Refine
Year of publication
- 2007 (1960) (remove)
Document Type
- Article (786)
- Doctoral Thesis (313)
- Part of Periodical (245)
- Part of a Book (119)
- Book (111)
- Review (102)
- Working Paper (99)
- Conference Proceeding (58)
- Report (43)
- Diploma Thesis (16)
Language
- German (1231)
- English (587)
- Croatian (42)
- Portuguese (38)
- French (18)
- mis (9)
- Italian (7)
- Multiple languages (5)
- Yiddish (5)
- dut (3)
Keywords
- Deutsch (38)
- Kroatisch (37)
- Film (21)
- Literatur (19)
- Brasilien (18)
- Rezensionen (17)
- Deutschland (15)
- Bibliographie (14)
- Johann Wolfgang von Goethe (14)
- Literaturwissenschaft (11)
Institute
- Medizin (196)
- Extern (120)
- Biowissenschaften (78)
- Biochemie und Chemie (76)
- Physik (62)
- Rechtswissenschaft (45)
- Gesellschaftswissenschaften (41)
- Präsidium (41)
- Wirtschaftswissenschaften (40)
- Geschichtswissenschaften (35)
- Universitätsbibliothek (33)
- Center for Financial Studies (CFS) (30)
- E-Finance Lab e.V. (25)
- Geowissenschaften (25)
- Pharmazie (22)
- Informatik (21)
- Institut für Deutsche Sprache (IDS) Mannheim (21)
- Kulturwissenschaften (21)
- Neuere Philologien (20)
- Erziehungswissenschaften (17)
- Fachübergreifend (17)
- Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) (17)
- keine Angabe Institut (16)
- Institut für Wissenschaftliche Irenik (15)
- Institut für Sozialforschung (IFS) (13)
- Psychologie (13)
- Philosophie (12)
- Sportwissenschaften (12)
- Geographie (10)
- Exzellenzcluster Die Herausbildung normativer Ordnungen (9)
- Institute for Monetary and Financial Stability (IMFS) (7)
- Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) (6)
- Sprachwissenschaften (6)
- Exzellenzcluster Makromolekulare Komplexe (5)
- Institut für Wirtschaft, Arbeit, und Kultur (IWAK) (3)
- Zentrum für Nordamerika-Forschung (ZENAF) (3)
- Biochemie, Chemie und Pharmazie (2)
- Hochschulrechenzentrum (2)
- MPI für Biophysik (2)
- Mathematik (2)
- Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft (2)
- Europäische Akademie der Arbeit in der Universität Frankfurt am Main (1)
- Frobenius Institut (1)
- Georg-Speyer-Haus (1)
- Helmholtz International Center for FAIR (1)
- Institut für Ökologie, Evolution und Diversität (1)
- Institute for Law and Finance (ILF) (1)
- Interdisziplinäres Zentrum für Ostasienstudien (IZO) (1)
- Katholische Theologie (1)
- Sonderforschungsbereiche / Forschungskollegs (1)
- Zentrum für Arzneimittelforschung, Entwicklung und Sicherheit (ZAFES) (1)
- Zentrum für Biomolekulare Magnetische Resonanz (BMRZ) (1)
- Zentrum für Weiterbildung (1)
Dem Nahrungsmittelallergiker bietet sich zum jetzigen Zeitpunkt lediglich eine Möglichkeit für ein symptomfreies Leben, er muss die allergieauslösenden Nahrungsmittel aus seinem Speiseplan eliminieren. Neben der Entwicklung von immuntherapeutischen Maßnahmen wird unabhängig davon auf pflanzentechnologischer Seite die Reduktion der allergenen Potenz pflanzlicher Lebensmittel diskutiert, um die Lebensqualität von Nahrungsmittelallergikern zu verbessern. Die Kooperation zwischen dem Institut für Biochemie der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg und dem Paul-Ehrlich-Institut leistet einen Beitrag zu dieser Diskussion. Mit der Tomate als Modellpflanze wurde die allergene Potenz pflanzlicher Nahrungsmittel mit Hilfe der RNAi-Technologie reduziert. Diese Dissertation befasst sich mit der Identifikation und Charakterisierung der Zielproteine für das RNAi vermittelte „gene silencing“. Im Fokus der Untersuchungen steht das Lipid Transfer Protein der Tomate. Bei der Charakterisierung des Tomaten LTP wurden die IgE-bindenden Epitope sowie die Stabilität bei Pepsinverdau und bei der Verarbeitung zu tomatenhaltigen Produkten untersucht. Das Tomaten LTP besteht aus einer Multigenfamilie. Durch seine zweidimensionale Auftrennung konnten Informationen über das Vorkommen und Expressionsniveau möglicher Isoformen gewonnen werden. Die rekombinante Herstellung von zwei ausgewählten Isoformen ermöglichte einen Vergleich der IgE-Bindungskapazität und der biologischen Potenz. Die in Erlangen erzeugten gentechnisch veränderten Pflanzen wurden dem Paul-Ehrlich-Institut für eine Allergenitätsbewertung zur Verfügung gestellt. Die Gewinnung von Erkenntnissen über die Effizienz der Methode und die Stabilität des „gene silencing“ über mehrere Generationen hinweg standen hier im Mittelpunkt. Die Untersuchungen zur Prävalenz der IgE-Bindung an die drei bekannten Tomatenallergene Profilin (Lyc e 1), Invertase (Lyc e 2) und das LTP der Tomate, erfolgten bei einer Patientengruppe bestehend aus 70 Seren von Tomatenallergikern aus Deutschland (n=36) und Spanien (n=34). Als häufigstes Symptom nach dem Verzehr von Tomate wurde das OAS angegeben. Die Häufigkeit der IgE-Bindung an Lyc e 1 lag bei ca. 36%, für Lyc e 2 bei ca. 56% und für das LTP der Tomate bei ca. 24%. Bei der Unterscheidung der deutschen und spanischen Patientengruppe ergaben sich höhere Prävalenzen der IgE-Bindung an alle drei Allergene bei der spanischen Patientengruppe. Das Tomaten LTP wurde als Minorallergen Lyc e 3 in die IUIS Allergendatenbank aufgenommen. Die Aufreinigung von nLyc e 3 erfolgte durch eine zweistufige Chromatographie aus Tomatenschalenextrakt, die Identifizierung als LTP mittels N-terminaler Sequenzierung sowie die Verifikation der Sekundärstruktur mittels CD-Spektroskopie. Biochemische Untersuchungen zeigten eine hohe Stabilität von Lyc e 3 in Tomatenschalenextrakt nach Pepsinverdau. Auch im Schalenextrakt von gekochten und in getrockneten Tomaten wurde immunreaktives Lyc e 3 identifiziert. Die Konformation des Lyc e 3 ist an der IgE- und IgG-Bindung maßgeblich beteiligt. Natürliche Lyc e 3 Isoformen konnten nicht über die zweidimensionale Gelelektrophorese identifiziert werden. Eine Sequenzierung des Proteins mittels nano-HPLC-nano ESI-MS/MS bestätigte die Präsenz ausschließlich einer dominanten Isoform im Tomatenschalenextrakt. Bei der Klonierung und Expression zweier ausgewählter Lyc e 3 Isoformen (Lyc e 3.1 und Lyc e 3.2) wurden unterschiedliche Strategien verfolgt. Durch Überexpression eines Thioredoxinfusionsproteins im Vektor pET-32a in E.coli Origami und die Abspaltung des Thioredoxinanhangs durch Thrombin konnte ausreichend Protein für die nachfolgenden Untersuchungen produziert werden. Jedoch zeigten die rekombinanten Proteine, vermutlich durch eine an dem Zielprotein verbleibende Anhangssequenz, bei der Messung der CD-Spektren einen Unterschied zu der natürlichen Präparation. Die Herstellung von rekombinanten Isoformen ohne Anhangssequenz mit einer Sekundärstruktur analog der natürlichen Präparation blieb erfolglos. Ein Vergleich der IgE-Bindungskapazität der rekombinanten Proteine, gemessen in der dosisabhängigen ELISA-Inhibition, konnte auf Grund ihrer identischen Sekundärstruktur durchgeführt werden. Da rLyc e 3.2 eine höhere IgE-Bindungskapazität zu besitzen scheint, wurde mit dieser Isoform eine dosisabhängige ELISA-Inhibition mit nLyc e 3 trotz unterschiedlicher Sekundärstruktur durchgeführt. Die IgE-Bindungskapazitäten sind für die herangezogenen Seren sehr individuell. Zur Bestimmung der allergenen Potenz der rekombinanten und natürlichen Präparationen diente der basophile Histamin Freisetzungstest. Die natürliche Präparation besitzt tendenziell die stärkste allergene Potenz. Die allergene Potenz der rekombinanten Isoformen ist jedoch wie die IgE-Bindungskapazität für jeden Patienten sehr spezifisch. Im Rahmen der Analyse der gentechnisch veränderten Pflanzen wurden WT und RNAi-Pflanzen mittels Immunoblot, dosisabhängiger ELISA-Inhibition und im basophilen Histamin Freisetzungstest untersucht. Im Immunoblot konnte keine Bindung von allergenspezifischen Antikörpern bei den RNAi-Pflanzen im Vergleich zum WT festgestellt werden. Bei der dosisabhängigen ELISA-Inhibition mit Lyc e 1 oder Lyc e 3 auf der Festphase war die IgE-Bindungskapaziät der RNAi Pflanzen um ein zehnfaches (Lyc e 1-RNAi) bzw. ein zehn- bis hundertfaches (Lyc e 3-RNAi) reduziert. Eine Bestätigung der Ergebnisse mit den Lyc e 3-RNAi Pflanzen lieferten ein basophiler Histamin Freisetzungstest und ein in vivo Hauttest. Durch die zusätzliche Analyse von Tochtergenerationen wurde deutlich, dass die Reduktion der Allergenexpression stabil war. Im Rahmen dieser Studie konnte gezeigt werden, dass die RNAi-Technologie eine geeignete Methode ist, um die Expression von Allergenen gezielt und stabil zu unterdrücken. Sie könnte eine Möglichkeit darstellen, die allergene Potenz von Nahrungsmitteln zu verringern und die Lebensqualität von Nahrungsmittelallergikern zu verbessern.
Der westdeutsche Arbeitsmarkt war zwischen den Jahren 1960 und 1990 einem Pendeln zwischen zwei Extremen ausgesetzt. Nach dem 2. Weltkrieg und dem sich anschließenden Wiederaufbau folgte durch die Früchte des so genannten Wirtschaftswunders eine Periode der Vollbeschäftigung, in der Arbeitskräfte zu einem so raren Gut geworden waren, dass Produktionsengpässe durch die Anwerbung von migrationswilligen Ausländern gelöst werden mussten. Zum Ende der 1960er Jahre und mit dem Einsetzen der Ölkrise 1973 zeichnete sich der Beginn der heute noch vorhandenen Massenarbeitslosigkeit ab. Gerade durch diesen letzte Punkt gewinnt die vorliegende Arbeit an Aktualität, da sich das wiedervereinigte Deutschland, legt man die Arbeitsmarktzahlen zugrunde, immer noch in einer Phase der Massenarbeitslosigkeit befindet. Der zeitlich aktuelle Bezug birgt aber gleichzeitig die Gefahr den Rahmen der historischen Betrachtung zu verlassen. Aus diesem Grund soll diese Arbeit aus einer gegenwärtigen Perspektive räumlich und zeitlich differenziert werden. Diese Arbeit beschränkt sich räumlich auf das Gebiet der alten Bundesrepublik Deutschland. Da in der Deutschen Demokratischen Republik von 1949 bis 1990 nach offiziellen Angaben keine Arbeitslosigkeit herrschte, bzw. der Arbeitsmarkt durch Planwirtschaft staatlich gesteuert war, fällt dieses Territorium für die in dieser Arbeit vorliegende Betrachtung heraus. Zeitlich bezieht sie sich auf die Phase der einsetzenden Vollbeschäftigung in den 1960er Jahren. Die 1950er Jahre werden dabei nur kurz als Ausgangspunkt beleuchtet, da diese Dekade mehr von der Restauration als von Strukturwandelprozessen geprägt ist. Die Betrachtung des westdeutschen Arbeitsmarktes endet mit der Erweiterung der alten Bundesrepublik durch die Wiedervereinigung 1990, die wiederum eine Zäsur darstellt: Einerseits liegt dieses Ereignis für eine historische Betrachtung zeitlich noch zu nahe und ist als Prozess nicht abgeschlossen. Andererseits ist der Arbeitsmarkt der neuen Bundesrepublik durch das Hinzukommen der ehemaligen planwirtschaftlich organisierten östlichen Bundesländer nicht unmittelbar mit den bis zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Daten vergleichbar. Strukturell spaltet sich die Arbeit in drei große Blöcke. Zunächst sollen Definitionen, Arbeitsfragen und Methoden zur Beleuchtung des Arbeitsmarktes in den Jahren zwischen 1960 und 1990 aufgestellt werden. Anschließend wird mittels dieser Voraussetzungen der Arbeitsmarkt analysiert. Dafür werden statistische Erhebungen sowie Literatur aus der Arbeitsmarktforschung vor allem der 1970er und 1980er Jahre verwendet. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich dabei auf die Abwägung zwischen Arbeitsmarktnachfrage sowie Angebot an Arbeitskräften mit Bezug auf Bildung, Entlohnung, Branchen und Sektoren. Gleichzeitig wird in diesem Kontext die Migration ausländischer Arbeitskräfte nach Deutschland analysiert. Im dritten Teil werden gezielt die verschiedenen Theorien der Arbeitslosigkeit dargestellt und die dazugehörigen Prozesse aufgezeigt. Aus der Betrachtung des Arbeitsmarktes und den Theorien zur Arbeitslosigkeit soll schließlich ein Modell entwickelt werden, das die verschiedenen Mechanismen des Arbeitsmarktes und der Arbeitslosigkeit für den analysierten Zeitraum darstellt. Der Fokus der Arbeit ist dabei ein sozialwissenschaftlich-historischer. Wirtschaftswissenschaftliche oder mathematische Erwägungen spielen dabei nur eine untergeordnete Rolle. Wirtschaftsmathematische Formeln zur Darstellung der Bewegung auf dem Arbeitsmarkt werden folglich nicht konzipiert. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es vielmehr, die verschiedenen Strukturwandelprozesse und ihren Einfluss auf den Arbeitsmarkt in positiver, gegebenenfalls auch negativer Richtung darzustellen. Zusätzlich soll die Semantik verschiedener Begriffe aus dem Bereich des Arbeitsmarktes und deren Wandel in der Zeit berücksichtigt werden. ... Strukturell gliedert sich die Arbeit in insgesamt fünf Teile. Zunächst werden verschiedene methodische Vorüberlegungen angestellt. Da zu dem Thema Strukturwandel und Beschäftigung bereits Veröffentlichungen vorliegen, die im Kapitel 1.3 beleuchtet werden, muss eine Abgrenzung zu diesen vollzogen werden. Danach erfolgen Begriffsdefinitionen und relevante Arbeitsfragen, die zum Abschluss der Arbeit verifiziert oder falsifiziert werden. Im zweiten Kapitel erfolgt eine kurze Darstellung der Nachkriegssituation bis zum Jahr 1960; sie demonstriert die Ausgangslage für den betrachteten Zeitraum von 1960 bis 1990. Den ersten Block des Hauptteils bildet das drittel Kapitel, das sich den Veränderungen des Arbeitsmarktes von 1960 bis 1990 widmet. In ihm wird das Zusammenspiel zwischen der Nachfrage nach Arbeitskräften seitens der Arbeitgeber und dem Angebot seitens der Arbeitnehmer dargestellt. Grundlage dafür bildet die Auswertung von statistischem Material. In diesem Kontext werden demographische Daten mit Bezug auf die Arbeitnehmer und deren Bildung und Alter ausgewertet und mit den Vorstellungen der Arbeitgeber verglichen. Zusätzlich werden Themen wie Mismatch3 zwischen den angeführten Vorstellungen, regionalen Unterschieden in der alten Bundesrepublik und der in den 1960er Jahren einsetzenden Migration relevant. Weiterhin erfolgt eine Darstellung des Einfluss der im Verlauf der Arbeit noch zu analysierenden Strukturwandelprozesse auf den bundesdeutschen Arbeitsmarkt im Wandel der Zeiten. Als zweiter Block erfolgt die spezielle Betrachtung des Übergangs der beiden Extremzustände Vollbeschäftigung in den 1960er Jahren und Massenarbeitslosigkeit seit den 1970er Jahren. Dabei wird die Entwicklung der Arbeitsmarktstatistik in Zusammenhang mit verschiedenen Theorien von neoklassischen Ansätzen über die Ansätze von Keynes bis hin zur These vom Ende des Kapitalismus zur Arbeitslosigkeit dargestellt. Auch in diesem Zusammenhang erfolgt eine Analyse des Einflusses von Strukturwandelprozessen, die im Bereich der Arbeitsmarkttheorien von besonderer Bedeutung sind. Ein Umstand, der sich leicht daran erkennen lässt, dass in Form der strukturellen Arbeitslosigkeit eine eigene Theorie vorliegt. Zum Ende dieses Kapitels werden die gewonnenen Erkenntnisse in Form eines grafischen Modells aufbereitet. Abschließend wird die Beziehung zwischen Strukturwandel und Beschäftigungsverhältnissen in Form eines Fazits zusammengefasst. Ziel ist, einen sozialhistorischen Erklärungsansatz für die Arbeitslosigkeit zu finden und ihn mit anderen Theorien, wie dem neoklassischen oder keynesianischen Ansatz, zu vergleichen.
Obwohl für eine Vielzahl von Chemikalien Ergebnisse aus Standardtest vorliegen, gibt es relativ wenige Erkenntnisse über generationsübergreifende Substanzeffekte und die Auswirkungen von Chemikalien auf die genetische Diversität. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation werden generationsübergreifende Effekte des Modellschadstoffes Tributylzinn (TBT) bei drei subakuten Konzentrationen (4,46; 6,69 und 8,93 mikro g Sn/kg TG) auf Life-Cycle-Parameter und genetische Diversität der Zuckmücke Chironomus riparius untersucht. Dabei wird eine genetisch variable (GEN+) und eine genetisch verarmte (GEN-) Populationen betrachtet. Darüber hinaus wird das Anpassungspotential an den Stressor TBT abgeschätzt. Die genetische Variabilität von C. riparius wird mittels neu entwickelter Mikrosatellitenmarker bestimmt. Dabei werden geringfügige Längenunterschiede zwischen hochvariablen DNA-Fragmenten detektiert. Weiterhin werden Abweichungen vom Hardy-Weinberg-Gleichgewicht bestimmt. Für die Ermittlung von potentiellen Anpassungsprozessen an den Stressor TBT werden nach ausgewählten Generationen akute und chronische Anpassungstest durchgeführt. Um der Fragestellung nachzugehen, ob eine TBT-Vorexposition zu einer veränderten Sensitivität gegenüber einem Zweitstressor führt, werden Experimente mit Cadmium durchgeführt. Auch in den Zweitstressorstudien wird der Multigenerationsansatz gewählt, und es werden Life-Cycle-Experimente über drei weitere Generationen durchgeführt. Für die Experimente werden die mit 4,46 und 8,93 mikro g Sn/kg TG vorexponierten Tiere anschließend nach unterschiedlicher Generationenzahl einer umweltrelevanten Cadmiumkonzentration (1,2 mg/kg TG) ausgesetzt. Im Verlauf der Multigenerationsstudie mit 4,46 mikro g Sn/kg TG werden in beiden Populationen signifikante Effekte auf die Entwicklung und Reproduktion beobachtet. In den ersten Generationen ist der Schlupfzeitpunkt der Larven bei TBT-Exposition signifikant (p < 0,05, t-Test) verzögert. Die Reproduktion scheint ebenso ein sensitiver Parameter zu sein, wobei die Weibchen der genetisch variableren Population signifikant (p < 0,05, t-Test) größere Gelege in den späteren Generationen produzieren. Die niedrige TBT-Konzentration hat in beiden Populationen keinen signifikanten Effekt auf die durchschnittliche Populationswachstumsrate. In den letzten Generationen der Studie wird für die genetisch variablere Population eine Veränderung des Lebenszyklus festgestellt, wobei die Weibchen eine erhöhte Reproduktionsleistung aufweisen. Es werden keine Effekte auf die Heterozygotie festgestellt. Allerdings treten in beiden Populationen zahlreiche Abweichungen vom Hardy-Weinberg-Gleichgewicht auf. Weiterhin werden signifikante (Pearson-Korrelation, p < 0,05) Effekte der genetischen Diversität auf zahlreiche Life-Cycle-Parameter (Gelegeanzahl pro Weibchen, Gelegegröße) ermittelt. In den chronischen und akuten Anpassungsexperimenten gibt es deutliche Hinweise auf Adaptationsprozesse gegenüber dem Stressor TBT. In der TBT-Studie mit 8,93 mikro g Sn/kg TG werden in beiden Populationen signifikante Effekte auf zahlreiche Life-Cycle-Parameter festgestellt, wobei die Entwicklung und Reproduktion der Tiere negativ beeinflusst wird. Darüber hinaus werden in der genetisch variableren Population signifikante (p < 0,05, X2-Test) Effekte von TBT auf die genetische Diversität beobachtet. Diese nimmt im Verlauf der Studie ab. Nach der vierten Generation gibt es in der genetisch variableren Population Hinweise auf Anpassungsprozesse, die allerdings in den letzten Generationen nicht mehr nachzuweisen sind. Ähnlich wie in der ersten Multigenerationsstudie wird auch in dieser Studie ein signifikant (Pearson-Korrelation, p < 0,05) positiver Zusammenhang zwischen der genetischen Diversität und der Populationswachstumsrate bei TBT-Exposition festgestellt. In den Zweitstressorexperimenten wird der Effekt der Vorbelastung bei der genetisch variableren Population deutlich. Die mit 8,93 mikro g Sn/kg TG über neun Generationen exponierte Population reagiert dabei empfindlicher auf den Stressorwechsel als die dazugehörige Referenzpopulation. Innerhalb der Multigenerationsstudien werden zahlreiche Effekte der Organozinnverbindung TBT auf Life-Cycle-Parameter und die genetische Diversität von C. riparius deutlich. Diese Dissertation zeigt die hohe Bedeutung von Mehrgenerationenstudien für die Abschätzung und Bewertung eines Risikopotentials von Schadstoffen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte mit der Aktivierung des Peroxisomen Proliferator-aktivierten Rezeptors eine Rationale und ein möglicher Wirkmechanismus für die traditionelle Anwendung von Gewürz- und Arzneipflanzen bei der Therapie des Typ 2 Diabetes aufgezeigt werden. Vor diesem Hintergrund wurden über fünfzig traditionell bei Diabetes angewandte Pflanzen ausgewählt und mit Ethanol extrahiert. Die erhaltenen Trockenextrakte wurden daraufhin in einem von mir etablierten Reporter-Gen Assay auf eine mögliche Aktivierung der drei Subtypen des PPAR hin untersucht. Von den getesteten Extrakten wurde für fünfundzwanzig, also annähernd die Hälfte, eine signifikante Aktivierung des PPARgamma nachgewiesen. Von diesen zeigten wiederum vierzehn außerdem eine signifikante Aktivierung des PPARalpha, lediglich drei dieser Extrakte zeigten auch eine signifikante Aktivierung des PPARdelta. Somit konnte ich eine mögliche Rationale und einen potentiellen Wirkmechanismus für die volksmedizinische Anwendung dieser Pflanzen bei Diabetes aufzeigen. Von den wirksamen Extrakten wiesen am PPARgamma sieben eine ausreichend hohe Aktivität auf, dass wir auch bei niedrigeren Testkonzentrationen noch einen signifikanten Effekt und somit eine Konzentrationsabhängigkeit des aufzeigen konnten. Für PPARa konnten wir lediglich für drei der Extrakte eine Konzentrationsabhängigkeit aufzeigen, bei PPARdelta für keinen der Extrakte. Die beiden am stärksten aktiven Extrakte aus Rosmarinus offic. und Salvia offic. zeigten bereits ab etwa 10 mg/L signifikante Aktivität am PPARgamma, so dass wir für diese beiden Extrakte mit 20 bzw. 40 mg/L EC50-Konstanten bestimmen konnten. Diese halbmaximale Aktivierungskonstante liegt damit für den potenteren Rosmarin-Extrakt lediglich um den Faktor 200 höher als die des bei Diabetes eingesetzten Arzneistoffs Pioglitazon (Actos®). Die weitere Untersuchung dieser beiden Extrakte ergab, dass in beiden Carnosolsäure bzw. Carnosol enthalten waren, welche bei der Untersuchung im Reporter-Gen Assay EC50-Konzentrationen von 20 bzw. 40 mikroM für die Aktivierung des PPARgamma aufwiesen. Damit sind diese Reinsubstanzen bereits nur noch um den Faktor siebzig schwächer wirksam als Pioglitazon. Vergleicht man hingegen mit Bezafibrat (Cedur®), einem als Lipidsenker eingesetzten Arzneistoff, welcher aufgrund seiner pan-PPAR-agonistischen Wirkung mit EC50-Konzentrationen von je etwa 50 mikroM von besonderem Interesse ist, so sind die beiden Diterpene Carnosolsäure und Carnosol im Hinblick auf PPARgamma äquipotent oder eher stärker aktiv. Der Gehalt an diesen beiden Diterpenen in den von mir hergestellten Extrakten war nun zwar mit in Summe drei bzw. neun Prozent um den Faktor zehn bzw. drei zu niedrig, als dass sich der PPARgamma Agonismus der beiden Extrakte hierdurch hinreichend erklären ließe. Allerdings konnten wir für einen kommerziell erhältlichen und auf 40% Carnosolsäure angereicherten Rosmarin-Extrakt einen EC50-Wert von 10 mg/L bestimmen für die Aktivierung von PPARgamma bestimmen. Eine Aktivität, welche sich zu 70% allein auf den Gehalt an Carnosolsäure zurückführen lässt. Neben dem Nachweis der PPARgamma Aktivität von Carnosolsäure und Carnosol einerseits und der von ethanolischen Rosmarin- und Salbei-Extrakten andererseits, konnte ich somit einen hinreichenden Beweis führen, dass Carnosolsäure zumindest für Rosmarin, vermutlich auch für Salbei, als eines der aktiven Prinzipien anzusehen ist. Meine Befunde liefern damit eine mögliche Erklärung und Wirkmechanismus für die in Tiermodellen gefundene hypoglykämische Wirksamkeit von Rosmarin, Salbei und Carnosolsäure. Darüber hinaus legen meine Untersuchungen nahe, dass in beiden Pflanzen weitere PPARgamma Aktivatoren enthalten sind. Da Carnosol selbst bereits ein Oxidationsprodukt der Carnosolsäure darstellt, kämen hier weitere auch bereits beschriebene Oxidationsprodukte sicherlich in Frage. Diese Oxidationsprodukte stellen allerdings zumeist nur labile Übergangsprodukte dar und sind aus diesem Grunde auch als nicht Reinstoffe erhältlich. Der Nachweis einer PPAR Aktivität könnte somit angesichts der benötigten Inkubationsdauer im Reporter-Gen Assay so nicht geführt werden. Neben den bereits angeführten Ergebnissen ist die hohe Rate von positiven Treffern in meinem Screening selbst einer der interessantesten Befunde. Die signifikante Aktivierung von PPARgamma durch nahezu die Hälfte der getesteten Extrakte lässt die Vermutung zu, dass PPAR agonistische Substanzen im Pflanzenreich sehr weit verbreitet sein könnten. Zwar bestehen zu Recht Vorbehalte gegenüber der Testung von Vielstoff-Gemischen bzw. den hierbei erhaltenen Ergebnissen. Viele pflanzliche Inhaltsstoffe z.B. Gerbstoffe können zu einer unspezifischen Hemmung der Aktivität von Enzyme führen. Das verwendete Testsystem setzt allerdings neben Membrangängigkeit der aktiven Prinzipien die spezifische Aktivierung der Expression eines Gens, dessen Aktivität anschließend bestimmt wird, voraus. Die Art des verwendeten Assay macht damit die Erfassung unspezifischer Effekte eher unwahrscheinlich. Darüberhinaus mag für die Güte der Ergebnisse meines Screenings sprechen, dass unabhängig von uns für einige der gescreenten Pflanzen z.B. Kurkuma und Chili mit den Kurkuminoiden und Capsaicin kürzlich PPAR aktive Prinzipien beschrieben wurden. Vielmehr lässt sich die Hypothese formulieren, dass eine ganze Reihe sekundärer pflanzlicher Inhaltsstoffe zumindest mäßig aktive PPAR Agonisten darstellen. An prominenter Stelle wäre hier die Substanzklasse der Terpene zu nennen, von denen eine ganze Reihe sowohl linearer etwa Farnesol und Phytansäure, als auch cyclischer z.B. Tumeron, Abietansäure, Oleanolsäure und Ursolsäure bereits als PPAR-Aktivatoren beschrieben wurden. Angesichts der hohen Lipophilie dieser Substanz-Klasse und einer relativ großen und wenig selektierenden Bindungstasche des PPAR lässt sich auch für andere Terpene ein PPAR Agonismus erwarten. Der positive Effekt, den eine überwiegend pflanzliche Ernährung nach epidemiologischen Erkenntnissen auf die Gesundheit bewirkt, mag deshalb in Teilen auf PPAR-agonistische Prinzipien zurückzuführen sein. Neben dem höheren Anteil an mehrfach ungesättigen Fettsäuren im Vergleich zu tierischer Nahrung könnten enthaltene Terpene hier durchaus einen relevanten Beitrag leisten. In einem weiteren in Kooperation durchgeführten Projekt konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass die schwache Aktivität des phenolischen Stilben-Derivats Resveratrol am PPARgamma einen Beitrag leistet zur Beeinflussung des Polyamin-Stoffwechsels und der hierdurch bedingten Regulation der Zell-Proliferation. Weiterhin konnte mit Hilfe der in unserem Reporter-Gen Assay erhaltenen Ergebnisse gezeigt werden, dass ein virtuelles Computer-basiertes Screening einer Substanzbibliothek effektiv ist, bei der Findung von PPAR Leitstrukturen.
(Sprachheil-)pädagogisch-therapeutische Beratungs- und Behandlungsansätze bei kindlichem Stottern
(2007)
Der Kombination ausgewählter Therapiekonzepte geht die Erstberatung in Form von Anamnese- und Befunderhebung voraus und findet in der gezielten und individuell abgestimmten Behandlung des Patienten ihren Verlaufshöhepunkt, der über die abschließende Beratung in das Ende der sprachheilpädagogisch-therapeutischen Beratung und Behandlung mündet. Beratung und Behandlung bei kindlichem Stottern beschreiben damit einen komplexen Sachverhalt, der Teil aller therapeutischen Vorgehensweisen ist. Diese Arbeit beruht auf der Annahme einer individuellen Ursachenkonstellation nach multikausaler Theorie und ist auf den einzelnen Patienten im Sinne einer idiographischen Sichtweise bezogen. Das entsprechende diagnostisch-therapeutische Konzept berücksichtigt vorhandene Ressourcen und Kompetenzen betroffener Personen.
Exzellenz ist in der Frankfurter Universität nicht nur in den Bereichen Naturwissenschaften, Gesellschaftswissenschaften und Wirtschaftwissenschaften zu finden. Eine Reihe historischer Sammlungen gibt ihr eine einzigartige Prägung und hebt sie von anderen Universitäten ab. Zu diesen gehört die Musik- und Theatersammlung der Universitätsbibliothek, die viertgrößte Musik- und größte Theatersammlung in deutschen wissenschaftlichen Bibliotheken (www.ub.uni-frankfurt.de/musik.html).
Membrane proteins play vital role in a variety of cellular processes, such as signal transduction, transport and recognition. In turn they are involved in numerous human diseases and currently represent one of the most prevalent drug targets. A comprehensive understanding of the mechanisms mediated by membrane proteins requires information about their structures at near-atomic resolution, although structural studies of membrane proteins remain behind those of soluble proteins. A bottleneck in the study of membrane proteins resides in the difficulties that are encountered during their high-level production in cell based systems. However, many toxic effects attributed to the over production of membrane proteins are eliminated by cell-free expression, as viable host cells are no longer required. Therefore, the objective of this study was to obtain adequate amounts of selected membrane transport proteins for their structural studies using a cell-free expression system. For the establishment of the cell-free system for membrane proteins, the transporters YbgR and YiiP from Salmonella typhimurium LT2, PF0558 and PF1373 from Pyrococcus furiosus, from the cation diffusion family (CDF), BetP from Corynebacterium glutamicum from the betaine/carnitine/choline transporter (BCCT) family and Aq-2030 from Aquifex aeolicus VF5 from the monovalent cation/proton antiporter-2 (CPA2) family were selected. An Escherichia coli S-30 extract based cellfree system was established by generating the best expression constructs of the target proteins, preparing T7 RNA polymerase and an S-30 extract with high translation efficiency. The functionality of the S-30 extract was shown by the cell-free expression of correctly folded Green Fluorescent Protein (GFP). Essential factors of the cell-free system such as the Mg2+ concentration, the bacterial S-30 extract proportion in the reaction mixture and the time-course of cell-free reactions have been optimized. For the cell-free production of membrane proteins in soluble form, the possibility to supplement cell-free reactions with detergents was explored. A wide range of non-ionic or zwitterionic detergents, were found to be compatible with cell-free synthesis, while ionic detergents and non-ionic detergents at high concentrations had an inhibitory effect. Moreover, high concentrations of polyoxyethylene-alkyl-ethers (Brij) detergents were found to have enhancing effect on the production levels as well as on the solubility of cell-free produced proteins. As membrane proteins tend to misfold and aggregate in a membrane-free translation system, the possibility to supplement the cell-free reactions with inner membrane vesicles (IMVs) to obtain correctly folded target transport proteins was explored. All the target proteins were successfully produced in the batch cell-free reactions and were found to be incorporated in the IMVs. A continuous exchange cell-free (CECF) system was established, where consumable substrates (amino acids, nucleotides and energy regenerating compounds) were supplied to the cell-free reaction mixture through a dialysis membrane, which in consequence resulted in high-level production of target proteins compared to the batch system. The osmosensing and osmoregulated sodium-coupled symporter BetP from C. glutamicum was chosen for the large scale production in CECF set-up. The protein is easily produced in E. coli and is functional as assayed by its transport activity, after purification and reconstitution in liposomes. It is therefore possible to compare in-vivo and cell-free production. High-level cell-free production of BetP was achieved in CECF mode in different forms: (i) as precipitate, (ii) as soluble form in detergent, and (iii) incorporated in IMVs. Cell-free production of BetP resulted in the yield of about 0.5 mg of purified BetP from 1 ml of CECF reaction. The yield of purified BetP was increased to 1.6 fold by addition of 1% polyoxyethylene-(20)-cetyl-ether (Brij58) detergent in the reaction mixture. Moreover, the high level cell-free production of BetP (0.5 mg purified BetP/ml reaction mixture) incorporated in IMVs was shown for the first time in this work.However, it was observed that oligomerization of BetP was not efficient in the cell-free system. Factors that can promote the folding of membrane proteins such as lipids and chaperones were investigated. Addition of lipids and molecular chaperone GroE facilitated correct folding of BetP resulting in increased yield and stability of cell-free produced BetP. The results obtained indicate that most of the cell-free produced BetP exists in functional oligomeric form. The possibility of obtaining milligram amounts of BetP, a 12 trans-membrane protein from the cell-free reactions holds promise for structural and functional studies of other membrane proteins. In any case, the strategies adapted in this study should prove extremely valuable for the production of membrane proteins in the E. coli cell-free expression system.
In einer prospektiven klinischen Studie wurden 40 Procera-AllCeram-Kronen unter standardisierten Bedingungen bei 18 konsekutiv ausgewählten Patientinnen und Patienten im Front- und Seitenzahnbereich eingegliedert. Als Untersuchungszeitpunkte wurde ein Termin vor der Eingliederung, bei der Eingliederung, sowie nach ein und zwei Jahren Tragedauer festgelegt. Insgesamt 21 Untersuchungskriterien bezogen sich auf die Bewertung der Pfeilerzähne, der Kronen und der Keramik. Weiterhin wurde eine subjektive Beurteilung des Zahnersatzes durch die versorgten Patienten anhand eines Fragenkataloges vorgenommen. Zur Kontrolle der parodontalen Verhältnisse wurden der Approximalraum-Plaqueindex (modifiziert nach LANGE, 1977) und der Sulkus-Blutungsindex (modifiziert nach MÜHLEMANN und SON, 1971) erhoben und die Sondierungstiefen gemessen. Als Kontrollgruppe dienten die entsprechenden kontralateralen Zähne, an denen die gleiche Untersuchung erfolgte. Zusätzlich zu den klinisch erhobenen Daten wurden die Restaurationen zu jedem Untersuchungszeitpunkt fotografisch dokumentiert. Die Untersuchungen nach 24 Monaten Tragedauer ergaben folgende Resultate: Bei keinem der Pfeilerzähne traten ein Vitalitätsverlust, eine Perkussionsempfindlichkeit oder Schmerzen auf. Im Vergleich zu den bei Eingliederung erhobenen Daten (Baseline) verringerte sich die Mobilität der Pfeilerzähne (Veränderung des Anteils der Pfeilerzähne mit Lockerungsgrad 0 von 25,0 % auf 27,5 %, Lockerungsgrad I von 67,5 % auf 70,0 % und Lockerungsgrad II 7,5 % auf 2,5 %). Die Plaqueakkumulation reduzierte sich im Vergleich zu den Daten zum Zeitpunkt der Kroneneingliederung (Baseline) von 12,5 % auf 7,5 %. Eine gingivale Irritation konnte nach zweijähriger Tragedauer bei nur 2,5 % der Pfeilerzähne festgestellt werden, während bei Kroneneingliederung (Baseline) noch 15,0 % betroffen waren. Die Sondierungstiefe blieb an 35 Zähnen konstant oder verbesserte sich um bis zu zwei Millimeter, während bei fünf Pfeilerzähnen eine Erhöhung von einem Millimeter auftrat. Bei keiner Krone konnte die Entstehung einer Sekundärkaries, die Bildung eines sondierbaren Randspaltes oder einer positiven oder negativen Stufe am Kronenrand festgestellt werden. Ebenso kam es bei keiner Restauration zum Verlust der Retention bzw. zur Veränderung der Approximalkontakte. Bezüglich der Keramik lagen bei keiner der eingegliederten Vollkeramikkronen eine Hartkernfraktur, eine partielle Fraktur oder einzelne Frakturlinien vor. Hinsichtlich der Verblendkeramik ließ sich bei keiner Krone eine Verfärbung bzw. ein Glanzverlust feststellen. Die okklusalen Verhältnisse änderten sich im Vergleich zu den bei Eingliederung erhobenen Daten nach Prüfung mit Shimstock- und farbiger Okklusionsfolie nicht. Im Hinblick auf die subjektive funktionelle Bewertung anhand von zehn Fragen durch die versorgten Patient(inn)en resultierte eine positive Bewertung bei allen Personen. Das mittels des Schulnotensystems evaluierte ästhetische Ergebnis ergab bei 17 Patient(inn)en (39 Kronen) die Beurteilung „sehr gut“. Eine Person bewertete das Aussehen der bei Ihr eingegliederten Krone lediglich als „befriedigend“. Unter Berücksichtigung des begrenzten Beobachtungszeitraumes von zwei Jahren kann anhand der vorliegenden Studie festgestellt werden, dass Procera-AllCeram-Vollkeramikkronen eine positiv zu bewertende Behandlungsmethode im Hinblick auf Funktion und Ästhetik darstellen. Bei Gegenüberstellung der ermittelten Ergebnisse zu den in der Literatur vorliegenden Daten von Vollguss- oder Metallkeramikkronen zeigen die eigenen klinischen Resultate, dass das untersuchte vollkeramische System zur Herstellung von konventionell zementierbaren Einzelzahnkronen im Front- und Seitenzahnbereich geeignet erscheint.
Die Montagne Noire am Südrand des französischen Zentralmassivs gehört in das Vorland der französischen Varisziden. Es handelt sich um einen metamorphen Kemkomplex mit einem Kern ("Axialzone") aus Graniten sowie teilweise migmatisierten Ortho- und Paragesteinen. Die Axialzone wird im Norden ("Nordflügel") und Süden ("Südflügel") von paläozoischen Sedimenten umrahmt. Der Nordflügel wird in die "westlichen Monts de Lacaune" (im Westen) und die "Nördliche Schuppenzone" (im Osten) unterteilt und besteht aus Gesteinen mit kambrischem bis silurischem Alter. Der Südflügel wird von einem Stapel aus mehreren Deckeneinheiten aufgebaut, deren stratigraphisches Alter vom Kambrium bis ins Karbon reicht. Die Deckeneinheiten heißen (von oben nach unten im Stapel): Pardailhan-Decke, Minervois-Decke, Mont Peyroux-Decke, Faugeres-Decke und Parautochthon. Die Montagne Noire repräsentiert den seltenen Fall eines "heißen" metamorphen Kernkomplexes, ist aber auch ein ideales Gebiet für vergleichende methodische Studien der sehr niedriggradigen Metamorphose: unterschiedliche Gesteinstypen (Sand- und Siltsteine, Tonschiefer, verschiedene Karbonate) lassen sich quer zur Metamorphosezonierung vom Bereich der Diagenese bis in die Grünschieferfazies verfolgen. In der vorliegenden Arbeit wurde die tektono-metamorphe Entwicklung der niedriggradigen paläozoischen Sedimente untersucht. Dazu wurde eine flächenhafte Studie der Schichtsilikatentwicklung in den Peliten durchgeführt. Es wurden folgende Methoden angewandt: Kubier Index ("Illitkristallinität"), Arkai-Index ("Chloritkristallinität"), "bo-Index" (zur Bestimmung des geothermischen Gradienten), Polytypie-Untersuchungen, sowie an ausgesuchten Proben Mikrosondenanalytik und Röntgenfluoreszenzanalyse. Femer wurden von K. Wemmer (Göttingen) an einigen Proben K-Ar-Datierungen der Feinfraktionen (<2 mikro m und <0,2 mikro m) durchgeführt, um die Entwicklung auch zeitlich zu erfassen. Die petrologischen und geochronologische Daten wurden zur Deformation in Bezug gesetzt. Dabei wurden sowohl Literaturdaten als auch eigene strukturgeologische Befunde verwendet. Es konnten drei tektono-metamorphe Hauptphasen nachgewiesen werden: Die erste Phase (D1 entspricht dem variszischen Deckenbau. Dabei wurde eine M1-Metamorphose angelegt, die durch den bo-Index als Mitteldruck-Metamorphose charakterisiert werden kann. Das Strukturinventar belegt einen etwa südgerichteten tektonischen Transport während D1. Diese Phase ist in der Nördlichen Schuppenzone sowie im W-Teil der Pardailhan-Decke erhalten. Das Alter dieser Phase konnte in kambro-ordovizischen Gesteinen mit der K-Ar-Methode auf 340 bis 330 Ma datiert werden. Diese Alter zeigen eine gute Übereinstimmung mit Ar/Ar-Datierungen aus den im N angrenzenden grünschieferfaziellen Decken des Albigeois. In den tieferen Decken des Südflügels, die ursprünglich weiter im Süden gelegen haben, kann die D1-Deformation erst nach Ende der Flyschsedimentation an der Grenze Vise/Namur (<320 Ma) stattgefunden haben. Die zweite Phase (D2) entspricht dem Aufstieg des metamorphen Kemkomplexes. Im Kontakt mit dem aufsteigenden, heißen Kern ist der größere Teil der paläozoischen Hüllschichten kinematisch und thermisch geprägt wurden. Dabei sind Strukturen und Mineralbestand von D1 und M1 ganz oder teilweise gelöscht worden. Die Extensions-bedingte penetrative S2-Schieferung ist im größten Teil des Südflügels das dominante Flächensystem: dies gilt für das Parautochthon, die gesamte Faugeres-Decke. den westlichen Teil der Mont Peyroux-Decke, den östlichen Teil der Pardailhan- Decke und wahrscheinlich auch die Minervois-Decke. Der Grad der Mz-Metamorphose, die auch in den westlichen Monts de Lacaune (Nordflügel) die prägende Metamorphose ist, nimmt generell mit zunehmender Entfernung von der Axialzone ab. Der bo-Index belegt Niederdruck-metamorphe Bedingungen. K-Ar-Datierungen aus verschiedenen Decken des Südflügels ergeben für D2/M2 Werte zwischen 310 und 300 Ma. Dieses Altersspektrum entspricht Ar/Ar-Datierungen (etwa 311 bis 303 Ma; synkinematischer Biotit und Muskovit; Maluski et al.1991) aus Scherzonen am S-Rand der Axialzone, die während der Exhumierung angelegt wurden. Die K-Ar-Alter der paläozoischen Decken passen auch sehr gut zu U/Pb-Altem aus Paragneisen (308 Ma, Monazit; Gebauer et al. 1988), Graniten (308 Ma, Monazit) und migmatischen Gneisen (313 Ma; beide Krause et al. 2004) der Axialzone, die eine starke thermische Aktivität zu dieser Zeit belegen. Das dritte metamorphe Ereignis (M3) ist unter Anderem im Stephanbecken von Graissessac, nachgewiesen, das im Zuge der Extensionstektonik (D2) am ENE-Ende der Axialzone entstanden ist. Nach dem bisherigen Kenntnisstand ist diese Metamorphose statisch. Der bo-Index belegt - wie auch bei M2 - eine LP-Metamorphose. Sie wurde vermutlich durch magmatische Instrusionen hervorgerufen. M3 muss jünger sein als das U-Pb-Alter eines Tuffes im tiefen Teil der Stefan-Abfolge (c. 295 Ma). Dazu passen Rb-Sr Mineralisochronen von 292 bis 277 Ma aus zwei benachbarten Granitplutonen. Ähnliche Alter treten auch in Pegmatiten der Axialzone auf. Nicht alle der untersuchten Bereiche können eindeutig einer der drei tektono-metamorphen Hauptphasen zugeordnet werden (St. Gervais-Einheit im NE der Axialzone, östlicher Teil der Mont Peyroux-Decke). Dies liegt vielfach an einer unzureichenden strukturgeologischen Datenlage. Teilweise haben aber auch Alterationsprozesse stattgefunden, welche die K-Ar-Alter verjüngt haben, oder der regionale Metamorphosegrad ist sehr niedrig. Schließlich ist in schwach anchimetamorphen oder nur diagenetisch beeinflussten Gesteinen die bo-Index-Methode nicht anwendbar. Insgesamt bestätigen die regionalen Untersuchungen das Bild eines heißen Gneiskerns, der während seines Extensions-bedingten Aufstieges seine Hüllschichten syntektonisch aufheizt. Zusätzlich zur geodynamischen Fragestellung wurden in dieser Arbeit auch methodische Aspekte verfolgt. Der Schwerpunkt lag hierbei auf der Untersuchung der K-Na-Verteilung in den Illiten bzw. Muskoviten. Es hat sich gezeigt, dass einige Proben Paragonit und/oder K/Na-Illit rührten. Diese Minerale stören die Bestimmung der Illitkristallinität im Röntgendiffraktogramm, da sich ihre Peaks mit denen des Illit überlagern. Es wurden daher verschiedene "Peak-Fittings" durchgeführt, bei denen sich zum einen zeigte, dass der 10 A-Peak besser für das Fitting von Illit und diskretem Paragonit geeignet ist als der 5 A-Peak. Es wurde zudem festgestellt, dass es nur schwer oder gar nicht möglich ist, Illit und eine K/Na-Phase mit einer zufriedenstellenden Qualität zu fitten. da die Peakmaxima zu nahe beieinander liegen. Eine Mikrosondenanalyse (teilweise auch Mikrosonden- Mapping) der betreffenden Proben zeigte, wie unterschiedlich die K-Na-Verteilung in den Illiten im anchimetamorphen Bereich sein kann. Es wurden diskrete Mineralphasen, eine domänenartige Verteilung und auch relativ homogene Mischkristalle beobachtet.
First milestone of this Ph.D. thesis was the successful extension of conventional NTA/His-tag technique to self-assembling, multivalent chelator thiols for high-affinity recognition as well as stable and uniform immobilization of His-tagged proteins on chip surfaces. Bis-NTA was linked via an oligoethylene glycol to alkyl thiols by an efficient modular synthesis strategy yielding a novel, multivalent compound for formation of mixed SAMs with anti-adsorptive matrix thiols on gold. Multivalent chelator chips allow a specific, high-affinity, reversible, long-term immobilization of His-tagged proteins. In AFM studies reversibility of the specific protein immobilization process was visualized at single molecule level. The entire control over the orientation of the immobilized protein promotes this chip surface to an optimal platform for studies focusing on research targets at single molecule level and nanobiotechnology. Based on the constructed protein chip platform above and a novel AFM mode (contact oscillation mode, COM) – developed during the current Ph.D. work – protein nanolithography under physiological conditions enabling fabrication of active biomolecular patterns in countless variety has been established. Reversible COM-mediated nanostructuring is exceptionally suitable for multiplexed patterning of protein assemblies in situ. The first selfassembled protein layer acts as a biocompatible and ductile patterning material. Immobilized proteins can be replaced by the AFM tip applying COM, and the generated structures can be erased and refilled with different proteins, which are immobilized in a uniform and functional manner. Multi-protein arrays can be systematically fabricated by iterative erase-and-write processes, and employed for protein-protein interaction analysis. Fabrication of two-dimensionally arranged nanocatalytic centres with biological activity will establish a versatile tool for nanobiotechnology. As an alternative chip fabrication approach, the combined application of methodologies from surface chemistry, semiconductor technology, and chemical biology demonstrated successfully how pre-patterned templates for micro- and nanoarrays for protein chips are fabricated. The surface physical, as well the biophysical experiments, proved the functionality of this technology. The promises of such process technology are fast and economic fabrication of ready-to-use nanostructured biochips at industrial scale. Membrane proteins are complicated in handling and hence require sophisticated solutions for chip technological application. A silicon-on-insulator (SOI) chip substrate with microcavities and nanopores was employed for first technological investigation to construct a protein chip suitable for membrane proteins. The formation of an artificial lipid bilayer using vesicle fusion on oxidized SOI cavity substrates was verified by CLSM. Future AFM experiments will give further insights into the chip architecture and topography. This will provide last evidence of the sealing of the cavity by the lipid bilayer. Transmembrane proteins will be employed for reconstitution experiments on this membrane protein chip platform. Highly integrated microdevices will find application in basic biomedical and pharmaceutical research, whereas robust and portable point-of-care devices will be used in clinical settings.
Wissenschaftler, Unternehmer, Mäzen, NS-Opfer : zur Erinnerung an Arthur von Weinberg (1860 –1943)
(2007)
Im öffentlichen Bewusstsein sind die Brüder Arthur und Carl von Weinberg vielleicht wenig präsent. Aber bei den ehemaligen »Cassellanern«, in der Universität, im »Senckenberg«, im »Städel«, in der Frankfurter Gesellschaft für Handel, Industrie und Wissenschaft, bei den Leitern von Zoo oder Palmengarten, auf dem Rennplatz in Niederrad oder im dortigen Golfclub weiß man sehr wohl, wer die Brüder von Weinberg waren. Es gibt auch ausreichend Literatur, in denen ihre Verdienste hervorgehoben werden. Anlässlich der Übergabe des Schreibtischs von Arthur von Weinberg an die Universität sei versucht, die Geschichte der Familie Weinberg, insbesondere die von Arthur von Weinberg, aus fünf verschiedenen Perspektiven wenigstens anzudeuten.
Warum das humane Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1) im Menschen Aids hervorruft, während nahe verwandte Affen-Immundefizienzviren (SIV »Simian Immunodeficiency Virus«) ihre natürlichen Affenwirte nicht krank machen, war lange Zeit nicht zu erklären. Dr. Michael Schindler (28), Institut für Virologie des Universitätsklinikums Ulm, hat gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam eine der Ursachen dafür gefunden. In seiner Doktorarbeit, betreut von Prof. Dr. Frank Kirchhoff, konnte der Biologe zeigen, dass die meisten SI-Viren – im Gegensatz zu HIV-1 – die Aktivierung von infizierten T-Helferzellen blockieren. Diese Eigenschaft ist wahrscheinlich für beide Seiten von Vorteil: Das Virus kann einerseits im Affen lebenslang überdauern (persistieren) und sich vermehren, und der infizierte Affe entwickelt andererseits kein Aids. Für diese international beachteten und hochrangig publizierten Arbeiten wurde Michael Schindler mit dem Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Nachwuchspreis 2007 ausgezeichnet.
Normative Ordnungen legitimieren die Entstehung und Ausübung politischer Autorität, sie bilden aber auch die Grundstruktur, nach der Chancen und Lebensgüter in einer Gesellschaft verteilt werden sollen. Sie lassen sich nicht per Dekret unumstößlich fixieren, sondern leben von den dynamischen Impulsen aller Beteiligten. Solche Normen, die innerhalb einer Gesellschaft allgemeine Anerkennung beanspruchen und ihren Niederschlag zum Beispiel in Verfassungen finden können, müssen sich zudem kritisch mit der jeweiligen gesellschaftlichen Realität konfrontieren lassen. Oftmals gehen aus dieser Konfrontation neue Konflikte hervor, die zur Herausbildung einer anderen normativen Ordnung führen können. Wie bilden sich normative Ordnungen, welchen Prozessen sind sie unterworfen? Diese Fragen lassen sich unter ganz verschiedenen Gesichtspunkten betrachten: Man kann nach den ökonomischen Bedingungen fragen, nach dem Einfluss von anderen Faktoren wie den Macht- und Gewaltverhältnissen oder nach überindividuellen Mechanismen, wie sie sich in hochkomplexen Gesellschaften entwickeln und sich beispielsweise in den Eigenrationalitäten des ökonomischen oder des politischen Systems widerspiegeln, die sich unabhängig von den Absichten der Beteiligten selbst regulieren. In dem geplanten Exzellenzcluster »Die Herausbildung normativer Ordnungen« wollen wir unseren Fokus nicht so sehr auf die an diesen Prozessen beteiligten Systeme richten, sondern auf die Perspektive der Personen, die an der Herausbildung normativer Ordnungen beteiligt sind – Politiker, Richter bis zu Ehrenamtlichen bei Umweltgruppen, aber auch Bürger, die ausschließlich von ihrem Wahlrecht Gebrauch machen oder sich öffentlich engagieren. Als Akteure haben sie die Erwartung, dass normative Ordnungen ihnen gegenüber gerechtfertigt werden und dass die Rechtfertigungen sie überzeugen können. Solche Erwartungen und die Art und Weise ihrer Erfüllung lassen sich gewiss nicht von jenen anderen Faktoren trennen, aber es wäre genauso falsch, sie nur als oberflächlichen Ausdruck anonymer überindividueller Strukturen zu untersuchen. In den geplanten Projekten des Clusters sollen nicht nur historische Prozesse, sondern auch die gegenwärtigen globalen Konflikte um eine gerechte Weltordnung aus der Perspektive der agierenden Personen beleuchtet werden.
Ahnenforschung unter sozialen Amöben : die morphologische Taxonomie muss umgeschrieben werden
(2007)
Seit fast 150 Jahren forschen Wissenschaftler aus aller Welt über den faszinierenden Wechsel zwischen Einzelligkeit und Vielzelligkeit im Lebenszyklus der »zellulären Schleimpilze«. Diese Forschung war bisher so erfolgreich, dass einem Vertreter der zellulären Schleimpilze, Dictyostelium discoideum, vom US-amerikanischen Gesundheitsministerium National Institutes of Health (NIH) ganz offiziell der Status eines Modellorganismus für biomedizinische Forschung verliehen wurde. Obwohl wir inzwischen glauben, viel über die »sozialen Amöben«, die sich bei Nahrungsmangel von Einzellern zu einem vielzelligen Verband zusammenlagern, gelernt zu haben, basiert unser Wissen doch fast ausschließlich auf Arbeiten mit der einen Art D. discoideum. Man kennt allerdings heute mehr als 100 Arten sozialer Amöben. Alle bilden multizelluläre Fruchtkörper aus, die aus Stielen und Sporenpaketen bestehen. Bisher ging man davon aus, dass die Spezies mit azellulären Stielen in ihren Fruchtkörpern phylogenetische Vorläufer der Vertreter mit zellulären Stielen sind, und dass die Vertreter mit verzweigten Fruchtkörpern näher mit sich selbst als mit den anderen sozialen Amöben verwandt sind. Diese Hypothesen wurden nun durch aktuelle molekulargenetische Analysen widerlegt.
Anderer Fehler sind gute Lehrer « – so lautet ein nur wenig bekanntes altes deutsches Sprichwort. Für medizinische Fehler galt das die längste Zeit nicht: entweder totgeschwiegen oder als »Kunstfehler « in das Licht der Öffentlichkeit gezerrt, entzogen sich ärztliche Fehler einer systematischen Analyse. Damit hat die Medizin lange eine wichtige Chance vertan. Am Institut für Allgemeinmedizin der Universität Frankfurt beschäftigt sich seit einigen Jahren ein Team unter Leitung von Prof. Dr. Ferdinand Gerlach intensiv mit der Fehlerforschung. ...
Die Suche nach neuen Katalysatoren ist einer der wichtigsten Forschungszweige der Chemie. Die effizientesten Katalysatoren – die Enzyme – wurden allerdings nicht von Wissenschaftlern entwickelt, sondern sind aus Millionen Jahren Evolution hervorgegangen. Durch moderne Strukturaufklärungsmethoden lassen sich viele Enzyme in die Karten schauen und dienen Chemikern als Blaupause für neue synthetische Katalysatoren. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie wesentlich besser zugänglich und robuster sind als ihr natürliches Vorbild. Mit diesem biomimetischen Ansatz gelang es uns erstmals, die Glutamat-Dehydrogenase nachzuahmen. Dadurch vereinfacht sich die industrielle Synthese von Aminen, die wichtige Bausteine für Naturstoffe und Pharmazeutika sind. Auch auf die Herstellung von Antibiotika lässt sich dieses Prinzip übertragen.
Expeditionen ins Pilzreich Panamas : Pionierarbeit in einer der artenreichsten Regionen unserer Erde
(2007)
Als Bindeglied zwischen Nord- und Südamerika ist Panama ein »Biodiversitäts-Hotspot« – es beherbergt eine außerordentlich hohe Artenvielfalt an Pflanzen, Tieren und Pilzen. Pilze übernehmen in tropischen Ökosystemen wichtige Aufgaben: Sie zersetzen totes organisches Material, helfen den Pflanzen bei der Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen aus dem Boden, und sie leisten sogar als Parasiten einen Beitrag zum Erhalt einer großen Artenvielfalt. Aufgrund einzelner Stichproben wissen wir, dass die Anzahl der Pilzarten in den Tropen diejenige der Pflanzen um ein Vielfaches übertrifft. Doch während für Panama zirka 9500 verschiedene Arten von Gefäßpflanzen bekannt sind, zählt eine im Rahmen unserer Arbeit erstellte Checkliste der Pilze nur zirka 1800 Arten. Das zeigt, dass für die Erforschung der Pilze noch umfangreiche Pionierarbeit geleistet werden muss. Zwischen 2003 und 2006 geschah dies im Rahmen einer Universitätspartnerschaft der Universität Frankfurt mit der Universidad Autónoma de Chiriquí, die durch den Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) gefördert wurde. Im Zentrum eines Projekts der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) steht die Erforschung der Vielfalt und Ökologie pflanzenparasitischer Pilze. Des Weiteren untersucht unsere Arbeitsgruppe Pilze an Insekten sowie an menschlichen Haut- und Nagelläsionen.
Während in den Vereinten Nationen mit mäßigem Erfolg um eine international akzeptierte Weltpolitik gerungen wird, haben sich in anderen gesellschaftlichen Bereichen längst globale vernetzte Strukturen entwickelt. Ansätze für eine Vielzahl von autonomen Zivilverfassungen, die die Welt umspannen, sind erkennbar – vom »cyberspace « bis zur Weltwirtschaft. Lassen sich mit den Grundsätzen der nationalstaatlichen Verfassungen auch die Herausforderungen angehen, die sich aus den drei aktuellen Trends – Digitalisierung, Privatisierung und globaler Vernetzung – ergeben? Ging es im 18. und 19. Jahrhundert im Nationalstaat darum, die Rechte des Einzelnen gegenüber dem Staat zu stärken und die Politik durch ihre Bindung an das Recht zu disziplinieren, so dreht es sich heute um Freisetzung und Disziplinierung ganz anderer globaler Dynamiken. Der Rechtssoziologe Prof. Dr. Gunther Teubner beschäftigt sich mit der Frage: Kann man die Traditionen der Nationalstaatsverfassung fruchtbar machen und sie zugleich so umdenken, dass sie den neuen Problemlagen gerecht werden?
Peter Suhrkamp und sein Verlag stehen für den kulturellen Wiederaufbau: Suhrkamp erhält 1945 die erste Verlagslizenz, sein Programm prägt die geistige Identität der jungen Republik. Der Verleger wirkt im Stillen als Katalysator bei der Entstehung von Werken, er gibt Autoren die intellektuelle Heimat, in der entstehen kann, was zur literarischen Signatur Nachkriegsdeutschlands werden wird. Die Frage nach seinem Erfolgsrezept beantwortet Wolfgang Schopf mit einem Blick auf die Schätze des »Archivs der Peter Suhrkamp Stiftung an der Johann Wolfgang Goethe-Universität«.
Aus den zehn Jahrhunderten antiker Münzgeschichte gibt es Millionen an Fundmünzen. Jedes Jahr kommen zahllose Neufunde hinzu. Wozu haben Griechen, Römer, Kelten und andere Völker Münzen geprägt, und wie haben sie diese gebraucht? Wer Einsichten in staatliches Handeln, gesellschaftliche Vorstellungen und Verhaltensweisen, ökonomisches Denken sowie Kultpraktiken gewinnen will, kommt am Studium von Münzen (Numismatik) und ihres Gebrauchs als Geld (Geldgeschichte) nicht vorbei. An der Universität Frankfurt forschen Numismatiker, Archäologen, Althistoriker und Mineralogen aus neun verschiedenen Ländern über Münze und Geld in der antiken Welt.
Background Synchronous neuronal firing has been discussed as a potential neuronal code. For testing first, if synchronous firing exists, second if it is modulated by the behaviour, and third if it is not by chance, a large set of tools has been developed. However, to test whether synchronous neuronal firing is really involved in information processing one needs a direct comparison of the amount of synchronous firing for different factors like experimental or behavioural conditions. To this end we present an extended version of a previously published method NeuroXidence [1], which tests, based on a bi- and multivariate test design, whether the amount of synchronous firing above the chance level is different for different factors.
Background The synchrony hypothesis postulates that precise temporal synchronization of different pools of neurons conveys information that is not contained in their firing rates. The synchrony hypothesis had been supported by experimental findings demonstrating that millisecond precise synchrony of neuronal oscillations across well separated brain regions plays an essential role in visual perception and other higher cognitive tasks [1]. Albeit, more evidence is being accumulated in favour of its role as a binding mechanism of distributed neural responses, the physical and anatomical substrate for such a dynamic and precise synchrony, especially zero-lag even in the presence of non-negligible delays, remains unclear. Here we propose a simple network motif that naturally accounts for zero-lag synchronization for a wide range of temporal delays [3]. We demonstrate that zero-lag synchronization between two distant neurons or neural populations can be achieved by relaying the dynamics via a third mediating single neuron or population. Methods We simulated the dynamics of two Hodgkin-Huxley neurons that interact with each other via an intermediate third neuron. The synaptic coupling was mediated through alpha-functions. Individual temporal delays of the arrival of pre-synaptic potentials were modelled by a gamma distribution. The strength of the synchronization and the phase-difference between each individual pairs were derived by cross-correlation of the membrane potentials. Results In the regular spiking regime the two outer neurons consistently synchronize with zero phase lag irrespective of the initial conditions. This robust zero-lag synchronization naturally arises as a consequence of the relay and redistribution of the dynamics performed by the central neuron. This result is independent on whether the coupling is excitatory or inhibitory and can be maintained for arbitrarily long time delays (see Fig. 1). Conclusion We have presented a simple and extremely robust network motif able to account for the isochronous synchronization of distant neural elements in a natural way. As opposed to other possible mechanisms of neural synchronization, neither inhibitory coupling, gap junctions nor precise tuning of morphological parameters are required to obtain zero-lag synchronized neuronal oscillation.
The goal of this thesis was to gain further insight into the binding behavior of ligands in the heptahelical domain (HD) of group I metabotropic glutamate receptors (mGluRs). This was realized by the establishment of strategies for the detection and optimization of molecules acting as non-competitive antagonists of group I mGluRs (mGluR1/5). These strategies should guarantee high diversity in the retrieved chemotypes of the detected compounds not resembling original reference molecules (“scaffold-hopping”). The detection of new scaffolds, in turn, was divided into two approaches: First the development of pharmacological assays to screen compounds at a certain target for bioactivity (here: affinity towards the allosteric recognition site of mGluR1 and mGluR5), and second the evaluation of computer assisted methods for the identification of virtual hits to be screened afterwards on the pharmacological assays established before. Promising molecules should be optimized with respect to activity/affinity and selectivity, their binding mode investigated and, finally, compared to existing lead compounds. Initially, membrane based binding assays for the HD of mGlu1 and mGlu5 receptors with enhanced throughput (shifting from 24-well plates to 96-well plates) were set up. For the mGluR1 assay the potent antagonist EMQMCM exhibited high affinity towards the binding site (Ki ~3nM), which is in accordance with published data from Mabire et al. (functional IC50 3nM). For mGluR5 the reference antagonist MPEP binds with high affinity to the receptor (binding IC50 13.8nM), which confirmed earlier findings from Anderson et al. (binding IC50 15nM). In another series of experiments the properties of rat cerebellar (mGluR1) and corticalmembranes (mGluR5) as well as of radiotracers were investigated by means of binding saturation studies and kinetic experiments. Furthermore, the influence of the solvent DMSO, necessary for compound screening of lipophilic substances, on positive and negative controls was evaluated. As the precise architecture of the HD of mGluR1 is still not known our efforts in identifying new ligands for this receptor focused on the ligand-based approach. All computer assisted methods that were applied to virtually screen large compound collections and to retrieve potential hits (“activity-enriched subsets”) acting at the heptahelical domain of mGluR1 relied on the existence of a valid dataset of reference molecules. This was realized by an initial compilation of a mGluR reference data collection comprising in total 357 entries predominantly negative but also some positive allosteric modulators for mGluR1 and mGluR5. In the next step a pharmacophore model for non-competitive mGluR1 antagonists was constructed. It was based upon six selective, potent and structurally diverse ligands. Prospective virtual screening was performed using the CATS atom-pair descriptor. The Asinex Gold-Collection was screened for each seed compound and some of the most similar compounds (according to the CATS descriptor) were ordered and tested forbinding affinity and functional activity at mGluR1. A high hit rate of approximately 26% (IC50 < 15 micro M) was yielded confirming the applicability of this method. One compound exerted functional activity below one micro molar (IC50-value of C-07:362nM ± 0.03). Moreover, non-linear principal component analysis was employed. Again the Asinex vendor database served as test database and was filtered by the pharmacophore model for mGluR1 established before. Test molecules that were adjacently located with mGluR1 antagonist references were selected. 15 compounds were tested on mGluR1 in binding and functional assays and three of them exhibited functional activity (IC50) below 15 micro M. The most potent molecule P-06 revealed an IC50-value of 1.11 micro M (± 0.41). The COBRA database comprising 5,376 structurally diverse bioactive molecules affecting various targets was encoded with the CATS descriptor and used for training two selforganizing maps (SOM). The encoded mGluR reference data collection was projected onto this map according to the SOM algorithm. This projection allowed to clearly distinguish between antagonists of mGluR1 and mGluR5 subtype. 28 compounds were ordered and tested on activity and affinity for mGluR1. They exhibited functional activity down to the sub-micro molar range (IC50-value of S-08: 744nM ± 0.29) yielding a final hit rate of 46% (<15 micro M). Then, the Asinex collection was screened using the SOM approach. For a predicted target panel including the muscarinic mACh (M1) receptor, the histamine H1-receptor and the dopamine D2/D3 receptors, the tested mGluR ligands exhibited the calculated binding pattern. This virtual screening concept might provide a basis for early recognition of potential sideeffects in lead discovery. We superimposed a set of 39 quinoline derivatives as non-competitive mGluR1 antagonists that were recently published by Mabire and co-workers. A CoMFA model (QSAR) was established and the influence of several side chains on functional activity was investigated. The coumarine derivative C-07 was obtained as a result of similarity searching. Starting from this compound a series of chemical derivatives was synthesized. This led to the discovery of potent (B-28, IC50: 58nM ± 0.008; Ki: 293nM ± 0.022) and selective (rmGluR5 IC50: 28.6 micro M) mGluR1 antagonists. From a homology model of mGluR1 we derived a potential binding mode for coumarines within the allosteric transmembrane region. Potential interacting patterns with amino acids were proposed considering the difference of the binding pockets between rat and human receptors. The proposed binding modes for quinolines (here:EMQMCM) and coumarines (here:B-04) were compared and discussed considering in particular the influence on activity of several side chains of quinolines obtained from the QSAR studies. The present studies demonstrated the applicability of ligand-based virtual screening for non-competitive antagonists of a G-protein coupled receptor, resulting in novel, potent and selective agents.
The strong nuclear force is described by Quantum Chromodynamics (QCD), the parallel field theory to Quantum Electrodynamics (QED) that describes the electromagnetic force. It is propagated by gluons analogously to photons in the electromagnetic force, but unlike photons, which do not carry electric charge, gluons carry color, and they can self-interact. However, as individual quarks have never been observed in nature, it is postulated that the color charge itself is confined, and hence all baryons and mesons must be colorless objects. To study nuclear matter under extreme conditions, it is necessary to create hot and dense nuclear matter in the laboratory. In such conditions the confinement between quarks and gluons is cancelled (deconfinement). This state is characterized with a qusi-free behavior of quarks and gluons. The strange (s) and anti-strange (anti-s) quarks are not contained in the colliding nuclei, but are newly produced and show up in the strange hadrons in the final state. It was suggested that strange particle production is enhanced in the QGP with respect to that in a hadron gas. This enhancement is relative to a collision where a transition to a QGP phase does not take place, such as p+p collisions where the system size is very small. Therefore the energy- and system size dependence is studied to receive a picture about the initial state. In this thesis experimental results on the energy- and system size dependence of Xi hyperon production at the CERN SPS is shown. All measurements were performed with the NA49 detector at the CERN SPS. NA49 took central lead-lead collisions from 20 - 158 AGeV, minimus bias lead-lead collisions at 40 and 158 AGeV, and semi-central silicon-silicon colisions at 158 AGeV. The NA49 experiment features a large acceptance in the forward hemisphere allowing for measurements of Xi rapidity spectra. At the SPS accelerator at CERN Pb+Pb collisions are performed with beam energies to 158 AGeV. The analyzed data sets were taken in the period from 1999 to 2002. The NA49 experiment is a large acceptance hadron spectrometer, which measures charged hadrons in a wide acceptance. The main components are the four TPCs (Time Projection Chamber). The centrality of nucleon-nucleon collisions was done by measuring the not in the collision participating (spectator-) nucleons in the VETO-calorimeter. The study of strangeness is motivated by its role as a signature for the Quark Gluon Plasma. Any enhancement in the yield must be with respect to a ’normal’ yield, where a QGP is not formed. This is usually taken to mean suitably scaled p+p collisions, where the volume of the system created is too small for a QGP to occur. The results at SPS and RHIC energies show an enhancement, with the doubly strange Xi? being enhanced more than the Lambda, in accordance with the original prediction. However, the enhancement at SPS energies is higher than at RHIC energies.
Im Gegensatz zur Minimierung von DFAs ist die exakte Minimierung von NFAs oder regulären Ausdrücken nachweislich schwierig, im allgemeinen Fall PSpace-schwer. Wir zeigen, dass selbst schwache Approximationen zur Minimierung von NFAs und regulären Ausdrücken wahrscheinlich nicht effizient möglich sind. Falls als Eingabe ein NFA oder regulärer Ausdruck der Größe n gegeben ist, löst ein Approximationsalgorithmus für das Minimierungsproblem mit Approximationsfaktor o(n) bereits ein PSpace-vollständiges Problem. Wenn wir uns auf NFAs oder reguläre Ausdrücke über einem unären - also einelementigen - Alphabet beschränken, so ist das Problem der exakten Minimierung NP-vollständig. Wir weisen nach, dass effiziente Approximationen für das unäre Minimierungsproblem mit Approximationsfaktor n^(1-delta) für jedes delta>0 nicht möglich sind, sofern P != NP gilt. Liegt die Eingabe als DFA mit n Zuständen vor, kann sie exponentiell größer sein als ein äquivalenter NFA oder regulärer Ausdruck. Dennoch bleibt das Minimierungsproblem PSpace-schwer, wenn die Anzahl der Übergänge oder Zustände in einem äquivalenten NFA oder die Länge eines äquivalenten regulären Ausdrucks zu bestimmen ist. Wir zeigen, dass auch hierfür keine guten Approximationen zu erwarten sind. Unter der Annahme der Existenz von Pseudozufallsfunktionen, die wiederum auf der Annahme basiert, dass Faktorisierung schwierig ist, zeigen wir, dass kein effizienter Algorithmus einen Approximationsfaktor n/(poly(log n)) für die Zahl der Übergänge im NFA oder die Länge des regulären Ausdrucks garantieren kann. Für die Zahl der Zustände im NFA weisen wir nach, dass effiziente Approximationen mit Approximationsfaktor (n^(1/2))/(poly(log n)) ausgeschlossen sind. Wir betrachten dann Lernprobleme für reguläre Sprachen als Konzeptklasse. Mit den entwickelten Methoden, die auf der Annahme der Existenz von Pseudozufallsfunktionen beruhen, zeigen wir auch, dass es für das Problem des minimalen konsistenten DFAs keine effizienten Approximationen mit Approximationsfaktor n/(poly(log n)) gibt. Für den unären Fall hingegen weisen wir nach, dass es einen effizienten Algorithmus gibt, der einen minimalen konsistenten DFA konstruiert und erhalten somit auch einen effizienten PAC-Algorithmus für unäre reguläre Sprachen, die von DFAs mit n Zuständen akzeptiert werden. Für unäre Beispielmengen weisen wir außerdem nach, dass es keine effizienten Algorithmen gibt, die minimale konsistente NFAs konstruieren, falls NP-vollständige Probleme nicht in Zeit (n^(O(log n)) gelöst werden können. Andererseits geben wir einen effizienten Algorithmus an, der zu unären Beispielmengen einen konsistenten NFA mit höchstens O(opt^2) Zuständen konstruiert, wenn ein minimaler konsistenter NFA opt Zustände hat. Abschließend betrachten wir das Lernen von DFAs durch Äquivalenzfragen. Für den nicht-unären Fall ist bekannt, dass exponentiell viele Fragen für DFAs mit n Zuständen benötigt werden. Für unäre zyklische DFAs mit primer Zykluslänge und höchstens n Zuständen zeigen wir, dass Theta((n^2)/(ln n)) Äquivalenzfragen hinreichend und notwendig sind. Erlauben wir größere zyklische DFAs als Hypothesen, kommen wir mit weniger Fragen aus: Um zyklische DFAs mit höchstens n Zuständen durch Äquivalenzfragen mit zyklischen DFAs mit höchstens n^d Zuständen für d <= n als Hypothesen zu lernen, sind O((n^2)/d) Fragen hinreichend und Omega((n^2 ln d)/(d (ln n)^2)) Fragen nötig.
Background The cell cycle of all organisms includes mass increase by a factor of two, replication of the genetic material, segregation of the genome to different parts of the cell, and cell division into two daughter cells. It is tightly regulated and typically includes cell cycle-specific oscillations of the levels of transcripts, proteins, protein modifications, and signaling molecules. Until now cell cycle-specific transcriptome changes have been described for four eukaryotic species ranging from yeast to human, but only for two prokaryotic species. Similarly, oscillations of small signaling molecules have been identified in very few eukaryotic species, but not in any prokaryote. Results A synchronization procedure for the archaeon Halobacterium salinarum was optimized, so that nearly 100% of all cells divide in a time interval that is 1/4th of the generation time of exponentially growing cells. The method was used to characterize cell cycle-dependent transcriptome changes using a genome-wide DNA microarray. The transcript levels of 87 genes were found to be cell cycle-regulated, corresponding to 3% of all genes. They could be clustered into seven groups with different transcript level profiles. Cluster-specific sequence motifs were detected around the start of the genes that are predicted to be involved in cell cycle-specific transcriptional regulation. Notably, many cell cycle genes that have oscillating transcript levels in eukaryotes are not regulated on the transcriptional level in H. salinarum. Synchronized cultures were also used to identify putative small signaling molecules. H. salinarum was found to contain a basal cAMP concentration of 200 uM, considerably higher than that of yeast. The cAMP concentration is shortly induced directly prior to and after cell division, and thus cAMP probably is an important signal for cell cycle progression. Conclusions The analysis of cell cycle-specific transcriptome changes of H. salinarum allowed to identify a strategy of transcript level regulation that is different from all previously characterized species. The transcript levels of only 3% of all genes are regulated, a fraction that is considerably lower than has been reported for four eukaryotic species (6% - 28%) and for the bacterium C. crescentus (19%). It was shown that cAMP is present in significant concentrations in an archaeon, and the phylogenetic profile of the adenylate cyclase indicates that this signaling molecule is widely distributed in archaea. The occurrence of cell cycle-dependent oscillations of the cAMP concentration in an archaeon and in several eukaryotic species indicates that cAMP level changes might be a phylogenetically old signal for cell cycle progression.
„Bhinneka Tunggal Ika“ „Einheit in der Vielfalt“ – schon aus dem Staatsmotto Indonesiens wird einer der Grundkonflikte des größten in einer Nation zusammengefassten Inselarchipels der Erde ersichtlich: Es herrscht ein Widerspruch zwischen der natürlichen Heterogenität des Landes, das aus rund 13.000 Inseln besteht, die von 300 verschiedenen Ethnien bewohnt werden, und seinem Anspruch, einen stabilen Einheitsstaat zu bilden. Weiterhin stellt sich die Frage nach der geeigneten Verwaltungsform für ein derartiges Land. Diese Frage wurde von den meisten der bisherigen Machthaber in einer eindeutigen Weise beantwortet: Indonesien verfügt über eine lange zentralistische Tradition, die mit den präkolonialen Königreichen auf dem Gebiet des heutigen Indonesiens begann, sich mit der Verwaltungsstruktur des niederländischen Kolonialreiches „NiederländischIndien“ fortsetzte und im unabhängigen Indonesien unter der autoritären Herrschaft der ersten beiden Präsidenten Soekarno und Soeharto ihren vorläufigen Höhepunkt fand. Zwischenzeitliche Bemühungen, das Land zu dezentralisieren, wurden zumeist nur halbherzig durchgeführt und blieben im Ansatz stecken. ... Diese Arbeit soll sich mit einem wichtigen Teilphänomen der otonomi daerah – der neuen „regionalen Autonomie“ – beschäftigen, nämlich mit der Neugründung von Verwaltungseinheiten (also Provinzen, Distrikten und kreisfreien Städten) – oftmals mit den Schlagwörtern pemekaran („Aufblühen“) oder pembentukan („[Heraus]-Bildung“) bezeichnet – die in den Jahren seit Ende der SoehartoHerrschaft förmlich auszuufern schienen. Den Fokus meiner Analyse möchte ich auf die jeweiligen Ursachen und Beweggründe für diese Prozesse legen. Dabei soll ein bisher noch etwas vernachlässigter Ansatz, der über die offiziell vorherrschenden politischen, administrativen und ökonomischen Erklärungsansätze hinausgehen möchte und vor allem nach sprachlichen, kulturellen, ethnischen, religiösen und historischen Faktoren hinter der Gründung neuer administrativer Einheiten sucht (vgl. z.B. Nothofer 2006), weiterverfolgt und kritisch hinterfragt werden. Anhand dreier Fallstudien, die sich mit entsprechenden Entwicklungen in den Regionen Banyumas, Tapanuli und Sulawesi Selatan (Sulsel) beschäftigen, sollen dazu die jeweiligen offiziellen Begründungsansätze der lokalen Politiker den Meinungsäußerungen aus der Bevölkerung, die sich z.B. in Internet-Foren finden, gegenübergestellt werden. Die Fallstudien wurden mit Bedacht ausgewählt, da möglichst verschiedene Fälle miteinander verglichen werden sollen: Ein Dezentralisierungsprozess auf der indonesischen Hauptinsel Java wird Fällen auf den Inseln Sumatra und Sulawesi gegenübergestellt; die jeweiligen Begründungsansätze für die pemekaran-Prozesse sind untereinander z.T. sehr verschieden; und es werden zwei bisher friedlich verlaufene Prozesse einem Fall gegenübergestellt, in dem es zu Ausbrüchen von Gewalt kam. Darüber hinaus befinden sich die verschiedenen vorgestellten Fälle in einem unterschiedlichen Entwicklungsstadium mit unterschiedlichen Erfolgsaussichten. Besonders im Falle Sulsels, einer Region, in der die otonomi daerah besonders weitreichende und vielfältige Auswirkungen hatte, stellte sich dabei das Problem der Abgrenzung des Themenbereichs. Um den Rahmen dieser Arbeit nicht zu sprengen, habe ich mich auf pemekaran-Prozesse und damit in irgendeiner Weise zusammenhängende Konflikte auf dem (ehemaligen) Territorium der Provinz Sulsel beschränkt, während auf andere Folgen der Dezentralisierung, wie beispielsweise die Diskussion über die Einführung der Scharia, des islamischen Rechts, in Sulsel (vgl.z.B. Pradadimara/Burhaman 2002, Donohoe 2004), nicht weiter eingegangen wird. Im Schlusskapitel dieser Arbeit sollen Gemeinsamkeiten und Unterschiede der verschiedenen Fälle herausgearbeitet werden, so dass ersichtlich wird, ob sich der von mir verfolgte Grundansatz dieser Arbeit zur Analyse von Dezentralisierungsprozessen in Indonesien generell eignet. In einem abschließenden Ausblick soll eine These über den Einfluss der pemekaran-Prozessen auf den nationalen Zusammenhalt aufgestellt sowie ein Szenario für die Zukunft des indonesischen Staates hinsichtlich seines administrativen Aufbaus und seiner nationalen Einheit entworfen werden.
„Habemus Papam!“ – so schließt Text A und bringt die für Deutschland sensationelle Nachricht, daß ein Deutscher zum Papst gewählt wurde noch einmal mit der entsprechenden rituellen Formel zum Ausdruck. Daß diese Feststellung nicht nur sachlicher Ausdruck für die Tatsache eines Pontifikatswechsel ist, sondern vielmehr einen kirchengeschichtlichen Vorgang mit besonderer Relevanz für die katholische Kirche in Deutschland beschreibt, zeigt sich exemplarisch an den hier analysierten Pressetexten. Während die Texte aus kirchlichen und kirchennahen Medien vor allem dadurch auffallen, daß sie ein gestärktes katholische Selbstbewußtsein ausdrücken, springt bei den Beispielen aus weltlichen Medien hauptsächlich eine neue Offenheit im Umgang mit der katholischen Kirche und ihrer Lehre ins Auge. Die Artikel beider Bereiche betonen auf ihre Weise die emotionalen Aspekte des kirchlichen Lebens. Gleichzeitig thematisieren sie mehr oder weniger intensiv Grundfragen des katholischen bzw. christlichen Glaubens und sind so Beleg dafür, daß sich die Situation der katholischen Kirche in Deutschland durch die Wahl Joseph Ratzingers zum Papst maßgeblich verändert hat. Auch wenn der Umgang der Medien mit der alten „Institution Kirche“ zwischen extrem hoher medialer Aufmerksamkeit im Zusammenhang mit Papst Benedikt XVI. und völliger Mißachtung sonstiger kirchlicher Vorgänge und Themen schwankt, markieren die vorgestellten Texte einen Trend, der zwar nicht auf breiter Front, noch durchgängig zum Tragen kommt, dennoch aber vorhanden ist und neue Berührungspunkte zwischen katholischer Kirche und Medien eröffnet. Dieser Prozeß erscheint eingebettet in die gewachsene Relevanz von Religion und Glaube, so unbestimmt und diffus auch beide in der deutschen Gesellschaft vorhanden sein mögen. Der Pontifikatswechsel hat dazu geführt, daß seit 2005 auch vermehrt katholische bzw. christliche Themen im öffentlichen Diskurs über Religion, Glaube und Spiritualität Beachtung finden und sich stärker gegenüber anderen religiösen und esoterischen Angeboten profilieren können. Anzeichen dafür finden sich mit Blick auf die Medien vor allem auf dem deutschen Buchmarkt. Aber auch die Kirche selbst erfährt Aufwind und scheint trotz weiterhin bestehender Probleme und Schwierigkeiten in einigen Bereichen wieder fester Tritt zu fassen. Papst Benedikt XVI. ist sicher nicht alleiniger Auslöser dieser Entwicklung, seine Wahl und sein Wirken hatten und haben aber offensichtlich katalytische Wirkung und begünstigen einige Ansätze positiv. ...
Koalas are popular zoo animals, but difficult in husbandry. In addition to their specialised diet of eucalyptus leaves, they are prone to “stress” and disease. Particularly in European zoos, themonitoring of theirwell-being has high priority and they are protected from possible stressors. However, stress signs in koalas are vague and monitoring techniques like weighing might result in discomfort itself. Additionally, husbandry routines are planned according to keeper’s schedule, not to the endogenous rhythms of the koalas. Therefore it is necessary to investigate activity pattern in captive koalas and the signals influencing them. These signals have to be assessed on the strength and quality of their impact. A total of 17 koalas have been observed in three zoological gardens in Australia and Europe. Koalas kept in outdoor enclosures with little human contact (Koala Walkabout, Taronga Zoo, Sydney) showed a uniform activity pattern, which was clearly entrained by light. Activity levels were higher during the night, and there was a pronounced resting period in the morning which corresponds with low body temperature measured by Degabriele and Dawson (1979). Activity peaks were related to twilight and changed during the year related to day lengths. However, there was a clear influence from the introduction of fresh browse which resulted in a distinct feeding peak in the afternoon. With short day lengths, this stimulus competed with dusk. Activity patterns from koalas in indoor enclosures (Zoo Duisburg, Vienna Zoo) varied between individuals and in some cases lacked a detectable rhythm. Though activity peaks were related to light, entrainment to sunlight was weak. In winter, koalas reacted primarily to the artificial light, but some also showed activity peaks related to sunlight. Activity patterns in these koalas were less structured and differed severely from patterns expected according to literature. Activity was often related to the keeper’s presence and food introduction. Frequency of feeding bouts was considerably higher at Vienna Zoo compared to the other zoos and the bouts were shorter in duration. Time budgets of the koalas were within the range given in free-range studies. Feeding showed seasonal changes and was increased in lactating females. Koalas at Vinna Zoo had a high level of locomotor activity compared to the size of the enclosure. Koalas at Koala Walkabout were not used to handling, so they resisted the keeper. The koalas at the two European zoos were handled regularly and settled down quickly. However, handling took place in the morning; in most koalas, there was no activity prior to it. In Vienna, resting periods were interrupted daily due to weighing. Food introduction at KoalaWalkabout took place in the afternoon. It was preceded by locomotor activity and triggered a long feeding bout in the koalas. It is not clear, whether food had true Zeitgeber properties or masked the endogenous rhythm. In the two European zoos, food was introduced in the morning. The peaks related to this were smaller than those at Koala Walkabout. Activity was rarely observed prior to food introduction. The koalas at Koala Encounter, Taronga Zoo (Sydney),were regularly confronted with visitors, though no contact was allowed. Direct observation by the keepers did rarely show any stress signs. Activity patterns at night were strikingly similar to Koala Walkabout, but differed dramatically during the day. Food was introduced three times a day, which usually resulted in activity that interrupted a resting period. Generally, the koalas at Koala Encounter were more active than those at KoalaWalkabout. They also displayed a high level of locomotor activity, especially on the ground, which is an accepted sign of discomfort in koalas (Wood 1978; Zoological Society of San Diego 2001; Yusuf& Rosenthal unpublished data). In summary, this chronoethological study of the captive koalas showed that there are several problems with koala husbandry. Artificial light regimes for koalas are not sufficient for entrainment and result in unstructured activity pattern. This is especially the case in winter, when the day in Europe is artificially extended. Due to the mainly nocturnal behaviour of koalas, such an extension might not be necessary and therefore should be avoided. Handling in Europe took place during the physiological resting time of the koalas. Interruptions of resting times are considered as stressors (Wood 1978) and should be avoided. Handling in the afternoon would be more suitable for the koalas and triggered activity in the two koalas at Vienna Zoo. It is also arguable if daily weighing is necessary to monitor health in captive koalas or if the frequent interruption of resting countervail the advantages of constant monitoring. Frequent contact with visitors, evenwithout the so-called cuddling, has a considerable impact on activity patterns and time budget of koalas, even if no immediate stress signs are displayed. Such contact should therefore be reduced to a minimum and chronoethological observations of the koalas should be used. A study on koalas with direct visitor contact is also advisable to revise the current legislation on “koala cuddling”. Koalas frequently rested in living trees if they had access to it. Since no food-poisoning has been reported from koalas using living non-food trees, the provision of living trees with an appropriate canopy should be included in the husbandry guidelines. Increased locomotor activity has been shown to be related to conditions of discomfort or stress and possibly to oestrus. This is in accordance with literature (Wood 1978; Zoological Society of San Diego 2001). Further observation, combined with hormone analysis, are advisable to establish this parameter for evaluation of well-being. Chronoethology has proven to be useful for the evaluation of husbandry conditions and group dynamics. Different to other, traditional ethologicalmethods, it indicated problems and enabled me to advise more appropriate times for handling and food introduction. It is desirable that zoos already using 24-hour video observation include chronoethological aspects into their analysis.