg relevanten und für BiKF mögliche Ansatzpunkte bietenden Diskursstränge aufgezeigt. Diese illustrieren die Vielfalt an Themen und Positionen der Akteure innerhalb des Diskursfelds. Abschließend werden Schlussfolgerungen für die Struktur von Wissenskonflikten im Diskursfeld gezogen, die Orientierung geben sollen für eine weitere Auseinandersetzung des Forschungszentrums mit möglichen Querschnittsthemen und Zielen von Interventionen in den Diskurs.
In der Umweltpolitik werden die Themenfelder Klimawandel und Biodiversität besonders betont. Klimaveränderung und Erhalt/Veränderungen der biologischen Vielfalt werden zumeist unabhängig voneinander betrachtet und nicht miteinander verknüpft. Debatten zum Klimawandel und zum Schutz der Biodiversität werden von Vertretern der Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft kontrovers geführt. Die im aktuellen Diskurs um den Schutz von Naturwäldern erwähnten Zusammenhänge von Biodiversität und Klimawandel werden analysiert, da diese Schutzstellung auch auf Biodiversität abzielt. Erwartungsgemäß wird Biodiversität sehr häufig thematisiert, besonders bezogen auf die Rotbuche. Bezogen auf die Klimaveränderung wird das Speicherpotential der Böden betont. Hinweise für weitere Aktivitäten im LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum BiKF wurden identifiziert.
Biodiversität und Klimawandel in der Debatte um den ökologischen Waldumbau – eine Diskursfeldanalyse
(2009)
In der Umweltpolitik werden die Themenfelder Klimawandel und Biodiversität besonders betont. Klimaveränderung und Erhalt/Veränderungen der biologischen Vielfalt werden zumeist unabhängig voneinander betrachtet und nicht miteinander verknüpft. Debatten zum Klimawandel und zum Schutz der Biodiversität werden von Vertretern der Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft kontrovers geführt. Die im aktuellen Diskurs um den ökologischen Waldumbau erwähnten Zusammenhänge von Biodiversität und Klimawandel werden analysiert, da dieser Umbau darauf abzielt, Waldbestände mit naturnahen Strukturen und natürlichen Lebensabläufen zu schaffen. Aufgrund des Klimawandels sind trotz Wissenslücken Maßnahmen eines klimaanpassenden Umbaus sinnvoll. Erwartungsgemäß wird Biodiversität häufig thematisiert, etwa bezogen auf die Baumartenwahl und -mischung, aber auch die Verkürzung der Umtriebszeiten und Grenzen der Naturverjüngung. Hinweise für weitere Aktivitäten im LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum BiKF wurden identifiziert.
Im Juli 2000 wurde die Arbeitsgruppe Evidenzbasierte Medizin Frankfurt von einer Gruppe Studierender an der Goethe-Universität gegründet, um die Anwendung der klinisch-wissenschaftlichen Medizin und deren Lehre mit Hilfe der Methoden der Evidenzbasierten Medizin zu verbessern. Aus den mittlerweile 21 freiwilligen zunächst studentischen Kursen in Evidenzbasierter Medizin sind deutschlandweit die ersten verpflichtenden Seminare in Evidenzbasierter Medizin entstanden. Aufgrund des Einsatzes neuer Lehrmethoden von Beginn an und der kontinuierlichen Verbesserung des Seminars sind sowohl formative als auch summative Evaluationen sehr gut. Die im Rahmen der Lehrforschung erhobenen Evaluationsdaten konnten hochrangig publiziert werden. ...
This article presents new directions of literary and media memory studies. It distinguishes between (1) the study of "traumatic pasts", i.e. representations of war and violence in literature and other media, (2) diachronic and intermedial approaches to "literary afterlives" and (3) recent insights into the inherent transculturality of memory and their consequences for literary and media studies. Keywords: cultural memory studies, literature and memory, media and memory, transcultural memory
Climate change research is increasingly focusing on the dynamics among species, ecosystems and climates. Better data about the historical behaviours of these dynamics are urgently needed. Such data are already available from ecology, archaeology, palaeontology and geology, but their integration into climate change research is hampered by differences in their temporal and geographical scales. One productive way to unite data across scales is the study of functional morphological traits, which can form a common denominator for studying interactions between species and climate across taxa, across ecosystems, across space and through time—an approach we call ‘ecometrics’. The sampling methods that have become established in palaeontology to standardize over different scales can be synthesized with tools from community ecology and climate change biology to improve our understanding of the dynamics among species, ecosystems, climates and earth systems over time. Developing these approaches into an integrative climate change biology will help enrich our understanding of the changes our modern world is undergoing.
The influence of dispersal limitation on species ranges remains controversial. Considering the dramatic impacts of the last glaciation in Europe, species might not have tracked climate changes through time and, as a consequence, their present-day ranges might be in disequilibrium with current climate. For 1016 European plant species, we assessed the relative importance of current climate and limited postglacial migration in determining species ranges using regression modelling and explanatory variables representing climate, and a novel species-specific hind-casting-based measure of accessibility to postglacial colonization. Climate was important for all species, while postglacial colonization also constrained the ranges of more than 50 per cent of the species. On average, climate explained five times more variation in species ranges than accessibility, but accessibility was the strongest determinant for one-sixth of the species. Accessibility was particularly important for species with limited long-distance dispersal ability, with southern glacial ranges, seed plants compared with ferns, and small-range species in southern Europe. In addition, accessibility explained one-third of the variation in species' disequilibrium with climate as measured by the realized/potential range size ratio computed with niche modelling. In conclusion, we show that although climate is the dominant broad-scale determinant of European plant species ranges, constrained dispersal plays an important supplementary role.
Measuring confidence and uncertainty during the financial crisis: evidence from the CFS survey
(2011)
The CFS survey covers individual situations of banks and other companies of the financial sector during the financial crisis. This provides a rare possibility to analyze appraisals, expectations and forecast errors of the core sector of the recent turmoil. Following standard ways of aggregating individual survey data, we first present and introduce the CFS survey by comparing CFS indicators of confidence and predicted confidence to ifo and ZEW indicators. The major contribution is the analysis of several indicators of uncertainty. In addition to well established concepts, we introduce innovative measures based on the skewness of forecast errors and on the share of ‘no response’ replies. Results show that uncertainty indicators fit quite well with pattern of real and financial time series of the time period 2007 to 2010. Business Sentiment , Financial Crisis , Survey Indicator , Uncertainty CFS working paper series, 2010, 18. Revised Version July 2011
I investigate the effect of transparency on the borrowing costs of Emerging Markets Economies. Transparency is measured by whether or not the countries publish the IMF Article IV Staff report and the Reports on the Observance of Standards and Codes (ROSC). Using difference-in-difference estimation, I study the effect on the sovereign credit spreads for 18 Emerging Market Economies over the period 1999-2007. I show that the effect of publishing the Article IV reports is negligible while publishing the ROSC matters, leading to a reduction in the spreads of over 15% in the samples 1999-2006 and 1999-2007. JEL Classification: F33, F34, G15 Keywords: Sovereign Bond Markets, Transparency, Emerging Market Economies
Für das Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (GSI), in Darmstadt, wurde ein neuer RFQ zur Beschleunigung schwerer Ionen für den Hochladungsinjektor (HLI) entwickelt. Dieser RFQ hat den bereits vorhandenen ersetzt und soll, für die Anpassung des HLI an die neue 28 GHz-ECR-Ionenquelle, den Duty-cycle von 25 % auf 100 % erhöhen, um superschwere Ionen zu erzeugen und die Experimente mit schweren Ionen zu versorgen. Der RFQ hat die Aufgabe schwere, hochgeladene Ionen von 4 keV/u auf 300 keV/u zu beschleunigen. Wichtige Eigenschaften sind ein hoher Strahlstrom, eine hohe Strahl-Transmission, eine kleine Strahlemittanz und eine geringe transversale Emittanzzunahme. Die Erhöhung der Injektionsenergie von 2,5 keV/u auf 4 keV/u ermöglicht eine Verkleinerung des Konvergenzwinkels. Der Aufbau des 4-Rod-RFQs für den HLI ist Thema der vorliegenden Arbeit. Die Auslegung des HLI-RFQs bezieht sich auf ein festgelegtes max. Masse zu Ladungsverhältnis von A/q = 6, bei einer Betriebsfrequenz von 108,408 MHz. Die Ionen sollen bei einem Strahlstrom von 5 mA von 4 keV/u auf 300 keV/u beschleunigt werden. Durch die spezielle teilchendynamische Auslegung konnte die Länge des Tanks von vorher 3 m auf jetzt 2 m verkürzt werden. Dies begünstigt den CW-Betrieb der Struktur. Durch den CW-Betrieb hat man eine hohe Leistungsaufnahme, dies erfordert eine besondere teilchendynamische und hochfrequenztechnische Auslegung der RFQ-Struktur und eine effiziente Kühlung. Zur Simulation der Hochfrequenzeigenschaften wurde ein Modell des RFQ mit dem Programm Microwave Studio (MWS) erstellt. Die Simulationen ergaben einen nur 2 m langen RFQ mit sehr hoher Transmission > 95%. Nach den entsprechenden Simulationsrechnungen bezüglich der Teilchendynamik und der Hochfrequenzeigenschaften wurde der RFQ aufgebaut. Der zeitaufwändige Aufbau lässt sich in drei Abschnitte einteilen. Die Elektroden wurden präzise ausgemessen. Danach wurden Stützen, Elektroden und Tuningplatten an der Bodenplatte montiert und in den Tank eingesetzt. Im Tank wurden die Elektroden justiert, die zuerst außerhalb vermessen wurden. Die korrekte Position der Elektroden zur Referenzfläche wurde berechnet und mit Hilfe eines Faro-Gage im Tank eingemessen. Die maximale Abweichung der Elektrodenposition konnte auf 0,03 mm reduziert werden. Nach der mechanischen Einrichtung folgte die HF-Anpassung des Resonators. Durch das Erhöhen der Tuningplattenpositionen zwischen den Stützen konnte die Resonanzfrequenz von 90,8 MHz auf 108,4 MHz erhöht werden. Als nächstes wurde die Spannungsverteilung im Tank gemessen und mit Hilfe der Tuningplatten konnte sie so eingestellt werden, dass die maximale Abweichung zur mittleren Elektrodenspannung bei nur ± 2% liegt. Zur weiteren Hochfrequenzabstimmung wurde die Wirkung zweier Tauchkolben mit einem Durchmesser von 75 mm untersucht. Die Tauchkolben ermöglichen eine Anpassung der Frequenz im Bereich von 1,4 MHz. Sie sollen die möglichen Frequenzverschiebungen durch beispielsweise thermische Effekte, auf Grund des HF-Betriebs, regulieren. Für die Hochfrequenzabstimmung wurde eine Ankoppelschleife gefertigt und angepasst. Die Güte des Resonators betrug Q0 = 3100, bei einem RP-Wert RP = 100 kΩm, d.h. die zur Versorgung stehende HF-Leistung (50 kW im CW-Betrieb) reicht aus. An der GSI wurde nach dem Transport eine Kontrolle der Elektroden vorgenommen, danach wurde der RFQ erst einzeln, danach als komplette HLI Einheit getestet. Dazu wurden verschiedene Pulsmessungen und Emittanzmessungen mit Argon 7+ und Argon 8+ durchgeführt. Bei der ersten Strahlinbetriebnahme wurden die Transmission, die Ionenenergie und die Emittanz mit verschiedenen Ionen gemessen. Die ersten Tests des HLI-RFQ waren sehr vielversprechend. In den Tests war zu sehen, dass die vorgenommenen Arbeiten, wie Justage und HF-Abstimmung der Resonanzstruktur, erfolgreich waren. Danach wurde der Strahlbetrieb mit Calcium, bei einer Leistung von 50 kW, durchgeführt. Die gemessene Transmission bei einer Spannung von 43 kV lag bei 70 %. Im Mai 2010 gab es eine 14Stickstoff2+ -Strahlzeit mit einer gepulsten Leistung von N = 90 kW. Danach wurde Anpassungstests mit verschiedenen Schwerionen durchgeführt. Im November 2010 wurden neue Tuningplatten mit einer besseren Stützenkontaktierung sowie einer besseren Kühlung eingebaut. Die Elektroden wurden nach diesen Maßnahmen auf ± 0,04 mm einjustiert. Die Flatness liegt bei ± 2,1 %, die Güte beträgt Q0 = 3300. Der RFQ wurde in die Beamline eingebaut und geht im Januar 2011 in Betrieb.
2.1. Background & purpose The recent introduction of new technical innovations such as CT perfusion (CTP) and dual energy CT (DECT) increases the diagnostic abilities of CT for imaging of the head and neck (H&N). The aim of this work was to evaluate the role of CTP and DECT in head and neck imaging. The first part tests whether CTP can differentiate between malignant H&N tumors and surrounding muscle, and discusses the impact of arterial input selection and tumor region of interest (ROI) on CTP of H&N cancer. The second part of the study evaluates radiation dose and image quality of DECT of the H&N. Finally the use of DE derived weighted averaging to improve lesion delineation and image quality is discussed. 2.2. Patients and methods CT perfusion Retrospective analysis of CTP was done for a total number of 55 cases of H&N tumors. Perfusion parameters were calculated for 33 cases of squamous cell carcinoma (SCC) and compared to those of muscles. CTP parameters of 50 cases of H&N tumors calculated using different arterial input functions were compared. CTP was calculated for 28 SCC cases using the single dynamic CT section that shows maximal tumor dimension compared to using average values obtained from all tumor-containing dynamic CT sections. Dual energy CT of head and neck This prospective part of the study was further divided into 2 parts. In the first part 32 consecutive patients underwent DECT of the H&N and were compared to a standard single energy CT (SE) control group. Radiation doses were compared. Weighted-average images from raw data of the 2 DE tubes (weighting factor 0.3 from 80 kVp and 0.7 from 140 KVp) were compared to SE images. Image noise was compared at 5 anatomic levels. Two blinded readers compared subjective overall image quality on a 5-point grading scale. In the second part 35 proved SCC cases underwent DECT of the neck. Pure 140 kVp and 80 kVp image datasets as well as weighted-average images from raw data of the 2 DE tubes at weighting factors 0.3, 0.6, 0.8 (30%, 60% and 80% from 80 kVp raw data respectively) were reconstructed. Objective image noise, contrast to noise ratio (CNR) and subjective image quality were compared between the 5 image datasets. Results CT perfusion Tumor perfusion parameters were significantly higher than those of muscle (p <0.05). Significant high correlation with no significant differences between the means (p >0.05) were observed between perfusion parameters obtained using internal carotid artery (ICA) versus external carotid artery (ECA) and ipsilateral versus contralateral ICA. High correlation was observed between perfusion parameters calculated using one section with maximal tumor dimension and the average of multiple sections. Differences between the means were non significant, p values>0.05. The 95% limits of agreement between repeated measurements using average of multiple sections were slightly narrower for blood volume and permeability than those of repeated measurements using one section. Dual energy CT of head and neck CTDIvol was 12% lower with DE than SECT (p<0.0001). There were no significant differences in objective noise between DECT and SECT at any of the anatomic levels (p >0.05). There were no significant differences between DE- and SECT in attenuation measurements, all p values >0.05. No significant differences in subjective image quality scores were observed between DE- and SECT at any of the 5 anatomic levels (p >0.05). At weighting factor 0.6 the lesion CNR was significantly higher than at weighting factor 0.3 and at pure 140 kVp image dataset (p< 0.0001); while non significantly lower than at weighting factor 0.8 and pure 80 kVp (p=1.00). The 0.6 weighting factor was rated the best at subjective image quality and lesion delineation. 2.4. Conclusion In conclusion; this study demonstrated the ability of CTP to differentiate SCC from surrounding muscle tissue. The choice of arterial input selection has no significant impact on quantitative CTP of H&N tumors. CTP of SCC calculated from one section with maximal tumor dimensions and the average values from multiple sections are not significantly different. The second part of the study showed that DE scanning can be routinely used for H&N imaging; preserving high diagnostic image quality even when the radiation dose was lowered by 12%. Average weighting of DE raw data, with a weighting factor 0.6, results in significant improvement in both tumor delineation and image quality.
Das Ziel der vorliegenden Dissertationsarbeit ist die durchflusszytometrische Bestimmung Cytomegalievirus-spezifisch aktivierbarer CD4+T-Lymphozyten bei Patienten nach Lungentransplantation. Virusinfekte, insbesondere mit dem Cytomegalievirus (CMV), sind häufige Komplikationen nach Lungentransplantation. Bei Untersuchungen zu knochenmark-, leber-und nierentransplantierten Patienten konnte gezeigt werden, dass eine enge Korrelation zwischen der virusspezifischen, zellvermittelten T-Zellreaktion und der viralen Replikation besteht [Sesters, M. et. al., 2001 Transplantation 71, 1287-1294]. Zur Klärung der Frage, inwieweit ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer CMVInfektion und dem Anteil CD4+ T-Zellen mit de-novo-Synthese von Interferon-γ (INF-γ) und CD69 bei Patienten nach einer Lungentransplantation existiert, wurde bei n=22 Patienten nach Lungentransplantation während 12 Monate der Anteil [%] virusspezifisch aktivierbarer CD4+ Lymphozyten mit de-novo-Synthese von INF-γ und CD69 gemessen. Dazu wurde peripheres venöses Blut mit CMV-KBR-Antigen inkubiert und der Anteil virusspezifisch stimulierbarer CD4+ Lymphozyten durchflusszytrometrisch quantifiziert. Bei n=7 CMV-positiven Patienten ohne akuten CMV-Infekt während des Beobachtungszeitraums (kein Nachweis von CMV-DNA und CMV-pp65) reagierten 6,13 % (median; Spannweite: 0,86-45,15%) der CD4+ T-Lymphozyten auf die Simulation mit dem Virusantigen mit einer de-novo-Synthese von INF-γ und CD69. Im Vergleich dazu zeigte sich bei n=5 CMV-positiven Patienten mit akuter CMV-Infektion im Beobachtungszeitraum ein deutlich verringerter Anteil CD4+ T-Zellen mit de-novo-Synthese von INF-γ und CD69 (0,99%; 0,01-3,20%). CMV-negative Patienten (n=10) wiesen im Vergleich zu den CMV-positiven Patienten mit und ohne CMV-Infekt im Untersuchungszeitraum einen geringeren Anteil CD4+ T-Zellen mit de-novo-Synthese von INF-γ und CD 69 (0,04%; 0,02-0,41%) auf. Bei der durchflusszytometrischen Bestimmung spezifisch aktivierbarer CD4+ T-Lymphozyten im peripheren Blut lungentransplantierter Patienten konnte ein Zusammenhang zwischen dem Anteil der virusspezifisch aktivierbaren T-Zellen und der viralen Replikation gezeigt werden. Die Methode ermöglicht eine Eingrenzung von Risikopatienten im Hinblick auf eine CMVReaktivation und kann das bestehende CMV-Monitoring sinnvoll ergänzen. Die gewonnenen Ergebnisse können Ausgangspunkt für weitere Studien zu virusspezifisch aktivierbaren T-Lymphozyten bei lungentransplantierten Patienten sein.
Ziel der vorliegenden experimentellen Untersuchung war die Erfassung und vergleichende Beurteilung der mechanischen Belastbarkeit sowie des Frakturverhaltens von karbonfaserverstärkten, keramischen und palladiumfreien Wurzelstiftsystemen. Des Weiteren galt es, die Ergebnisse im Vergleich zum Permador®-Stift, dessen Bewährung in einer vorangegangenen klinischen Untersuchung nachgewiesen wurde, und zu wurzelgefüllten Zähnen zu überprüfen. Gegenstand der Untersuchung waren der palladiumhaltige Permador®-Stift, die palladiumfreien Stiftaufbausysteme AF1, ER® Pt-IR, die keramischen Stifte Cerapost®, Celay® Alumina und Celay® Zirkonia sowie der Karbonfaserstift Composipost®. Als Kontrollgruppe dienten wurzelgefüllte, nicht stiftversorgte Wurzeln. Um die Streuung der Messwerte, die durch die individuell unterschiedliche Dimensionierung und Morphologie von extrahierten natürlichen Frontzähnen beeinflusst werden, zu minimieren, fanden künstliche Zähne aus dem lichthärtenden BisGMAKomposit Estilux hybrid VS posterior (Heraeus Kulzer, Wehrheim/Ts.), Verwendung. Dessen Elastizitätsmodul beträgt nach Aushärtung 19.000 MPa und entspricht somit dem Wert des natürlichen Dentins. Die Herstellung der Wurzeln, Aufbauten und Kronen fand mit sogenannten Modeln statt, wodurch die Herstellung identischer Prüfkörper gewährleistet wurde. Als Aufbaumaterial fand für die metallischen Stiftsysteme ein Phantom-Metall, für das Cerapost®- und Composipost®-System ein Komposit und für die kopiergefrästen Systeme Celay® Alumina und Celay® Zirkonia-Keramik Verwendung. Sämtliche Stiftverankerungen wurden, nach Konditionierung mit dem Rocatec®-Verfahren, mit Panavia® 21 in den Wurzeln zementiert. Im Anschluss erfolgte die Zementierung standardisierter Kronen aus Phantommetall auf allen Wurzeln. Die zyklische Wechselbelastung (1,2x106 Zyklen; 1,4 Hz und 30 N) wurde im Willytec-Kausimulator Version 3.1. (Fa. Willytec, München) vorgenommen. Die Simulation der Wurzelhaut für die Wechsel- und die Bruchbelastung wurde durch Einbettung der Wurzeln in einem Elastomer (Permadyne® Garant; Espe, Seefeld) vorgenommen. In einer Universal-Prüfmaschine (Zwicki 1120; Zwick, Ulm) (Vorschubgeschwindigkeit 0,5 mm/min) wurden die Versuchszähne palatinal, 2 Millimeter unterhalb der Inzisalkante, unter einem Winkel von 135° bis zum Bruch der Wurzel belastet. Hinsichtlich der Bruchlast ergaben die Medianwerte folgende Resultate: Metallstifte: Permador®: 475,4 N; AF1: 444,7 N; ER Pt-Ir: 422,4 N. Der KRUSKAL-WALLIS-Test mit BONFERRONI-Korrektur (p ≤ 0,05) zeigte keine signifikanten Unterschiede zwischen diesen drei Stiftsystemen einerseits und der Kontrollgruppe andererseits. Für die keramischen Stifte wurden 432,2 N [Celay® Alumina], 488,8 N [Celay® Zirkonia] bzw. 416,4 N [Cerapost®] und für den Karbonfaserstift [Composipost®] 515,7 N ermittelt. Bei der Kontrollgruppe trat eine Bruchlast von 363,4 N auf. Bezüglich der Bruchlastwerte lagen unter Berücksichtigung des BONFERRONI-Tests bei der statistischen Datenanalyse zwischen dem kopiergefrästen Keramikstiftaufbau Celay® Zirkonia aus zirkoniumoxidverstärkten Al2O3 einerseits bzw. dem Karbonfaserstift Composipost® und der Kontrollgruppe andererseits signifikante Unterschiede vor (p ≤ 0,05). Die ermittelten Distanzen zwischen Kraftangriffspunkt und den oberen Bruchspaltenden ergaben Medianwerte von 8,0 mm bis 11,1 mm auf der vestibulären Seite und 7,6 mm bis 14,7 mm auf der palatinalen Seite der Wurzeloberfläche. Bezüglich der Distanzen der Frakturverläufe lagen unter Berücksichtigung des BONFERRONI-Tests bei der statistischen Datenanalyse nur palatinal zwischen dem Cerapost®-Stift einerseits und dem Celay® Alumina-Stift und der Kontrollgruppe andererseits signifikante Unterschiede vor. Die vorliegende Studie zeigt, dass hinsichtlich der Bruchlastwerte nach dynamischer Belastung der Karbonfaserstift Composipost® und, bei hohen ästhetischen Ansprüchen, der kopiergefräste Keramikstift Celay® Zirkonia als interessante Alternative zum klinisch bewährten Permador®-Stift zu sehen sind. Des Weiteren zeigt die Untersuchung, dass sich die Verwendung palladiumfreier Stiftsysteme nicht nachteilig auf das Bruchverhalten nach dynamischer Belastung auswirkt.
This study comprises a survey on ecology, morphology and taxonomy of parasitic fungi infecting Pteridophytes and Orchidaceae found by the author on several field trips to Western Panama as part of the project plant parasitic micro-fungi of Western Panama (ppMP). In Panama, approximately 9500 species of vascular plants are found. Of these, Orchidaceae are with ca. 1150 (ca. 12%) species by far the most speciose family. The Pteridophytes in Panama comprise ca. 940 species in 31 families. Most fungal pathogens on Orchidaceae in tropical regions were described from plants in culture or from material intercepted at borders by plant quarantine services and not from their natural habitats. Therefore, little is known about distribution and ecology of these pathogens in their natural range. The author determined and classified several hundred Orchidaceae-species and Pteridophytes at the sites selected in the context of the project. This work facilitated the identification of many host plants (at least to genus-level) even in sterile condition in the field. About 65 species of Pucciniales are known to infest Orchidaceae and ca. 38% of them are described from tropical America. All available types of Pucciniales on Orchidaceae in tropical America were studied and compared with 91 specimens of rust fungi on orchids collected by the author in Panama. Several hundred additional specimens housed in the BPI, almost all intercepted from plant quarantine services, were used for comparison. As result of this work, it is suggested to combine Uromyces stenorrhynchi Henn. to Sphenospora and, as this is the oldest epithet, to synonymize S. kevorkianii Linder, S. mera Cumm. and S. saphena Cumm. with it. Further, it could be demonstrated that Uredo aurantiaca Montemartini, U. cyrtopodii Syd. & P. Syd., U. epidendri Henn., U. guacae Mayor, U. gynandrearum Corda, U. lynchii (Berk.) Plowr., U. neopustulata Cumm. (≡U. pustulata Henn.), U. nigropuncta Henn., U. oncidii Henn., U. ornithidii F. Kern., Cif. & Thurst., and presumably U. scabies Cke., are anamorphs of this variable species. U. gynandrearum is the oldest anamorph-name for all these taxa. Therefore, it can be established that this rust infects more than 80 species of Orchidaceae in three subfamilies. In total, the anamorph of this species was collected by the author on 17 different species of Orchidaceae in Panama which, apart from one species, are all new hosts to science. The molecular data obtained by the author confirm this view, although more data, especially from material from the whole range of distribution of U. gynandrearum, are necessary. Puccinia spiranthicola Cumm. was found to be a synonym of P. cinnamomea Diet. & Holw. and was found by the author on three different Orchidaceae in two subfamilies. Uredo pleurothallidis Keissl. is now considered a synonym of U. wittmackiana Henn. and the latter as the anamorph of Puccinia oncidii Cumm. In the anamorph genus Uredo, a new species was found infecting at least five different species of Sobralia and Elleanthus (Sobraliinae) at different localities. Molecular data indicate it to be related to the currently polyphyletic Phakopsoraceae. For the rusts with suprastomatal sori on Orchidaceae, now separated from Hemileia and placed in the genus Desmosorus (nom. inval.), the current concept with only one taxon is rejected and the establishment of three subspecies is suggested. The complicated taxonomy is discussed and makes it necessary to validate the genus-name and make a new combination. Another Hemileia-anamorph species was found by the author and is considered to be new to science. This is the first species of this alliance in America on Orchidaceae. Molecular data obtained by the author confirm the separation of Desmosorus from Hemileia and the position of the new species. For rusts on Pteridophytes, a new species of Milesia, (teleomorph: Milesina) and a new anamorphic species of Uredinopsis was found, both on hosts hitherto not known. In Calidion, the presumable anamorph-genus of Uncol, the species C. cf. cenicafeae Salazar & Buriticá was found on several new hosts. Further, the teleomorph was found. Morphologically, this teleomorph did not agree with the description of Uncol by the author of the genus, although the anamorph characteristics left no doubt that it is Calidion. Apparently, the description of Uncol is inadequate, but cannot be improved, as the type is unavailable. Molecular data obtained by the author show this species to be closest to Desmosorus. For Uredo superficialis Speg., the anamorph of Desmella, nine new hosts in eight different fern families were found by the author and the collaborators of the ppMP-project. Ecological data indicate that this species includes different host specific races, which, however could not be distinguished morphologically. For all these rusts, a thorough discussion of the ecology in their habitats is given. In total, 21 LSU rDNA sequences from 6 different rust species on Orchidaceae and Pteridophytes were obtained and analyzed with the Maximum Parsimony and Minimum Evolution method. Here, the position of several groups could be confirmed, and some anamorphs could be assigned to different teleomorphic relationships. Within the Ascomycota and their anamorphs, several hitherto unknown species and species not known from these hosts or not known from Panama were found and analyzed. On Orchidaceae, the following fungi belonging to the Ascomycota are described, illustrated and discussed: In the Phyllachorales, a hitherto not known Phyllachora sp. was found on Oncidium warszewiczii Rchb. f. and was compared with the other species of this order currently known from Orchidaceae. In the Asterinaceae s. l. Lembosia cf. epidendri Meir. Silva & O. R. Pereia was found on Maxillaria crassifolia (Lindl.) Rchb. f., which is a new host and new host alliance for this fungus hitherto only known from Brazil. The fungus is described and compared with all species of Asterinaceae currently known on Orchidaceae. In the Meliolaceae, Meliola orchidacearum Cif. was found on Camaridium biolleyi (Schltr.) Schltr. and an Epidendrum sp. which are new hosts and new host alliances of this fungus which was hitherto only known from the Caribbean Islands. It is described, illustrated and compared with the type. In the Glomerellaceae, Glomerella cingulata and its anamorph Colletotrichum gloeosporioides were found on several hosts. The species is illustrated, described and compared with data from literature. In the anamorphic Mycosphaerellaceae, Pseudocercospora odontoglossii (Prill. & Delacr.) U. Braun, a species currently only known from culture, was found on the new host Pleurothallis imraei Lindl. It is illustrated, described and compared with data from literature. On ferns, the following other fungi are described, illustrated and discussed: A conspicuous undescribed form of Polycyclus was found by the author on Elaphoglossum ciliatum (C. Presl.) T. Moore (Dryopteridaceae) and Serpocaulon loriceum (L.) A. R. Sm. (Polypodiaceae). A conspectus of Parmulariaceae infecting ferns is given and demonstrated that Polycyclina should be synonymized under Polycyclus. Summing up, it can be assessed, especially for the Pucciniales, that the most speciose plant family in Panama carries remarkable few species of specific parasites, and that many of them seem to be distributed over a wide range of species which often are not closely related. One reason amongst others seems to be that parasites need a minimum density of host plants in a habitat to survive. As orchid species often occur with only few (and often small) individual plants at a given locality, the probability for a specific pathogen to infect a plant gets too low, hence high diversity by low abundance of hosts might be an impediment for specific pathogens. In this case, unspecific parasites, or such which are infecting larger alliances, are in advantage. Other reasons could be specific traits of orchids, like succulence and mycotrophy which might hamper fungal infections.
Forty two samples of the Late Eocene Kiliran oil shale, Central Sumatra Basin, Indonesia were collected from a 102 m long drill core. The oil shale core represents the deposition time of about 240.000 years. Palynofacies and geochemical analyses have been carried out to reconstruct the paleoenvironmental conditions and paleoecology during deposition of the oil shale. Amorphous organic matter (AOM) is very abundant (>76%). B. braunii palynomorphs are present (3-16%) as the only autochtonous structured organic matter and generally more abundant in the middle part of the profile. The stable carbon isotopic composition of bulk organic matter (13C) varies from -27.0 to -30.5‰ and is generally more depleted in the middle part of the profile. The ratio of total organic carbon to sulfur (TOC/S), used as salinity indicator, ranges from 2.5 to 15.8 and shows variations along the profile. Slightly less saline environments are observed in the middle part of the profile. Fungal remains are generally present only in this part with a distinct peak of abundance. The presence of fungal remains is regarded as an indication for a relatively warmer climate during deposition of the middle part of the profile. The warmer climate is thought to influence the establishment of a thermocline, limiting the supply of recycled nutrients to epilimnion. Consequently, the primary productivity in the Kiliran lake decreased during deposition of the middle part of the profile as indicated by the relatively depleted 13C values and the blooming of B. braunii. The chemocline was also shoaling during the deposition according to the higher abundance of total isorenieratane and its derivatives originated from green sulfur bacteria dwelling in the photic zone euxinia. The warmer climate is also thought to influence the slightly decrease of water salinity during deposition of the middle part of the profile. The occurrence of B. braunii in Kiliran lake is also recognized from organic geochemical data. The distribution of n-alkanes is characterized by the unusual high amount of C27 n-alkane relative to the other long-chain n-alkanes. The concentrations of C27 n-alkane vary from 30.1 to 393.7 μg/g TOC and are generally in parallel with the abundances of B. braunii palynomorphs along the profile. The 13C values of this compound are about -31‰ and up to 2‰ enriched relative to those of the adjacent long-chain n-alkanes. B. braunii race A can thus be regarded as the significant biological source of the C27 n-alkane. Lower amounts of lycopane are observed in many oil shale samples (0 to 54.7 μg/g TOC). The 13C value of this compound is 17.2‰. This strong enrichment of 13C suggests that the lycopane was derived from B. braunii race L. The concentrations of lycopane develop generally in opposite with those of C27 μalkane. It is likely that both B. braunii races bloomed in alternation in the lake, probably due to changes on specific water chemistry. Norneohop-13(18)-ene and neohop-13(18)-ene derived from methanotrophic bacteria are the dominant hopanoid hydrocarbons. The sum of their concentrations varies from 40.6 to 360.0 μg/g TOC. The 13C of these compounds are extremely depleted (-45.2 to -50.2‰). The occurrence of abundant bacteria including methanotrophic bacteria was responsible for the recycling of carbon below the chemocline of the lake. The effect of the recycling of carbon is observed by the presence of a concomitant depletion (about 7-9‰) in 13C of some specific biomarkers derived from organisms dwelling in the whole phototrophic zone. 4-Methylsterane and 4-methyldiasterene homologues occur in the oil shale as the predominant biomarkers. The sum of the concentrations of all homologues are about 40.3-1,009.2 μg/g TOC with generally higher values in the uppermost and lower parts of the profile. Calcium (Ca) accounts as the predominant element in the oil shale, ranging from 5.0 to 16.7%. This element shows generally parallel variation with the 4-methylsterane and 4-methyldiasterene homologues along the profile. This suggests that these compounds were derived from biological sources favoring more alkaline and more trophic environments. On the other hand, these compounds were less abundant in the middle part of the profile which is consistent with less alkaline and less trophic environments promoting B. braunii to bloom. Alternation between Dinoflagellates and B. braunii in ancient lacustrine environments due to water chemistry changes have been known from previous studies. In the present case, distinct alternation between B. braunii abundances and concentrations of 4-methylsterane and 4-methyldiasterene homologues along the studied oil shale profile suggest a hypothesis that these compounds were derived from freshwater Dinoflagellates although dinosterane is not present in the sediment extracts. Water alkalinity and trophic level changes were most likely responsible for the alternation of Dinoflagellates and B. braunii blooming.
Die Chemokinrezeptoren CXCR3 und CXCR4 sowie deren spezifische Liganden, CXCL9, -10 und -11 bzw. CXCL12, sind in bedeutender Weise an den pathologischen Prozessen der Th1-/Th17-vermittelten (Typ1- und Typ17-T-Helferzelle) Autoimmunerkrankungen beteiligt. Die dabei auftretenden chronischen Entzündungen sind gekennzeichnet durch eine massive Infiltration von Th1-Gedächtniszellen. Ergebnisse sowohl von tierexperimentellen Studien als auch von in vitro Experimenten weisen deutlich auf eine spezifische Wechselwirkung zwischen den proentzündlichen CXCR3- und dem homöostatischen CXCR4-Liganden hin. Weiterführenden Ergebnisse zu der molekularen Wechselwirkung von CXCR3 und -4 wurden jedoch bislang nicht veröffentlicht. Die Untersuchungen dieser Dissertation konzentrierten sich auf die Kooperation der beiden Chemokinrezeptoren in murinen Th1-Gedächtniszellen. Dabei sollte insbesondere der potentielle Einfluss dieser Interaktion auf die einzelnen Teilprozesse der Extravasation der T-Lymphozyten in vitro analysiert werden. Eingesetzt wurden hierfür statische Chemotaxis- und dynamische Flusskammerexperimente, die zum einen sensitiv genug und zum anderen für einen hohen Probendurchsatz geeignet sein mussten. Die verwendeten Techniken wurden dazu im Rahmen der Dissertation etabliert und validiert. Zunächst musste die Präzision des statischen Migrationssytems mit einer hohen Standardabweichung von durchschnittlich ± 40% deutlich verbessert werden. Ein Wechsel auf ein Kammersystem der Firma Corning verringerte die Abweichung auf ± 25%, und sogar auf ± 9,9% bei einer optimierten Auswertung mittels Durchflusszytometrie. Als weitere Methode wurde ein dynamisches Flusskammersystem mit automatischer Videoanalyse zur Bestimmung der Geschwindigkeit von Zellen etabliert. Zur Validierung der neu entwickelten Analysesoftware Imagoquant® wurden identische Filmaufnahmen von Flusskammerexperimenten hinsichtlich Zellrollen und Zellgeschwindigkeit ausgewertet und mit den Ergebnissen von zwei etablierten Methoden, der Handzählung und einem halbautomatischen Tracking-Programm, verglichen. In der gesamten Validierung stimmten die Berechnungen von Imagoquant® mit Ergebnissen der verschiedenen Auswertemethoden qualitativ überein, wobei die Filme um ein Vielfaches (16- bzw. 20-fach) schneller analysiert werden konnten als mit den bisher verwendeten Methoden. Somit konnte erfolgreich eine computergestützte Analysemethode validiert und etabliert werden, die schnell und benutzerunabhängig arbeitet und folglich objektive Daten im Hochdurchsatz generiert. Die Untersuchungen in den statischen und dynamischen Migrationssystemen ergaben, dass die Stimulation von Th1-Zellen mit CXCL9 zu einer heterologen Desensitivierung verschiedener CXCL12-vermittelter Effekte führt. In statischen Migrationsexperimenten wurde sowohl durch eine synchrone als auch eine sequentielle Stimulation mit CXCL9 eine CXCL12-vermittelte Chemotaxis signifikant vermindert. Der auftretende Effekt war dabei lang anhaltend und konnte noch bei einer Stimulationsdauer von 20 h beobachtet werden, ohne an Intensität zu verlieren. Weitere funktionelle Experimente erfolgten in dynamischen Flusskammerexperimenten, um die desensitivierende Wirkung von CXCL9 auf CXCL12-abhängige Interaktionen der Adhäsionskaskade von Th1-Zellen zu untersuchen. In mit E-Selektin und ICAM-1 Fc-Chimära) beschichteten Flusskammern führte immobilisiertes CXCL12 zu vermehrtem integrinabhängigen Rollen, welches durch eine Vorinkubation der Th1-Zellen mit CXCL9 reduziert wurde. In Flusskammern mit murinen Endothelzellen bewirkte immobilisiertes CXCL12 eine rasche integrinabhängige Adhäsion der Zellen und verkürzte dadurch deren Rollphase signifikant. Eine Vorbehandlung der Zellen mit CXCL9 verminderte dagegen die CXCL12-vermittelte Adhäsion und führte damit zu längeren Rollphasen. Deutliche Effekte zeigte CXCL12 bezüglich einer gesteigerten intravasalen und transendothelialen Migrationsrate von T-Lymphozyten, die durch eine Vorstimulation mit CXCL9 aufgehoben wurden. Um die beteiligten Mechanismen dieser Desensitivierung zu entschlüsseln, wurde die Oberflächenexpression von CXCR3 und CXCR4 in dem Th1-Zellklon durchflusszytometrisch analysiert. Dabei zeigte sich, dass eine Stimulation mit CXCL9 neben der ligandenspezifischen Internalisierung von CXCR3 auch eine Kreuzregulation der CXCR4-Oberflächenexpression bewirkte. Im Weiteren wurde die Phosphorylierung bekannter Signalmoleküle der CXCR4-Signalwege analysiert. Eine Vorbehandlung der Zellen mit CXCL9 desensitivierte die CXCL12-induzierte Phosphorylierung von Akt signifikant und führte zu einer zeitlichen Modulation des Signals. Ferner verzögerte eine Vorbehandlung der Th1-Zellen mit CXCL9 das CXCL12-induzierte Calciumsignal erheblich, während dabei eine 3,5-fach höhere maximale Ca2+-Konzentration gemessen wurde. Ein abgeleiteter Mechanismus der CXCL9-abhängigen Desensitivierung von CXCR4-Signalwegen beeinflusst insbesondere die Signaltransduktion über den T-Zellrezeptor und dadurch auch die Regulation von Rac1. Des Weiteren führt CXCL9 zur Gi- oder ZAP-70-vermittelten Aktivierung der PKC, welche darauffolgend den CXCR4-Rezeptor phosphoryliert und damit zu dessen Internalisierung führt. Die in vitro beobachtete Desensitivierung verschiedener CXCL12/CXCR4-vermittelter Effekte durch CXCL9 wirkt potentiell in der in vivo Situation von Autoimmunerkrankungen auf unterschiedliche Weise proinflammatorisch. Zum einen wird die Mobilisierung von Th1-Zellen aus CXCL12 exprimierenden peripheren Gewebe gefördert und gleichzeitig verhindert, dass Th1-Zellen in nicht entzündetes peripheres Gewebe rekrutiert werden. Zum anderen wird im Entzündungsgebiet die Affinität der Th1-Zellen zu den CXCL12-exprimierenden Endothelzellen verringert und die Migration in tieferliegende Gebiete der Entzündung begünstigt. Ferner vermindern CXCR3-Liganden auch antiinflammatorische Effekte des CXCL12s, wie z.B. die Polarisierung der Th1-Zellen in regulatorische T-Zellen.
Introduction: Evidence from a number of open-label, uncontrolled studies has suggested that rituximab may benefit patients with autoimmune diseases who are refractory to standard-of-care. The objective of this study was to evaluate the safety and clinical outcomes of rituximab in several standard-of-care-refractory autoimmune diseases (within rheumatology, nephrology, dermatology and neurology) other than rheumatoid arthritis or non-Hodgkin's lymphoma in a real-life clinical setting.
Methods: Patients who received rituximab having shown an inadequate response to standard-of-care had their safety and clinical outcomes data retrospectively analysed as part of the German Registry of Autoimmune Diseases. The main outcome measures were safety and clinical response, as judged at the discretion of the investigators.
Results: A total of 370 patients (299 patient-years) with various autoimmune diseases (23.0% with systemic lupus erythematosus, 15.7% antineutrophil cytoplasmic antibody-associated granulomatous vasculitides, 15.1% multiple sclerosis and 10.0% pemphigus) from 42 centres received a mean dose of 2,440 mg of rituximab over a median (range) of 194 (180 to 1,407) days. The overall rate of serious infections was 5.3 per 100 patient-years during rituximab therapy. Opportunistic infections were infrequent across the whole study population, and mostly occurred in patients with systemic lupus erythematosus. There were 11 deaths (3.0% of patients) after rituximab treatment (mean 11.6 months after first infusion, range 0.8 to 31.3 months), with most of the deaths caused by infections. Overall (n = 293), 13.3% of patients showed no response, 45.1% showed a partial response and 41.6% showed a complete response. Responses were also reflected by reduced use of glucocorticoids and various immunosuppressives during rituximab therapy and follow-up compared with before rituximab. Rituximab generally had a positive effect on patient well-being (physician's visual analogue scale; mean improvement from baseline of 12.1 mm).
Conclusions: Data from this registry indicate that rituximab is a commonly employed, well-tolerated therapy with potential beneficial effects in standard of care-refractory autoimmune diseases, and support the results from other open-label, uncontrolled studies.
Background: The zinc finger transcription factor Egr-1 (Early growth response 1) is central to several growth factors and represents an important activator of target genes not only involved in physiological processes like embryogenesis and neonatal development, but also in a variety of pathophysiological processes, for example atherosclerosis or cancer. Current options to investigate its transcription and activation in vivo are end-point measurements that do not provide insights into dynamic changes in the living organism. Results: We developed a transgenic mouse (Egr-1-luc) in which the luciferase reporter gene is under the control of the murine Egr-1 promoter providing a versatile tool to study the time course of Egr-1 activation in vivo. In neonatal mice, bioluminescence imaging revealed a high Egr-1 promoter activity reaching basal levels three weeks after birth with activity at snout, ears and paws. Using a model of partial hepatectomy we could show that Egr-1 promoter activity and Egr-1 mRNA levels were increased in the regenerating liver. In a model of wound healing, we demonstrated that Egr-1 promoter activity was upregulated at the site of injury. Conclusion: Taken together, we have developed a transgenic mouse model that allows real time in vivo imaging of the Egr-1 promoter activity. The ability to monitor and quantify Egr-1 activity in the living organism may facilitate a better understanding of Egr-1 function in vivo. Additional File 1: BLI of adult Egr-1-luc mice with opened body cavity. Transgenic Egr-1-luc mice (one month old) received 6 mg luciferin in 100 μl PBS by intraperitoneal injection. Ten minutes thereafter the animal was killed by cervical dislocation, the body cavity opened immediately, skin from the ventral side partially removed and BLI measurement was carried out (10 min signal collection, setting 'high resolution'). A representative animal is shown with similar amplification setting as in Figure 2A.
Background: Factors and processes shaping the population structure and spatial distribution of genetic diversity across a species' distribution range are important in determining the range limits. We comprehensively analysed the influence of recurrent and historic factors and processes on the population genetic structure, mating system and the distribution of genetic variability of the pulmonate freshwater snail Radix balthica. This analysis was based on microsatellite variation and mitochondrial haplotypes using Generalised Linear Statistical Modelling in a Model Selection framework. Results: Populations of R. balthica were found throughout North-Western Europe with range margins marked either by dispersal barriers or the presence of other Radix taxa. Overall, the population structure was characterised by distance independent passive dispersal mainly along a Southwest-Northeast axis, the absence of isolation-by-distance together with rather isolated and genetically depauperated populations compared to the variation present in the entire species due to strong local drift. A recent, climate driven range expansion explained most of the variance in genetic variation, reducing at least temporarily the genetic variability in this area. Other factors such as geographic marginality and dispersal barriers play only a minor role. Conclusions: To our knowledge, such a population structure has rarely been reported before. It might nevertheless be typical for passively dispersed, patchily distributed taxa (e.g. freshwater invertebrates). The strong local drift implied in such a structure is expected to erode genetic variation at both neutral and coding loci and thus probably diminish evolutionary potential. This study shows that the analysis of multiple factors is crucial for the inference of the processes shaping the distribution of genetic variation throughout species ranges. Additional files Additional file 1: Distribution of Radix taxa. Spatial distribution of the Radix MOTU as defined in Pfenninger et al. 2006 plus an additional, newly discovered taxon. This map is the basis for the inference of the species range of R. balthica. Additional file 2: Sampling site table and spatial distribution of diversity indices, selfing estimates and inferred population bottlenecks for R. balthica. Table of sampling site code, geographical position in decimal degrees latitude and longitude, number of individuals analysed with microsatellites (Nnuc), expected heterozygosity (HE) and standard deviation across loci, mean rarefied number of alleles per microsatellite locus (A) and their standard deviation, number of individuals analysed for mitochondrial variation (Nmt), rarefied number of mitochondrial COI haplotypes (Hmt), number of individuals measured for body size (Nsize). Figures A1 - A3 show a graphical representation of the spatial distribution of He, Hmt and, s, respectively. Additional file 3: Assessment of environmental marginality. PCA (principle component analysis) on 35 climatic parameters for the period from 1960 - 2000 from publicly availableWorldClim data. Additional file 4: Inference of a recent climate driven range expansion in R. balthica. Analysis of the freshwater benthos long term monitoring data of the Swedish national monitoring databases at the Swedish University of Agricultural Sciences SLU with canonical correspondence analysis.
Background: Asthma is increasing worldwide and results from a complex immunological interaction between genetic susceptibility and environmental factors. Autovaccination with E. coli induces a strong TH-1 immune response, thus offering an option for the treatment of allergic diseases. Methods: Prospective open trial on safety, tolerability, and impact on allergic inflammation of an autologous E.coli autovaccine in intermittent or mild persistent house dust mite asthma. Determination of exhaled nitric monoxide (eNO) before and after bronchial mite challenge initially and after nine months of autovaccination. Results: Median eNO increase after autovaccination was significantly smaller (from 27.3 to 33.8 ppb; p=0.334) compared to initial values (from 32.6 to 42.2 ppb; p=0.046) (p=0.034). In nine subjects and a total of 306 injections, we observed 101 episodes of local erythema (33.3%; median of maximal diameter 2.5 cm), 95 episodes of local swelling (31.1%; median of maximal diameter 3 cm), and 27 episodes of local pain (8.8%). Four subjects reported itching at the injection site with a total of 30 episodes (9.8%). We observed no serious adverse events. All organ functions (inclusive electrocardiogramm) and laboratory testing of the blood (clinical chemistry, hematology) and the urine (screening test, B-microglobuline) were within normal limits. Vital signs undulated within the physiological variability. Conclusion: The administration of autologous autovacine for the treatment of house dust mite asthma resulted in a reduction of the eNO increase upon bronchial mite challenge. In nine subjects and 306 injections, only a few mild local reactions and no systemic severe adverse events were observed. EudraCT Nr. 2005-005534-12 ClinicalTrials.gov ID NCT00677209
Background: Care management programmes are an effective approach to care for high risk patients with complex care needs resulting from multiple co-occurring medical and non-medical conditions. These patients are likely to be hospitalized for a potentially "avoidable" cause. Nurse-led care management programmes for high risk elderly patients showed promising results. Care management programmes based on health care assistants (HCAs) targeting adult patients with a high risk of hospitalisation may be an innovative approach to deliver cost-efficient intensified care to patients most in need. Methods: PraCMan is a cluster randomized controlled trial with primary care practices as unit of randomisation. The study evaluates a complex primary care practice-based care management of patients at high risk for future hospitalizations. Eligible patients either suffer from type 2 diabetes mellitus, chronic obstructive pulmonary disease, chronic heart failure or any combination. Patients with a high likelihood of hospitalization within the following 12 months (based on insurance data) will be included in the trial. During 12 months of intervention patients of the care management group receive comprehensive assessment of medical and non-medical needs and resources as well as regular structured monitoring of symptoms. Assessment and monitoring will be performed by trained HCAs from the participating practices. Additionally, patients will receive written information, symptom diaries, action plans and a medication plan to improve self-management capabilities. This intervention is addition to usual care. Patients from the control group receive usual care. Primary outcome is the number of all-cause hospitalizations at 12 months follow-up, assessed by insurance claims data. Secondary outcomes are health-related quality of life (SF12, EQ5D), quality of chronic illness care (PACIC), health care utilisation and costs, medication adherence (MARS), depression status and severity (PHQ-9), self-management capabilities and clinical parameters. Data collection will be performed at baseline, 12 and 24 months (12 months post-intervention). Discussion: Practice-based care management for high risk individuals involving trained HCAs appears to be a promising approach to face the needs of an aging population with increasing care demands. Trial registration: Current Controlled Trials ISRCTN56104508
Background: The automation of objectively selecting amino acid residue ranges for structure superpositions is important for meaningful and consistent protein structure analyses. So far there is no widely-used standard for choosing these residue ranges for experimentally determined protein structures, where the manual selection of residue ranges or the use of suboptimal criteria remain commonplace. Results: We present an automated and objective method for finding amino acid residue ranges for the superposition and analysis of protein structures, in particular for structure bundles resulting from NMR structure calculations. The method is implemented in an algorithm, CYRANGE, that yields, without protein-specific parameter adjustment, appropriate residue ranges in most commonly occurring situations, including low-precision structure bundles, multi-domain proteins, symmetric multimers, and protein complexes. Residue ranges are chosen to comprise as many residues of a protein domain that increasing their number would lead to a steep rise in the RMSD value. Residue ranges are determined by first clustering residues into domains based on the distance variance matrix, and then refining for each domain the initial choice of residues by excluding residues one by one until the relative decrease of the RMSD value becomes insignificant. A penalty for the opening of gaps favours contiguous residue ranges in order to obtain a result that is as simple as possible, but not simpler. Results are given for a set of 37 proteins and compared with those of commonly used protein structure validation packages. We also provide residue ranges for 6351 NMR structures in the Protein Data Bank. Conclusions: The CYRANGE method is capable of automatically determining residue ranges for the superposition of protein structure bundles for a large variety of protein structures. The method correctly identifies ordered regions. Global structure superpositions based on the CYRANGE residue ranges allow a clear presentation of the structure, and unnecessary small gaps within the selected ranges are absent. In the majority of cases, the residue ranges from CYRANGE contain fewer gaps and cover considerably larger parts of the sequence than those from other methods without significantly increasing the RMSD values. CYRANGE thus provides an objective and automatic method for standardizing the choice of residue ranges for the superposition of protein structures. Additional files Additional file 1: Dependence of Q on the order parameter rank. The quantity Qi is plotted against the order parameter rank i for 9 different protein structure bundles. Additional file 2: Dependence of P on the clustering stage. The quantity Pi is plotted against the clustering stage i for 9 different protein structure bundles. Additional file 3: Dependence of CYRANGE results on the minimal cluster size parameter my. The sequence coverage (red) and RMSD (blue) of the residue ranges determined by CYRANGE were plotted as a function of my for 9 different protein structure bundles. The dotted vertical line indicates the default value, my = 8. Where CYRANGE found two domains, the RMSD values of the individual domains are shown in light and dark blue. Additional file 4: Dependence of CYRANGE results on the domain boundary extension parameter m. See Additional File 3 for details. Additional file 5: Dependence of CYRANGE results on the minimal gap width g. See Additional File 3 for details. Additional file 6: Dependence of CYRANGE results on the relative RMSD decrease parameter delta. See Additional File 3 for details. Additional file 7: Dependence of CYRANGE results on the absolute RMSD decrease parameter delta abs. See Additional File 3 for details. Additional file 8: Dependence of CYRANGE results on the gap penalty parameter gamma. See Additional File 3 for details. Additional file 9: Correlation between the sequence coverage from CYRANGE, FindCore and PSVS, and the GDT total score, GDT_TS. Each data point represents a protein shown in Figures 3 and 4. The coverage is the percentage of amino acid residues included in the residue ranges found by the different methods. The GDT_TS value is defined by GDT_TS = (P1 + P2 + P4 + P8)/4, where Pd is the fraction of residues that can be superimposed under a distance cutoff of d Å. Additional file 10: Correlation between the RMSD value for the residue ranges from CYRANGE, FindCore and PSVS, and the GDT total score, GDT_TS. Each data point represents one protein domain. See Additional File 9 for details.
Background: Dispersal rates, i.e. the effective number of dispersing individuals per unit time, are the product of dispersal capacity, i.e. a species physiological potential for dispersal, dispersal behaviour, i.e. the decision to leave a habitat patch in favour of another, and connectivity of occupied habitat. Dispersal of species that are highly specialised to a certain habitat is thus strongly limited by habitat availability. Additionally, species inhabiting very stable environments may adopt a sedentary life-style. Both factors should lead to strong genetic differentiation in highly specialised species inhabiting stable environments. These two factors apply to our model species Rhyacophila pubescens a highly specialised freshwater insect that occurs in tufa springs, a very stable habitat. Results: We examined the genetic population structure and phylogeography using range-wide mtCOI sequence and AFLP data from 333 individuals of R. pubescens. We inferred the location of Pleistocene refugia and postglacial colonisation routes of R. pubescens, and examined ongoing local differentiation. Our results indicate intraregional differentiation with a high number of locally endemic haplotypes, that we attributed to habitat specificity and low dispersal rates of R. pubescens. We observed high levels of genetic diversity south of the Alps and genetic impoverishment north of the Alps. Estimates of migrants placed the refugium and the source of the colonisation in the Dauphine Alps (SW Alps). Conclusions: This is the first example of an aquatic insect with a colonisation route along the western margin of the Alps to the Central European highlands. The study also shows that specialisation to a stable environment may have promoted a behavioural shift to decreased dispersal rates, leading to stronger local population differentiation than in less specialised aquatic insects. Alternatively, the occurrence of highly specialised tufa spring habitats may have been more widespread in the past, leading to range regression and fragmentation among present day R. pubescens populations.
Island ist Ehrengast der Frankfurter Buchmesse 2011: eine willkommene Gelegenheit für das kleine Land, seinen riesigen Literaturschatz zu präsentieren. Der glänzt gegenwärtig mit Perlen wie den Romanen des Björk-Texters Sjón. Bedeutender noch ist aber wohl Islands einzigartige volkssprachliche Literatur im Mittelalter: mit Gattungen wie Edda, Saga und Skaldendichtung der wichtigste isländische Beitrag zur Weltliteratur. Bis zum heutigen Tag entfalten gerade die Isländersagas und die eddischen Texte ihre Wirkung weit über Island hinaus. Die altisländische Überlieferung und ihr Nachleben in der Neuzeit sind seit Langem Gegenstand der Forschung am Institut für Skandinavistik. Eines der größten Projekte, die Island mit deutschen Partnern eigens für den Gastlandauftritt vorbereitet, wird von Prof. Dr. Julia Zernack wissenschaftlich mitbetreut: die deutsche Neuübersetzung einer breiten Auswahl von Isländersagas, die in einer fünfbändigen Ausgabe im S. Fischer Verlag erscheinen wird.
Der Neuzeit-Historiker Markus Friedrich erhielt im Mai den Heinz Maier-Leibnitz-Preis, den wichtigsten deutschen Wissenschaftspreis für Nachwuchswissenschaftler. Der 36-Jährige, der 2010 seine Habilitation abgeschlossen hat und seit 2005 am Historischen Seminar der Universität Frankfurt forscht und lehrt, vertritt zurzeit eine Professur für Neuere Geschichte und Frühe Neuzeit an der Rostocker Universität. Mit Friedrich bekamen fünf weitere junge Wissenschaftler den jeweils mit 16.000 Euro dotierten Preis, für den insgesamt 145 Kandidaten aus allen Fachgebieten vorgeschlagen worden waren.
Einen neuen molekularen Signalweg, der an der Steuerung der Immunantwort und an Entzündungen beteiligt ist, hat ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Federführung der Goethe-Universität entdeckt. Durch einen interdisziplinären Zugang konnten die Forscher biochemische, strukturelle und genetische Beweise für die bedeutende Rolle eines neuen Typs von Ubiquitin-Ketten finden.
Nach vier Jahren intensiver Forschung hat die Gruppe von Dr. Mika Ruonala die molekularen Auswirkungen eines seltenen Gendefekts soweit aufgeklärt, dass ein umfangreiches Screening nach geeigneten Medikamenten beginnen kann. Zusammen mit der Harvard Medical School in Boston, USA, sucht er unter den bereits zugelassenen Wirkstoffen nach einer Therapie für eine bislang unheilbare Krankheit.
Krank durch zu wenig Bewegung : Erkrankungen wie Adipositas, Diabetes mellitus Typ II, Hypertonie, degenerative Gelenkerkrankungen, Osteoporose oder Rückenschmerzen sind unter anderem die Folge eines bewegungsarmen Lebensstils. Die Weltgesundheitsorganisation WHO schätzt die daraus folgenden Todesfälle auf jährlich etwa eine Million in der Europäischen Union. Das Robert Koch-Institut hat errechnet, dass in Deutschland mehr als 6500 Herz-Kreislauf-Todesfälle pro Jahr vermieden würden, wenn lediglich die Hälfte der körperlich inaktiven Männer im Alter von 40 bis 69 Jahren gemäßigten körperlichen Aktivitäten nachginge. Empfohlen wird ein wöchentlicher Umfang von mindestens 150Minuten moderater Bewegung. Dies entspricht beispielsweise zügigen Spaziergängen, Fahrradfahren oder vergleichbaren Belastungen, die das Herz-Kreislauf-System und die Atemfunktion anregen.
Bei gesunden Menschen verläuft die Infektion mit Bartonella henselae als vergleichsweise harmlose "Katzenkratzkrankheit". Erst mit Beginn der AIDS-Pandemie zeigte sich, dass das Bakterium bei immungeschwächten Patienten auch die pathologische Neubildung von Blutgefäßen auslösen kann. Diese Pathogenitätsstrategie unterscheidet die Spezies der Bartonellen von allen anderen bakteriellen Infektionserregern des Menschen. Für Mikrobiologen ist Bartonella henselae deshalb ein interessanter Modellorganismus, weil Blutgefäßwachstum in erster Linie eine Domäne der Tumorforschung ist.
Wer seine sportliche Leistung verbessern will, muss die Anforderungen beim Training kontinuierlich steigern. Das wusste schon Milon von Kroton, einer der berühmtesten Athleten der Antike. Der einstmals schwächliche Knabe begann sein Krafttraining, indem er ein neugeborenes Kalb um den Hof seiner Eltern trug. Der Legende nach fuhr er damit fort, bis das Kalb zum Stier herangewachsen war. Heutzutage bewegen sich Spitzenathleten auf einem schmalen Grat zwischen hochwirksamem Trainingsreiz und Überlastung. Die diagnostischen Methoden der Sportwissenschaft und Sportmedizin helfen ihnen, ihre Trainingsbelastungen optimal zu steuern.
"Eigentlich ist es nichts Besonderes – und genau das ist gut so!" : Nordic Walking in der Onkologie
(2011)
Existenzgründung mit dem Goethe-Unibator : Der Goethe-Unibator wurde 2006 von Prof. Dr. Roberto V. Zicari und Prof. Martin Natter gegründet, um Studierenden, wissenschaftlichen Mitarbeitern und Alumni bei der Unternehmensgründung zu helfen. Das Dienstleistungsangebot des Goethe-Unibators begleitet die Unternehmer von der kreativen Ideenfindung über die Analyse und kritische Prüfung des Vorhabens bis zum optimierten Businessplan und der Marktreife. Hierfür stellt das Existenzgründungsnetzwerk Büroräume und technische Infrastruktur zur Verfügung, vor allem aber fachliche Unterstützung. Neben dem qualifizierten Team des Goethe-Unibators stehen den Gründern Professoren als Mentoren über den gesamten Förderzeitraum zur Seite. Zudem steht das umfangreiche und fachübergreifende Expertennetzwerk zur Verfügung. Das Netzwerk besteht aus Professoren der Universität Frankfurt und anderer Hochschulen sowie Experten aus der nationalen und internationalen Wirtschaft und Gründerszene.
"Mir doch egal, ob das jetzt gerecht ist. Hauptsache, ich habe meinen Vorteil!" Wann hätte je ein Politiker, Wirtschaftslenker oder Vertreter einer Interessengruppe so argumentiert? Jeder sagt stattdessen: "Wenn wir unsere Ziele durchsetzen, dann geht es unterm Strich auch in der gesamten Gesellschaft gerechter zu." So begründen beispielsweise alle, die sich an der Diskussion über die Reform des Sozialstaats beteiligen, ihre gegensätzlichen Positionen – etwa zum sogenannten Existenzminimum – mit dem Verweis auf Gebote der Gerechtigkeit, je nach Couleur auch verbunden mit der Forderung, dass sich Leistung (wieder) lohnen müsse.
Background: Natural history museums receive a rapidly growing number of requests for tissue samples from preserved specimens for DNA-based studies. Traditionally, dried vertebrate specimens were treated with arsenic because of its toxicity and insect-repellent effect. Arsenic has negative effects on in vivo DNA repair enzymes and consequently may inhibit PCR performance. In bird collections, foot pad samples are often requested since the feet were not regularly treated with arsenic and because they are assumed to provide substantial amounts of DNA. However, the actual influence of arsenic on DNA analyses has never been tested. Findings: PCR success of both foot pad and body skin samples was significantly lower in arsenic-treated samples. In general, foot pads performed better than body skin samples. Moreover, PCR success depends on collection date in which younger samples yielded better results. While the addition of arsenic solution to the PCR mixture had a clear negative effect on PCR performance after the threshold of 5.4 μg/μl, such high doses of arsenic are highly unlikely to occur in dried zoological specimens. Conclusions: While lower PCR success in older samples might be due to age effects and/or DNA damage through arsenic treatment, our results show no inhibiting effect on DNA polymerase. We assume that DNA degradation proceeds more rapidly in thin tissue layers with low cell numbers that are susceptible to external abiotic influences. In contrast, in thicker parts of a specimen, such as foot pads, the outermost horny skin may act as an additional barrier. Since foot pads often performed better than body skin samples, the intention to preserve morphologically important structures of a specimen still conflicts with the aim to obtain optimal PCR success. Thus, body skin samples from recently collected specimens should be considered as alternative sources of DNA.
Background: Until recently, read lengths on the Solexa/Illumina system were too short to reliably assemble transcriptomes without a reference sequence, especially for non-model organisms. However, with read lengths up to 100 nucleotides available in the current version, an assembly without reference genome should be possible. For this study we created an EST data set for the common pond snail Radix balthica by Illumina sequencing of a normalized transcriptome. Performance of three different short read assemblers was compared with respect to: the number of contigs, their length, depth of coverage, their quality in various BLAST searches and the alignment to mitochondrial genes. Results: A single sequencing run of a normalized RNA pool resulted in 16,923,850 paired end reads with median read length of 61 bases. The assemblies generated by VELVET, OASES, and SeqMan NGEN differed in the total number of contigs, contig length, the number and quality of gene hits obtained by BLAST searches against various databases, and contig performance in the mt genome comparison. While VELVET produced the highest overall number of contigs, a large fraction of these were of small size (< 200bp), and gave redundant hits in BLAST searches and the mt genome alignment. The best overall contig performance resulted from the NGEN assembly. It produced the second largest number of contigs, which on average were comparable to the OASES contigs but gave the highest number of gene hits in two out of four BLAST searches against different reference databases. A subsequent meta-assembly of the four contig sets resulted in larger contigs, less redundancy and a higher number of BLAST hits. Conclusion: Our results document the first de novo transcriptome assembly of a non-model species using Illumina sequencing data. We show that de novo transcriptome assembly using this approach yields results useful for downstream applications, in particular if a meta-assembly of contig sets is used to increase contig quality. These results highlight the ongoing need for improvements in assembly methodology. Keywords: next generation sequencing; short read assembly; Mollusca
Background: The ventral midbrain contains a diverse array of neurons, including dopaminergic neurons of the ventral tegmental area (VTA) and substantia nigra (SN) and neurons of the red nucleus (RN). Dopaminergic and RN neurons have been shown to arise from ventral mesencephalic precursors that express Sonic Hedgehog (Shh). However, Shh expression, which is initially confined to the mesencephalic ventral midline, expands laterally and is then downregulated in the ventral midline. In contrast, expression of the Hedgehog target gene Gli1 initiates in the ventral midline prior to Shh expression, but after the onset of Shh expression it is expressed in precursors lateral to Shh-positive cells. Given these dynamic gene expression patterns, Shh and Gli1 expression could delineate different progenitor populations at distinct embryonic time points. Results: We employed genetic inducible fate mapping (GIFM) to investigate whether precursors that express Shh (Shh-GIFM) or transduce Shh signaling (Gli1-GIFM) at different time points give rise to different ventral midbrain cell types. We find that precursors restricted to the ventral midline are labeled at embryonic day (E)7.5 with Gli1-GIFM, and with Shh-GIFM at E8.5. These precursors give rise to all subtypes of midbrain dopaminergic neurons and the anterior RN. A broader domain of progenitors that includes the ventral midline is marked with Gli1-GIFM at E8.5 and with Shh-GIFM at E9.5; these fate-mapped cells also contribute to all midbrain dopaminergic subtypes and to the entire RN. In contrast, a lateral progenitor domain that is labeled with Gli1-GIFM at E9.5 and with Shh-GIFM at E11.5 has a markedly reduced potential to give rise to the RN and to SN dopaminergic neurons, and preferentially gives rise to the ventral-medial VTA. In addition, cells derived from Shh- and Gli1-expressing progenitors located outside of the ventral midline give rise to astrocytes. Conclusions: We define a ventral midbrain precursor map based on the timing of Gli1 and Shh expression, and suggest that the diversity of midbrain dopaminergic neurons is at least partially determined during their precursor stage when their medial-lateral position, differential gene expression and the time when they leave the ventricular zone influence their fate decisions.
Background: Parkinson's disease (PD) is a slowly progressive neurodegenerative disorder which affects widespread areas of the brainstem, basal ganglia and cerebral cortex. A number of proteins are known to accumulate in parkinsonian brains including ubiquitin and alpha-synuclein. Prion diseases are sporadic, genetic or infectious disorders with various clinical and histopathological features caused by prion proteins as infectious proteinaceous particles transmitting a misfolded protein configuration through brain tissue. The most important form is Creutzfeldt-Jakob disease which is associated with a self-propagating pathological precursor form of the prion protein that is physiologically widely distributed in the central nervous system. Discussion: It has recently been found that alpha-synuclein may behave similarly to the prion precursor and propagate between cells. The post-mortem proof of alpha-synuclein containing Lewy bodies in embryonic dopamine cells transplants in PD patient suggests that the misfolded protein might be transmitted from the diseased host to donor neurons reminiscent of prion behavior. The involvement of the basal ganglia and brainstem in the degenerative process are other congruencies between Parkinson's and Creutzfeldt-Jakob disease. However, a number of issues advise caution before categorizing Parkinson's disease as a prion disorder, because clinical appearance, brain imaging, cerebrospinal fluid and neuropathological findings exhibit fundamental differences between both disease entities. Most of all, infectiousness, a crucial hallmark of prion diseases, has never been observed in PD so far. Moreover, the cellular propagation of the prion protein has not been clearly defined and it is, therefore, difficult to assess the molecular similarities between the two disease entities. Summary: At the current state of knowledge, the molecular pathways of transmissible pathogenic proteins are not yet fully understood. Their exact involvement in the pathophysiology of prion disorders and neurodegenerative diseases has to be further investigated in order to elucidate a possible overlap between both disease categories that are currently regarded as distinct entities.
Poster presentation from Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2011 Stockholm, Sweden. 23-28 July 2011. In statistical spike train analysis, stochastic point process models usually assume stationarity, in particular that the underlying spike train shows a constant firing rate (e.g. [1]). However, such models can lead to misinterpretation of the associated tests if the assumption of rate stationarity is not met (e.g. [2]). Therefore, the analysis of nonstationary data requires that rate changes can be located as precisely as possible. However, present statistical methods focus on rejecting the null hypothesis of stationarity without explicitly locating the change point(s) (e.g. [3]). We propose a test for stationarity of a given spike train that can also be used to estimate the change points in the firing rate. Assuming a Poisson process with piecewise constant firing rate, we propose a Step-Filter-Test (SFT) which can work simultaneously in different time scales, accounting for the high variety of firing patterns in experimental spike trains. Formally, we compare the numbers N1=N1(t,h) and N2=N2(t,h) of spikes in the time intervals (t-h,t] and (h,t+h]. By varying t within a fine time lattice and simultaneously varying the interval length h, we obtain a multivariate statistic D(h,t):=(N1-N2)/V(N1+N2), for which we prove asymptotic multivariate normality under homogeneity. From this a practical, graphical device to spot changes of the firing rate is constructed. Our graphical representation of D(h,t) (Figure 1A) visualizes the changes in the firing rate. For the statistical test, a threshold K is chosen such that under homogeneity, |D(h,t)|<K holds for all investigated h and t with probability 0.95. This threshold can indicate potential change points in order to estimate the inhomogeneous rate profile (Figure 1B). The SFT is applied to a sample data set of spontaneous single unit activity recorded from the substantia nigra of anesthetized mice. In this data set, multiple rate changes are identified which agree closely with visual inspection. In contrast to approaches choosing one fixed kernel width [4], our method has advantages in the flexibility of h.
Poster presentation from Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2011 Stockholm, Sweden. 23-28 July 2011. One of the central questions in neuroscience is how neural activity is organized across different spatial and temporal scales. As larger populations oscillate and synchronize at lower frequencies and smaller ensembles are active at higher frequencies, a cross-frequency coupling would facilitate flexible coordination of neural activity simultaneously in time and space. Although various experiments have revealed amplitude-to-amplitude and phase-to-phase coupling, the most common and most celebrated result is that the phase of the lower frequency component modulates the amplitude of the higher frequency component. Over the recent 5 years the amount of experimental works finding such phase-amplitude coupling in LFP, ECoG, EEG and MEG has been tremendous (summarized in [1]). We suggest that although the mechanism of cross-frequency-coupling (CFC) is theoretically very tempting, the current analysis methods might overestimate any physiological CFC actually evident in the signals of LFP, ECoG, EEG and MEG. In particular, we point out three conceptual problems in assessing the components and their correlations of a time series. Although we focus on phase-amplitude coupling, most of our argument is relevant for any type of coupling. 1) The first conceptual problem is related to isolating physiological frequency components of the recorded signal. The key point is to notice that there are many different mathematical representations for a time series but the physical interpretation we make out of them is dependent on the choice of the components to be analyzed. In particular, when one isolates the components by Fourier-representation based filtering, it is the width of the filtering bands what defines what we consider as our components and how their power or group phase change in time. We will discuss clear cut examples where the interpretation of the existence of CFC depends on the width of the filtering process. 2) A second problem deals with the origin of spectral correlations as detected by current cross-frequency analysis. It is known that non-stationarities are associated with spectral correlations in the Fourier space. Therefore, there are two possibilities regarding the interpretation of any observed CFC. One scenario is that basic neuronal mechanisms indeed generate an interaction across different time scales (or frequencies) resulting in processes with non-stationary features. The other and problematic possibility is that unspecific non-stationarities can also be associated with spectral correlations which in turn will be detected by cross frequency measures even if physiologically there is no causal interaction between the frequencies. 3) We discuss on the role of non-linearities as generators of cross frequency interactions. As an example we performed a phase-amplitude coupling analysis of two nonlinearly related signals: atmospheric noise and the square of it (Figure 1) observing an enhancement of phase-amplitude coupling in the second signal while no pattern is observed in the first. Finally, we discuss some minimal conditions need to be tested to solve some of the ambiguities here noted. In summary, we simply want to point out that finding a significant cross frequency pattern does not always have to imply that there indeed is physiological cross frequency interaction in the brain.
Poster presentation from Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2011 Stockholm, Sweden. 23-28 July 2011. To truly appreciate the myriad of events which relate synaptic function and vesicle dynamics, simulations should be done in a spatially realistic environment. This holds true in particular in order to explain the rather astonishing motor patterns presented here which we observed within in vivo recordings which underlie peristaltic contractions at a well characterized synapse, the neuromuscular junction (NMJ) of the Drosophila larva. To this end, we have employed a reductionist approach and generated three dimensional models of single presynaptic boutons at the Drosophila larval NMJ. Vesicle dynamics are described by diffusion-like partial differential equations which are solved numerically on unstructured grids using the uG platform. In our model we varied parameters such as bouton-size, vesicle output probability (Po), stimulation frequency and number of synapses, to observe how altering these parameters effected bouton function. Hence we demonstrate that the morphologic and physiologic specialization maybe a convergent evolutionary adaptation to regulate the trade off between sustained, low output, and short term, high output, synaptic signals. There seems to be a biologically meaningful explanation for the co-existence of the two different bouton types as previously observed at the NMJ (characterized especially by the relation between size and Po),the assigning of two different tasks with respect to short- and long-time behaviour could allow for an optimized interplay of different synapse types. As a side product, we demonstrate how advanced methods from numerical mathematics could help in future to resolve also other difficult experimental neurobiological issues.
Poster presentation from Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2011 Stockholm, Sweden. 23-28 July 2011. Parallel multiunit recordings from V1 in anesthetized cat were collected during the presentation of random sequences of drifting sinusoidal gratings at 12 fixed orientations while gamma oscillations were present. In agreement with the seminal work [1], most units were orientation selective to varying degrees and synchronization was evident in spike train crosscorrelograms computed between units with similar preferred orientations, particularly during the presentation of optimal stimuli. Interestingly, a subset of units, which we refer to as synchronization hubs, were additionally found to synchronize with units having differing preferred orientations which was consistent with a previous study [2]. Moreover, oscillatory patterning in spike train autocorrelograms was also found to be strongest in units denoted as synchronization hubs, and synchronization hubs also tended to have narrower tuning curves relative to other units. We used simplified computational models of small networks of V1 neurons to demonstrate that neurons subject to a sufficiently strong level of inhibitory input can function as synchronization hubs. Neurons were endowed either with integrate-and-fire or conductance-based dynamics and each neuron received a combination of excitatory (AMPA) synaptic inputs that were Poisson-distributed and inhibitory (GABA) inputs that were coherent at a gamma-frequency range. If the strength of rhythmic inhibition was increased for a subset of neurons in the network, and excitation was increased simultaneously to maintain a fixed firing rate, then these neurons produced stronger oscillatory patterning in their discharge probabilities. The oscillations in turn synchronized these neurons with other neurons in the network. Importantly, the strength of synchronization increased with neurons of differing orientation preferences even though no direct synaptic coupling existed between the hubs and the other neurons. Enhanced levels of inhibition account for the emergence of synchronization hubs in the following way: Inhibitory inputs exhibiting a gamma rhythm determine a time window within which a cell is likely to discharge. Increased levels of inhibition narrow down this window further simultaneously leading to (i) even stronger oscillatory patterning of the neuron's activity and (ii) enhanced synchronization with other neurons. This enables synchronization even between cells with differing orientation preferences. Additionally, the same increased levels of inhibition may be responsible for the narrow tuning curves of hub neurons. In conclusion, synchronization hubs may be the cells that interact most strongly with the network of inhibitory interneurons during gamma oscillations in primary visual cortex.
Poster presentation from Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2011 Stockholm, Sweden. 23-28 July 2011. Background: Oscillatory activity in high-beta and gamma bands (20-80Hz) is known to play an important role in cortical processing being linked to cognitive processes and behavior. Beta/gamma oscillations are thought to emerge in local cortical circuits via two mechanisms: the interaction between excitatory principal cells and inhibitory interneurons – the pyramidal-interneuron gamma (PING) [1], and in networks of coupled inhibitory interneurons under tonic excitation – the interneuronal gamma (ING) [2]. Experimental evidence underlines the important role of inhibitory interneurons and especially of the fast spiking (FS) interneurons [3,4]. We show in simulation that an important property of FS neurons, namely the membrane resonance (frequency preference), represents an additional mechanism – the resonance induced gamma (RING), i.e. modulation of oscillatory discharge by resonance. RING promotes frequency stability and enables oscillations in purely excitatory networks. Methods: Local circuits were modeled with small world networks of 80% excitatory and 20% inhibitory neuron populations interconnected in small-world topology by realistic conductance-based synapses. Neuron populations were leaky integrate and fire (LIF) or Izhikevich resonator (RES) neurons. We also tested networks of purely inhibitory and purely excitatory RES neurons. Networks were stimulated with miniature postsynaptic potentials (MINIs) [5] and with low frequency sinusoidal (0.5 Hz) input that mimics the effect of gratings passing trough the visual field. The activity was calibrated to match recordings from cat visual cortex (firing rate, oscillatory activity). Results: Sinusoidal input modulates network oscillation frequency. This effect is most prominent in IF excitatory and IF inhibitory (IF-IF) networks and less prominent (about 4 times) in IF-RES or RES-IF networks where frequency remains relatively stable. The most stable frequency was observed in networks of pure resonators (RES-RES, None-RES, RES-None). Interestingly, purely excitatory RES networks (RES-None) were also able to exhibit oscillations through RING. By contrast purely excitatory or inhibitory IF networks (IF-None, None-IF) were not able to express oscillations under these conditions, matching experimental parameters. Conclusions: In both PING and ING, adding membrane resonance to principal cells or inhibitory interneurons stabilizes network oscillation frequency via the RING mechanism. Notably, in networks of purely excitatory networks, where ING and PING are not defined, oscillations can emerge via the RING mechanism if membrane resonance is expressed. Thus, RING appears as a potentially important mechanism for promoting stable network oscillations.
TRENTOOL : an open source toolbox to estimate neural directed interactions with transfer entropy
(2011)
To investigate directed interactions in neural networks we often use Norbert Wiener's famous definition of observational causality. Wiener’s definition states that an improvement of the prediction of the future of a time series X from its own past by the incorporation of information from the past of a second time series Y is seen as an indication of a causal interaction from Y to X. Early implementations of Wiener's principle – such as Granger causality – modelled interacting systems by linear autoregressive processes and the interactions themselves were also assumed to be linear. However, in complex systems – such as the brain – nonlinear behaviour of its parts and nonlinear interactions between them have to be expected. In fact nonlinear power-to-power or phase-to-power interactions between frequencies are reported frequently. To cover all types of non-linear interactions in the brain, and thereby to fully chart the neural networks of interest, it is useful to implement Wiener's principle in a way that is free of a model of the interaction [1]. Indeed, it is possible to reformulate Wiener's principle based on information theoretic quantities to obtain the desired model-freeness. The resulting measure was originally formulated by Schreiber [2] and termed transfer entropy (TE). Shortly after its publication transfer entropy found applications to neurophysiological data. With the introduction of new, data efficient estimators (e.g. [3]) TE has experienced a rapid surge of interest (e.g. [4]). Applications of TE in neuroscience range from recordings in cultured neuronal populations to functional magnetic resonanace imaging (fMRI) signals. Despite widespread interest in TE, no publicly available toolbox exists that guides the user through the difficulties of this powerful technique. TRENTOOL (the TRansfer ENtropy TOOLbox) fills this gap for the neurosciences by bundling data efficient estimation algorithms with the necessary parameter estimation routines and nonparametric statistical testing procedures for comparison to surrogate data or between experimental conditions. TRENTOOL is an open source MATLAB toolbox based on the Fieldtrip data format. ...
Neue Synthesestrategien als Thema des Chemieunterrichts - Experimente zur Kombinatorischen Chemie
(2010)
In der vorliegenden Dissertation wurde die experimentelle Umsetzung der Thematik Kombinatorische Chemie für den Chemieunterricht in der Sekundarstufe II ausgearbeitet. Dazu wurden geeignete Experimente erarbeitet, die einen Einblick in die Kombinatorische Chemie und somit in die neuen Arbeitmethoden der heutigen Chemie schaffen. Mit deren Hilfe gängige Synthesemethoden wie die Split and Combine-Synthese, Teabag-Methode, Spot-Methode und Pin-Methode aufgezeigt werden können und von den Schülern selbst durchgeführt werden. Als ein vorteilhaftes Modell zum Aufzeigen der Arbeitsweise der Kombinatorischen Chemie haben sich Farbstoffe erwiesen, da sie schnell darstellbar sind und keiner aufwendigen Detektion der entstandenen Produkte bedürfen. Als erstes Farbstoffsystem wurden Azofarbstoffe ausgewählt, da sie auch im fakultativen Themenbereich „Farben“ im Chemieunterricht thematisiert werden. Die Übertragung der normalerweise in Lösung hergestellten Azofarbstoffe auf die Festphasenchemie musste zuerst eine geeignete und kostengünstige Festphase gefunden werden. Hierbei haben sich im Handel erhältliche Ionenaustauscher (Harze ohne Linker), die auch zur Wasseraufbereitung verwendet werden, als geeignet herausgestellt. Die erforderlichen Reaktionsbedingungen der Lösungsreaktionen wurden erprobt, optimiert und auf die Festphasenchemie übertragen. Eine Übertragung der Syntheseprinzipien auf drei weitere Farbstoffsysteme wie der Fluoreszenzfarbstoffe der Pyrydin- und Pyrylium-Reihe sowie der Oxidationsfarbstoffe schloß sich an. Nunmehr stehen für den schulischen Einsatz, aber auch für die Ausbildung, einfache Systeme zur Verfügung, die anhand schnell und problemlos durchzuführender Experimente einen Zugang zu unterschiedlichen Methoden der Kombinatorischen Chemie vermitteln können. Dabei bieten die Experimente Anregungen für weitere Arbeiten. Als problematisch stellte sich jedoch der Zugang zu mehrstufigen kombinatorischen Synthesen auf dem Gebiet der Farbstoffe dar. Hier stößt man mit den aus didaktischen Überlegungen sehr einfach gewählten Beispielen an eine Grenze. Ergänzend wurde die Thematik Kombinatorische Chemie mit hochbegabten Schülern der Internatsschule Schloß Hansenberg und interessierten Schülern aus dem Raum Frankfurt, die an dem Projekt Science Camp teilnahmen, erprobt und das Verständnis für diese Thematik mittels eines Fragebogens untersucht. Ein direkter Vergleich beider Schülergruppen konnte aufgrund unterschiedlicher schulischer Bildung nicht vorgenommen werden, weshalb die Auswertung lediglich erste Eindrücke vermittelt. Danach ist das bisher ausgearbeitete Konzept in Lerngruppen mit hochbegabten Schülern gut einsetzbar. Ein Vergleich mit durchschnittlich leistungsstarken Lerngruppen steht noch aus. Eine wünschenswerte Erweiterung und ein Ausbau der Thematik aus Sicht der Schulchemie sollte anorganische Systeme mit einbeziehen und Strategien der Dekonvolution.
Background: In many species males face a higher predation risk than females because males display elaborate traits that evolved under sexual selection, which may attract not only females but also predators. Females are, therefore, predicted to avoid such conspicuous males under predation risk. The present study was designed to investigate predator-induced changes of female mating preferences in Atlantic mollies (Poecilia mexicana). Males of this species show a pronounced polymorphism in body size and coloration, and females prefer large, colorful males in the absence of predators. Results: In dichotomous choice tests predator-naïve (lab-reared) females altered their initial preference for larger males in the presence of the cichlid Cichlasoma salvini, a natural predator of P. mexicana, and preferred small males instead. This effect was considerably weaker when females were confronted visually with the non-piscivorous cichlid Vieja bifasciata or the introduced non-piscivorous Nile tilapia (Oreochromis niloticus). In contrast, predator experienced (wild-caught) females did not respond to the same extent to the presence of a predator, most likely due to a learned ability to evaluate their predators' motivation to prey. Conclusions: Our study highlights that (a) predatory fish can have a profound influence on the expression of mating preferences of their prey (thus potentially affecting the strength of sexual selection), and females may alter their mate choice behavior strategically to reduce their own exposure to predators. (b) Prey species can evolve visual predator recognition mechanisms and alter their mate choice only when a natural predator is present. (c) Finally, experiential effects can play an important role, and prey species may learn to evaluate the motivational state of their predators. Keywords: Sexual selection; female choice; non-independent mate choice; predator recognition; Poecilia mexicana
Im Zuge der Arbeitsbeschaffung, der Aufrüstung und der nachfolgenden Kriegsfinanzierung stand der nationalsozialistischen Regierung ein Bündel prinzipieller Finanzierungsalternativen zur Verfügung. Bei der Finanzierung der Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen griff das Regime auf das vorhandene Instrumentarium der Vorgängerregierungen zurück. Insofern war das Prinzip der Wechselfinanzierung zur kurzfristigen Mobilisierung von Liquidität keine Innovation der NS-Regierung, sondern lediglich die Fortsetzung einer bereits praktizierten Finanzierungsmethode. In Hinblick auf die Faktoren „Ergiebigkeit“ und „zeitlicher Verfügbarkeit“ musste im Rahmen der Kriegsfinanzierung primär auf die kurzfristige Verschuldung zurückgegriffen werden. Keine andere Finanzierungsalternative hätte – unter Berücksichtigung der „Blitzkriegstrategie“ und dem damit verbundenen außerordentlichen Mittelbedarf - in solch kurzer Zeit die erforderliche Finanzkraft ohne Reibungsverluste und zeitliche Verzögerungen garantieren können. In steuerpolitischer Hinsicht schöpfte die Regierung zwar ansteigende Einkommen und Gewinne ab, doch fand die Steuergesetzgebung ihre Grenze in der gesellschaftlichen Akzeptanz sowie bei der Berücksichtigung distributionspolitischer Motive. Pläne zur weiteren Steuererhöhung oder gar zur Einführung neuer Steuern wurden zu Gunsten der Zustimmung in der Bevölkerung zur Regimepolitik verworfen. Das Primat der Fundierung kurzfristiger Kreditaufnahme wurde mit Fortdauer des Krieges aufgegeben. Die Konsolidierung der schwebenden Schulden hinkte dem Tempo des kurzfristigen staatlichen Kreditbedarfs mit Fortdauer des Krieges hinterher. Große Teile des Finanzierungsbedarfs wurden durch Enteignung und Kontribution gedeckt. Die übermäßige Beanspruchung ausländischer Volkseinkommen und – vermögen glich jedoch nur einen Teil des inländischen Geld-Gütermarkt-Ungleichgewichtes aus. Darüber hinaus waren mit der Besetzung ausländischer Territorien aber auch Kosten für die Versorgung der Bevölkerung verbunden. Selbst unter Missachtung jeglicher Humanität gegenüber der ausländischen Bevölkerung waren die Ressourcenbeiträge der besetzten Länder begrenzt. Bei der sog. „geräuschlosen Kriegsfinanzierung“ kamen verschiedene Instrumente zur Absorption überschüssiger Kaufkraft zum Einsatz. Langfristige Schuldpapiere wurden überwiegend nicht am freien Kapitalmarkt begeben, sondern direkt den Kapitalsammelstellen zugeteilt. Gesetzlich definierte Grenzen der Lohn- und Preisbildung sowie die Beschränkungen des Kapital- und Gütermarktes flankierten die Bemühungen um die Stilllegung überschüssiger Einkommen. Mit dem kriegsbedingten Ausufern des Mittelbedarfs schwand jede Rücksichtnahme auf die gesetzlichen und ökonomischen Grenzen. Die langfristige Verschuldung konnte fortan der kurzfristigen Kreditaufnahme nicht mehr folgen. Die Sparkassen stellten aufgrund ihrer Nähe zum Einzelkunden und ihres organisatorischen Aufbaues eine idealtypische Konstruktion für die Absorption von Spargeldern dar. Darüber hinaus hatten sie eine dominierende Stellung auf dem Spareinlagenmarkt.
S. leicht übererarbeitete Version der Dissertation: Das "Handbook of...", um das es in dieser Arbeit geht, wird, wenn es vollendet werden sollte, 20 Bände mit insgesamt ca. 16000 Seiten Informationen zu einer aus Anonymisierungsgründen hier nicht näher bezeichneten Bevölkerungsgruppe umfassen, die im gegenwärtigen Nordamerika als ethnische Minderheit gilt. Der komplette Titel des Handbook war länger, wird aber ebenfalls aus Gründen der Anonymisierung nicht erwähnt. Es war als eine Enzyklopädie geplant, die die bis dato gewonnenen wissenschaftlichen Kenntnisse über die Geschichte und Kultur dieser Gruppe von der frühesten Prähistorie bis zur Gegenwart mit dem Ziel zusammenfassen sollte, ein von ausgesuchten Wissenschaftlern geschriebenes enzyklopädisches Referenzwerk nicht nur für Fachleute, sondern auch für die Allgemeinheit zu schaffen (General Editor 1987). In Form einer Monographie wird dargestellt, wo und wie das Handbook produziert wurde, welche unterschiedlichen berufs- und branchenkulturellen Elemente im Redaktionsbüro zusammentrafen und welche von außen auf es einwirkten, wobei natürlich nur eine Auswahl beschrieben und keine komplette Auflistung vorgenommen werden konnte. Das "Handbook of ..." wurde Mitte der sechziger Jahre geplant, Anfang der siebziger konkret begonnen und war 1997 bei Band 10 von 20 geplanten Bänden angekommen. Im Redaktionsbüro wurden die von vielen verschiedenen Autoren geschriebenen Beiträge aneinander angeglichen, um eine für Enzyklopädien erforderliche Einheitlichkeit zu erreichen. Überprüft, und gegebenenfalls korrigiert, wurden die Texte auf die Einhaltung des Themas und ihre Schlüssigkeit hin, auf eine (in Angleichung an andere Beiträge des Bandes und der Serie) einheitliche Schreibweise von Namen und Begriffen, auf korrekte Sachangaben sowie auf fehlerfreie Zitate und Literaturangaben. Solche Überprüfungen wurden nicht nur für das Handbook vorgenommen, sondern genauso in anderen großen und renommierten Enzyklopädie- und Lexikonverlagen wie der Encyclopedia Britannica und dem Brockhausund Dudenverlag. Durch die Stellung als Wissensautorität und 'letzte Instanz' in der Klärung von strittigen Fragen waren sie es ihrem Ruf schuldig, (möglichst) fehlerfreie Werke herauszubringen. ...
In seiner ausführlichen Untersuchung unterschiedlicher philosophischer Ansätze zum Prinzip „Verantwortung“ führt Ludger Heidbrink (2003) aus, dass die Standardtheorie der „Verantwortung“ auf drei Pfeilern beruhe, „dem Subjekt der Verantwortung, dem Objekt der Verantwortung und der Instanz der Verantwortung“ (ebd.: S. 21 f.; Hervorhebung von B. H.). Dabei bezieht er sich auf einige philosophische Ansätze, die Verantwortung in einer mehrstelligen Relation verstehen: Eine Person hat (1) Verantwortung für etwas (2) vor und gegenüber jemandem (3) und wird nach Maßgabe von gewissen Kriterien beurteilt (4) (u. a. Lenk/Maring 1993; Höffe 1993). An dieser Definition wird deutlich, dass es sich bei „Verantwortung“ um ein zutiefst soziales Handlungsprinzip dreht, denn eine Person, die verantwortlich handelt, tritt immer in irgendeiner Form in Interaktion mit ihrer sozialen Umwelt. So kümmern sich beispielsweise Eltern um ihre Kinder; Arbeitsnehmer stellen im Rahmen kollegialer Arbeitsteilung ein Produkt her oder erfüllen eine Dienstleistung für einen Kunden. Selbst wer sich gegenüber einem Tier oder der Natur verantwortlich verhält, erfüllt dabei eine moralische Norm, deren Einhaltung die Gesellschaft von ihm erwartet. Daran wird deutlich, dass eine Person, auch wenn sie sich in ihrem Handeln nicht direkt auf andere Menschen bezieht, gegenüber Personen oder Instanzen die Folgen ihres Verhaltens verantworten muss, was bedeutet, dass sie im Rahmen der Rechenschaftspflicht letztlich auch in eine Interaktion mit anderen Menschen tritt. Nur von mündigen Menschen kann Verantwortung für ihr Handeln erwartet werden. Der intersubjektive Charakter des Verantwortungspostulats lässt normalerweise auch zu, dass sich die beteiligten Personen über die Voraussetzungen verständigen können, unter denen das geforderte Handeln möglich ist oder war. Denn meistens genügt allein der Willen einer Person nicht zur Übernahme von Verantwortung.
As a part of this thesis, a Monte Carlo-based code has been developed capable of simulating the transition of proton beam properties to neutron beam properties as it occurs in the Li-7(p, n)Be-7 reaction. It is able to reproduce not only the angle-integrated energy distributions but it is also capable of predicting the angle-dependent neutron spectra as measured at Forschungszentrum Karlsruhe (Karlsruhe, Germany) and Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Braunschweig, Germany). Since the code retains all three spatial dimensions as well as all three velocity dimensions, it provides very detailed information on the neutron beam. The resulting data can aid in many different aspects, for example it can be used in shielding construction, or for lithium target design. In this work, the code is used to predict the neutron beam properties expected at the Frankfurt Neutron Source at Stern-Gerlach-Zentrum (FRANZ) facility. For different proton beam energies, the neutron distribution in x/p_x, y/p_y, and z/p_z is shown as well as a Mollweide projection, which illustrates the kinematic collimation effect that limits the neutron cone opening angle to less than 180 degree.