Eine chronologisch-systematische Aufstellung sämtlicher Werke des Komponisten Adolf Wallnöfer (1854-1946) unter Angabe ihrer Quellen und Drucklegungsdaten zusammengestellt nach Recherchen im Wallnöfer-Familiennachlass in München, der Städtischen Musikbibliothek München und der Österreichischen Nationalbibliothek in Wien (ÖNB)
Esperanto in China and among the Chinese diaspora was for long periods closely linked with anarchism. This article looks at the history of the Chinese Esperanto movement after the repatriation of anarchism to China in the 1910s. It examines Esperanto’s political connections in the Chinese setting and the arguments used by its supporters to promote the language. In exploring the role played by Esperanto in interwar Chinese culture and politics, it helps to throw light on the complex relationship between language and politics in China in the first half of the twentieth century.
The history of Esperanto in China was for long periods closely linked with anarchism. This article surveys the connection in the years up to 1920, and sets out to show which groups used which arguments to agitate for Esperanto, in order to throw light on the complexity of the relationship between language and politics in China, especially in the first half of the twentieth century.
Introduction: The cytotoxic effects of radiation therapy are mediated primarily through increased formation of hydroxyl radicals and reactive oxygen species, which can damage cells, proteins and DNA; the glutathione S-transferases (GSTs) function to protect against oxidative stress. We hypothesized that polymorphisms encoding reduced or absent activity in the GSTs might result in greater risk for radiation-associated toxicity. Methods: Women receiving therapy in radiation units in Germany following lumpectomy for breast cancer (1998–2001) provided a blood sample and completed an epidemiological questionnaire (n = 446). Genotypes were determined using Sequonom MALDI-TOF (GSTA1, GSTP1) and Masscode (GSTM1, GSTT1). Biologically effective radiotherapy dose (BED) was calculated, accounting for differences in fractionation and overall treatment time. Side effects considered were grade 2c and above, as classified using the modified Common Toxicity Criteria. Predictors of toxicity were modelled using Cox regression models in relation to BED, with adjustment for treating clinic, photon field, beam energy and boost method, and potential confounding variables. Results: Low activity GSTP1 genotypes were associated with a greater than twofold increase in risk for acute skin toxicities (adjusted hazard ratio 2.28, 95% confidence interval 1.04–4.99). No associations were noted for the other GST genotypes. Conclusion: These data indicate that GSTP1 plays an important role in protecting normal cells from damage associated with radiation therapy. Studies examining the effects of GSTP1 polymorphisms on toxicity, recurrence and survival will further inform individualized therapeutics based on genotypes.
Background: Referrals of patients from primary care to medical specialist care are an important activity in any health care system. German data show that the number of referrals by GPs have increased since 2004, but detailed insight into the experiences of patients, GPs and consultants regarding referrals is very limited. This study aimed at describing the experiences of consultants, GPs and patients with referrals from primary care to medical specialist care. An additional objective was to examine the impact of purpose regarding the referral and of the referrer on the experiences of GPs and patients. Methods: Referrals of 26 general practitioners (GPs) from 25 practices in Marbach, a rural region in the south of Germany were studied. All adult patients referred after consulting these GPs in a period of five weeks were eligable for the study. GPs, consultants and patients completed short structured forms to document factual characteristics of each referral and their experiences with the referral. GPs and patients completed forms before and after the referral was made, while the consultants completed forms after the patient had consulted them. Results: Overall, consultants were very positive about appropriateness of the referral (91%). They were somewhat more critical regarding the information provided on the patients' medical history (61%) and prescriptions (48%). In 258 referrals (63%) GPs perceived clear diagnostic benefits, while in 202 referrals (49%) they perceived clear treatment benefits. GPs' experiences were more positive if the GP's purpose was to reduce diagnostic uncertainty (beta = 0.318, p < 0.001) or if the purpose was to exclude serious illness (beta = 0.143, p < 0.010). Other purposes of the referral had no impact on their experiences. Patients' expectations regarding the referrals mostly referred to diagnosis, including increased diagnostic certainty (80%), detailed information about the illness (66%) and exclusion of serious illness (62%). They were overall satisfied with the referral (83%). Their experiences with the referral were more positive if the initiative for the referral came from the physician (beta = 0.365, p < 0.000). Conclusion: Patients, GPs and consultants have positive views on the value of referrals from primary care to medical specialists. Patients were most positive if the physician had initiated the referral, which supports the gate keeper role of the GP.
Background: The implementation of combined radiochemotherapy (RCHT) with temozolomide (TMZ) has lead to a significant increase in overall survival times in patients with Glioblastoma multiforme (GBM), however, outcome still remains unsatisfactory. The majority of GBMs show an overexpression and/or amplification of the epidermal growth factor receptor (EGFR). Therefore, addition of EGFR-inhibition with cetuximab to the current standard treatment approach with radiotherapy and TMZ seems promising. Methods/design: GERT is a one-armed single-center phase I/II trial. In a first step, dose-escalation of TMZ from 50 mg/m2 to 75 mg/m2 together with radiotherapy and cetuximab will be performed. Should safety be proven, the phase II trial will be initiated with the standard dose of 75 mg/m2 of TMZ. Cetuximab will be applied in the standard application dose of 400 mg/m2 in week 1, thereafter at a dose of 250 mg/m2 weekly. A total of 46 patients will be included into this phase I/II trial. Primary endpoints are feasibility and toxicity, secondary endpoints are overall and progression-free survival. An interim analysis will be performed after inclusion of 15 patients into the main study. Patients' enrolment will be performed over a period of 2 years. The observation time will end 2 years after inclusion of the last patient. Discussion: The goal of this study is to evaluate the safety and efficacy of combined RCHT-immunotherapy with TMZ and cetuximab as first-line treatment for patients with primary GBM.
Absinthe, a bitter spirit containing wormwood (Artemisia absinthium L.), was banned at the beginning of the 20th century as consequence of its supposed unique adverse effects. After nearly century-long prohibition, absinthe has seen a resurgence after recent de-restriction in many European countries. This review provides information on the history of absinthe and one of its constituent, thujone. Medical and toxicological aspects experienced and discovered before the prohibition of absinthe are discussed in detail, along with their impact on the current situation. The only consistent conclusion that can be drawn from those 19th century studies about absinthism is that wormwood oil but not absinthe is a potent agent to cause seizures. Neither can it be concluded that the beverage itself was epileptogenic nor that the so-called absinthism can exactly be distinguished as a distinct syndrome from chronic alcoholism. The theory of a previous gross overestimation of the thujone content of absinthe may have been verified by a number of independent studies. Based on the current available evidence, thujone concentrations of both pre-ban and modern absinthes may not have been able to cause detrimental health effects other than those encountered in common alcoholism. Today, a questionable tendency of absinthe manufacturers can be ascertained that use the ancient theories of absinthism as a targeted marketing strategy to bring absinthe into the spheres of a legal drug-of-abuse. Misleading advertisements of aphrodisiac or psychotropic effects of absinthe try to re-establish absinthe's former reputation. In distinction from commercially manufactured absinthes with limited thujone content, a health risk to consumers is the uncontrolled trade of potentially unsafe herbal products such as absinthe essences that are readily available over the internet.
Motivated by the requirements of modern archaeology, we are developing an automated system for archaeological classification and reconstruction of ceramics. The goal is to create a tool that satisfies the criteria of accuracy, performance (findings/hour), robustness, transportability, overall costs, and careful handling of the findings. Following our previous work, we present new achievements on the documentation steps for 3D acquisition, 3D data processing, and 3D reconstruction. We have improved our system so that it can handle large quantities of ceramic fragments efficiently and computes a more robust orientation of a fragment. In order to store the sherd data acquired and hold all the information necessary to reconstruct a complete vessel, a database for archaeological fragments was developed. We will demonstrate practical experiments and results undertaken onsite at different excavations in Israel and Peru.
1971 wurde in Deutschland ein gesetzliches Krebsfrüherkennungssystem eingeführt. Die Akzeptanz, vor allem bei Männern, ist gering. Im Jahr 2002 nahmen 49 % der anspruchsberechtigten Frauen, aber nur 20 % der anspruchsberechtigten Männer an der kostenlosen Früherkennungsuntersuchung teil. Dieser Artikel gibt eine Übersicht über die zwischen 1973 und 2003 in Deutschland durchgeführten Studien, in denen Zusammenhänge zwischen soziodemografischen Faktoren und der Inanspruchnahme von Krebsfrüherkennungsuntersuchungen (KFU) erforscht wurden. Alle Studien zeigen mit dem Alter ansteigende Teilnahmeraten bei Männern und abfallende Raten bei älteren Frauen (55 Jahre und älter). Die Inanspruchnahme korreliert bei Frauen signifikant mit dem Ausbildungsniveau und der Berufstätigkeit. Bei Männern ist die Beziehung zwischen sozioökonomischem Status und Teilnahme an Krebsfrüherkennungsuntersuchungen jedoch weniger ausgeprägt. Seit 1971 sind die Teilnahmeraten bei Frauen deutlich stärker gestiegen als bei Männern, die Gründe für die Geschlechtsunterschiede in den Teilnahmeraten wurden aber bis heute nicht untersucht. In zukünftigen Studien sollten weitere Variablen, die in der internationalen Forschung als Prädiktoren für die Teilnahmehäufigkeit identifiziert worden sind, z. B. Arztempfehlung oder familiärer Status, berücksichtigt werden.
Die Arbeit behandelt die Frage, ob die klassische Physik deterministisch ist oder nicht. (Staatsexamensarbeit, 1. Staatsexamen, WWU Münster, 2006, Erstgutachter: Prof. Andreas Hüttemann, Zweitgutachterin: Prof. Rosemarie Rheinwald)
A novel measurement technique is developed for 3D reconstruction of Eulerian velocity vector fields and Lagrangian trajectories at water-side viscous boundary layers in wavy free surfaces. The presented approach makes use of spatiotemporal image processing algorithms. The method is applied to a falling film with a known velocity profile.
Laser-Induced Fluorescence (LIF) techniques are applied to visualize air-water gas exchange across the aqueous mass boundary layer in wind/wave facilities. Dissolved oxygen is made visible by quenching of the fluorescence of an organic ruthenium complex (tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid) ruthenium(II) dichloride, Ru(dpp ds)3), and acid or alkaline volatile species such as CO2, HCl or diethylamine by the fluorescent pH indicator 1-hydroxy pyrene-3,6,8-trisulfonic acid (HPTS). Fluorescence of both dyes can be stimulated by a 473 nm DPSS laser. The spectral peaks of the fluorescence emission (510 nm for HPTS and 610 nm for Ru(dpp ds)3) are different enough, so that the concentration fields of both dyes can be measured simultaneously using two cameras with different bandpass filters. The paper details the properties of the two dyes and demonstrates their usage with some preliminary visualization experiments.
A new approach for estimating motion in microfluidic flows is presented. Is is based on an extension of the brightness changes constraint equation (BCCE) to incorporate Taylor dispersion. This extended BCCE is then used for accurately estimating fluid flows in a two dimensional Molecular Tagging Velocimetry (2D-MTV) framework. Reference measurements were conducted to validate the accuracy and applicability of the novel technique. Due to the excellent agreement between measurement and ground truth, the method was also applied to inhomogeneous flows in a mixing chamber.
This article deals with a Chinese television drama broadcast in 2003 during the SARS crisis which sparked heated debates because it challenged the official narrative regarding Chinese modern history: Zou xiang gonghe or “Towards the Republic”. On the surface, the TV drama deals with Chinese history from 1890 to 1917, describing the historical vicissitudes leading to the abolishment of the imperial system, the establishment of the Chinese Republic and the problems with which the latter had to struggle in its formative phase. Still, the decidedly unconventional way in which historical figures and events were presented and construed generated the impression that the TV drama’s agenda was more complex than a mere re-enactment of history for entertainment. During the period when this monumental and extremely expensive drama was broadcast, critics and supporters of the drama started to clash on a number of issues, and the drama was eventually dropped from the programme, which again added fuel to the debate. This article considers the context of the drama and its production, the problematic relationship between the entertaining and educational functions of Chinese television and the purported “new” historiography as portrayed by the drama. It also analyses the public debate, its participants and their arguments in order to figure out implicit meanings and the broader implications for diverging visions of China’s future as a nation.
Zehntausende Scherben von Keramiken werden auf archäologischen Ausgrabungen gefunden. Diese Tonscherben müssen für abschließende wissenschaftliche Untersuchungen dokumentiert werden. Grundlage dieser Dokumentation ist bis heute die händische Zeichnung der Profillinie, welche einen vertikalen Schnitt durch die Scherbe entlang der Rotationsachse, auch Symetrieachse genannt, beschreibt.
Die Handzeichnungen der Profillinie und die dafür benötigte Rotationsachse werden von Archäologen unter zur Hilfenahme verschiedenster Werkzeuge, wie zum Beispiel dem Profilkamm, flexiblem Bleidraht oder Kreisschablonen erstellt. Diese traditionelle Methode der Dokumentation ist allerdings sehr zeitaufwendig und fehleranfällig. Daher wurde der Profilograph entwickelt, der mit manuellem, mechanischem Abtasten der Scherben die Profillinie zur Weiterverarbeitung an einen Computer übermittelt.
Da auch der Profilograph auf Grund der manuellen Arbeitsschritte keine schnellere Dokumentation ermöglicht, wurde ein automatisches System zur Aufnahme von Scherben und zur automatisierten Berechnung der Profillinie entwickelt. Die Erfassung wird mittels Lichtschnittverfahren (strukturiertes Licht) durchgeführt. Aus den Aufnahmen wird ein 3D-Modell erstellt, aus dem die Rotationsachse und somit die Profillinie von Scherben berechnet wird.
Durch ständige Experimente, Zusammenarbeit mit Archäologen und dem Vergleich mit traditionellen Methoden, wurde das automatische System weiterentwickelt. Diese Arbeit stellt eine neue Methode zur Bestimmung der Rotationsachse, basierend auf den traditionellen Methoden der Archäologen vor, welche eine genauere Berechnung der Profillinie ermöglicht. Weiters werden auch methodische Experimente zur Analyse der Geometrie von Keramiken gezeigt, welche Rückschlüsse auf antike Fertigungstechniken ermöglichen.
Das vorgestellte System wurde auf künstlichen und realen Daten getestet. Für die Experimente mit realen Daten wurde das System mittels Funden der archäologischen Ausgrabung in Tel Dor in Israel getestet und mit den traditionellen Handzeichnungen und dem Profilographen verglichen. Die Ergebnisse im Bezug auf dokumentierten Scherben pro Stunde und zur Präzision der verschiedenen Verfahren werden in diesem Dokument gezeigt. Abschließend werden künftige Erweiterungen vorgestellt.
Der Mediziner Jacob Curio (1497-1572) wirkte in Ingolstadt, Mainz und Heidelberg. 1547 erhielt er den ersten Lehrstuhl für Mathematik an der Universität Heidelberg.
Das Ibero-Amerikanische Institut Preußischer Kulturbesitz in Berlin besitzt im Rahmen seiner Bestände Sammlungen von Populärliteratur verschiedener Heftreihen der sogenannten „Biblioteca Criolla" und „Genero Chico" aus Argentinien und der Sammlungen „Literatura de Cordel" aus Brasilien sowie eine Sammlung von Plakaten und Flugblättern der in Mexiko ansässigen Graphikergruppe „Taller de Gráfica Popular", die in Europa einzigartig und für die Wissenschaft von großer Bedeutung sind. Das Ziel meiner Diplomarbeit ist es, ein Konzept zur Digitalisierung dieser Bestände zu entwickeln. Dabei soll auf die wichtigsten Aspekte eines Digitalisierungsprojekts eingegangen werden, von der Projektplanung über die Auswahl des Materials, einzuhaltende Standards bei Digitalisierung, Verfilmung und Speicherung, zu verwendende Geräte und die Möglichkeiten der Erschließung und der Präsentation bis hin zu Wirtschaftlichkeits- und urheberrechtlichen Aspekten. Die eingeholten Angebote von in Frage kommenden Digitalisierungsunternehmen werden miteinander verglichen. Bei der Erstellung der vorliegenden Arbeit wurden sowohl Printpublikationen als auch Internetquellen verwendet. Da es für viele Bereiche keine einheitlichen Richtlinien und verbindlichen Standards gibt, waren Gespräche mit Fachleuten erforderlich, deren Erfahrungswerte in diese Arbeit eingeflossen sind.
»Wie arbeiten Bibliotheken in anderen Ländern?« lautet der Titel einer Veranstaltungsreihe des Fachbereichs Informationswissenschaften der Fachhochschule Potsdam in Zusammenarbeit mit dem Weiterbildungszentrum der Freien Universitat Berlin sowie der Botschaft des jeweiligen Landes. Auf »Bibliotheken in Finnland« und »Bibliotheken in den Vereinigten Staaten« folgte am 17. Marz 2006 das Informationsseminar »Bibliotheken in den Niederlanden - Zusammenarbeit, Reorganisation und neue Dienstleistungen«. Unter der Leitung sowie Moderation von Rolf Busch und Prof. Hans-Christoph Hobohm sprachen die Referenten diesmal über die Nationalbibliothek der Niederlande, die Universi- tätsbibliothek Filburg und die öffentlichen Bibliotheken in Almere und Utrechrecht. Vorträge zu der Webseite »bibIiotheek.nl« und der Zukunft der öffentlichen Bibliothek, die »Bibliothek 2040«, veranschaulichten weitere Projekte der niederländischen Bibliotheksarbeit.
Der vorliegende Artikel entstand auf Grundlage einer Diplomarbeit, in der ein Konzept fur ein Digitalisierungsprojekt im Ibero-Amerikanischen Institut ent- wickelt wurde. Das Institut plant die Digitalisierung einiger Sammlungen latein- amerikanischer Volksliteratur und Grafik. Auch wenn die Entwicklung momentan noch im Fluss ist, sollen im nachfolgenden Artikel fur Digitalisierungsprojekte wichtige Aspekte wie Vorgange, Techniken und Standards vorgestellt werden, allerdings unter Ausklammerung der umfassenden Themenkomplexe Metadaten und Presentation der fertigen Ergebnisse im Internet.
Die vorliegende Arbeit untersucht hinduistische Vorstellungen von Toten, Geistern und Ahnen im Zeitraum vom Sterben eines Menschen bis zu einem Jahr nach dem Tod. Grundlage dafür sind folgende auch heute noch für die Ausführung hinduistischer Totenrituale und die Vorstellungen vom jenseitigen Fortleben der Verstorbenen wichtige Werke: der Pretakalpa des Garudapurana, vor dem 10. Jh. n. Chr. entstanden, der Garudapuranasaroddhara des Naunidhirama, der Mitte des 18. Jahrhunderts entstanden ist, und die Pretamanjari, eventuell 1707 verfasst. In der Dissertation werden diese zum Teil sehr gegensätzlich erscheinenden rituellen und mythologischen Konzeptionen nachtodlicher Existenzen untersucht, eingeordnet und voneinander abgegrenzt. Dabei wird auch aufgezeigt, wie sich karman- und Wiedergeburtslehren zu der gegensätzlichen Annahme eines Vorväterhimmels und einer dauerhaften jenseitigen Existenz der Ahnen bzw. zu der Vorstellung einer Jenseitsreise und der Tatvergeltung in Himmel und Hölle verhalten. Das dynamische Sozialgefüge von Lebenden und Toten wird sowohl in den mythologischen Passagen als auch in den Ritualanweisungen in Form von verschiedenen Zuständen des Verstorbenen ausgedrückt, die sich in drei Hauptgruppen zusammenfassen lassen. Diese sind als erstes der Verstorbene (preta), der dauerhaft unbefriedete Totengeist (pishaca) und der Vorvater (pitri). Die Einordnung dieser als „Totenbilder“ gefassten Vorstellungen erfolgt anhand der Bestimmung von Ritual und Mythos als zwei verschiedenen Symbolsystemen, die die Beziehung zwischen Lebenden und Toten beziehungsweise zwischen Lebenden und Ahnen in ihrer je eigenen Weise umsetzen. An die Darstellung des ersten Totenbildes schließt sich ein kleiner Exkurs mit ritualtheoretischen Überlegungen an. Am Beispiel der Gabe der sechzehn monatlichen Klöße verfolge ich die Frage, wie in der Spannung zwischen der Notwendigkeit der Bewahrung von Ritualen und der dem Ritual innewohnenden und Veränderungen erzeugenden Dynamik Kontinuität erzeugt wird, also trotz Veränderungen die Rituale an die Tradition angeschlossen werden können. Das Ende der Dissertation bildet die kommentierte Erstübersetzung der Pretamanjari mit einer Transliteration des übersetzten Sanskrittexts.
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The book illuminates various performative practices in Judith Butler's sense which construct gender as integral parts of everyday and ritual practices and are a constitutional of people’s gendered habitus. It describes in detail how low-caste (Mistari, Lohari and Tamta) women in Garhwal, Uttarakhand, India are able to exercise agency while being restricted and restrained by a complicated net of power-relations. Based on extensive ethnographic research in the villages of Chamoli, a high altitude district in the Central Himalayas of North India, the author examines women’s songs, ordinary conversations, my ethnographic observations and especially the stories women told me about themselves, in order to understand what shapes their lives and how female agency – that is, their ability to shape their lives – is constituted and restricted through habitus, gender performativity, and performances of gender.
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Der Einsatz neuer Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) gewinnt auch für die Hochschulen immer mehr an Bedeutung - wie die verschiedenen Initiativen der Bundesländer durch Einrichtung virtueller Studiengänge bzw. virtueller Universitäten zeigen. Doch worin besteht nun der Mehrwert für die Hochschullehre? Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Frage, welches Potenzial ein Blended-Learning-Angebot im Sinne didaktischer Innovation bietet und welche Auswirkungen dies auf eine spezifische E-Learning-Didaktik haben kann.
In der Dissertation werden erstmals die 42 ältesten in Europa erhaltenen Hostienmonstranzen des 13. und 14. Jahrhunderts zusammengestellt, die man seit der Einführung des Fronleichnamsfestes zur sichtbaren Präsentation der Hostie bzw. zum Mitführen des Sakramentes in der Prozession benötigte. Die älteste Monstranz stammt aus dem Kloster Herkenrode bei Lüttich (datiert 1286) und den Schlusspunkt bildet die Monstranz aus Ratingen bei Köln (datiert 1394). Im ersten Teil der Arbeit wird ausführlich die Entstehung des Fronleichnamsfestes in der Diözese Lüttich im 13. Jh. sowie die schrittweise Einführung der Feier und der Prozession in den Kirchen, Klöstern und Bistümern Europas dargelegt. Im zweiten Teil wird untersucht, ob bereits vor der Einführung des Fronleichnamsfestes transparente Aufbewahrungsgefäße für die Hostie existierten bzw. aus welchen Geräten sich die Monstranzen entwickelten. Im dritten Teil werden 10 Bildquellen und 46 Schriftquellen (1313-1404) nach folgenden Kriterien ausgewertet: Gestalt der Werke, Material, ikonographisches Programm, Stifter und Auftraggeber. Schließlich finden sich im vierten Teil die noch erhaltenen Monstranzen nach Typen gegliedert (Tabernakelmonstranz, Scheibenmonstranz, Turmmonstranz, Pyxismonstranz, Engelspaar-Monstranz, Reliquien-Hostienmonstranz, Querzylindermonstranz und Kreuzmonstranz). Kurze Texte fassen ihre stilistische Entwicklung, ihren Symbolgehalt sowie ihr ikonographisches Programm (Inschriften und figürlicher Schmuck) zusammen. Sämtliche Monstranzen werden in Katalogartikeln nochmals ausführlich beschrieben und durch Vergleiche zu anderen Goldschmiedewerken, aber auch der Architektur und Glas- und Buchmalerei datiert.
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Als erster Roman Louis Begleys erschien 1990 der vielfach ausgezeichnete Bestseller "War Time Lies", der die Geschichte eines dem Holocaust entkommenen jüdischen Jungen erzählt. Es folgten anschließend die Romane "The Man", "Who Was Late", "As Max Saw It" und "About Schmidt". Der letztgenannte Titel war die Romanvorlage für den gleichnamigen Hollywood-Film mit Jack Nicholson in der Hauptrolle. Von 1993 bis 1995 war Louis Begley Präsident des Amerikanischen P.E.N.-Zentrums. Der Schriftsteller hat sich durch seinen so sorgfältig-prägnanten wie geistreichen Stil eine herausragende Position in der amerikanischen Erzählliteratur erschrieben. Die Themen, die Metaphorik und die erzählerische Eleganz seiner Romane erinnern an Henry James, Marcel Proust und Thomas Mann. Im Frühjahr 2007 wird der aktuelle Roman "Matters of Honor" in deutscher Übersetzung im Suhrkamp Verlag erscheinen. Louis Begley, der 1933 in Polen geboren wurde, konnte dem Holocaust entkommen und zog nach dem Zweiten Weltkrieg mit seiner Familie in die Vereinigten Staaten; 1953 wurde er amerikanischer Staatsbürger. Mit der Unterstützung eines Stipendiums studierte er zunächst Englische Literatur an der Harvard Universität. Nach seiner Göttinger Militärzeit kehrte er nach Harvard zurück und machte seinen Abschluss als Anwalt. Bis in die neunziger Jahre arbeitete Begley in der New Yorker Großkanzlei Debevoise & Plimpton zunächst als Mitarbeiter, dann als Teilhaber. Teil 1: Eröffnung der Poetik-Dozentur, Donnerstag, 16. November 2006 in der Alten Aula der Universität, Einführung durch Prof. Dr. Helmuth Kiesel Teil 2: Between Facts and Fiction (1) Autobiography or Novel: Fact or Fiction?, Donnerstag, 16. November 2006 Teil 3: Between Facts and Fiction (2) A Story is Born: Epithalamion 2004: A Fable, Donnerstag, 23. November 2006 Teil 4: Between Facts and Fiction (3) Leaving Well Enough Alone, Donnerstag, 30. November 2006 Digital Video & Bildkonzeption: Klaus Kirchner, Medienzentrum des URZ Heidelberger Poetik-Dozentur: PD Dr. Michaela Kopp-Marx Sylvia Piotrowski Germanistisches Seminar
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Für einen effizienten Einsatz von Qualitätssicherungsmaßnahmen ist die Kenntnis über die häufigsten Fehlerursachen entscheidend. Dieser Artikel beschreibt die Ergebnisse einer Online‐Umfrage zu Fehlerhäufigkeiten in objektorientierten Systemen. Die Umfrage wurde vom Arbeitskreis „Testen objektorientierter Programme“ der GI(Gesellschaft für Informatik) mit 1219 Teilnehmern im Zeitraum vom 19. August bis 31.Oktober 2005 durchgeführt.
Die vorliegende Arbeit untersucht anhand empirisch erhobenen Datenmaterials zweier Feldforschungen auf Sardinien Varietäten des gesprochenen Italienisch jugenlicher Sarden in den zwei Städten Sassari und Olbia. Ziel der Arbeit war es, Elemente jugendtypischer Sprechweisen herauszufiltern und dabei spezifisch sardische Phänomene sowie jugendtypisch Verhaltensweisen im Diskurs zu beschreiben.
Eine der zentralen Funktionen der 1563 in Florenz gegründeten Accademia del Disegno war das Angebot einer organisierten und strukturierten Künstlerausbildung. Mit dieser Einrichtung fanden die Aspekte der Aneignung und Vermittlung von Künstlerwissen erstmalig eine institutionalisierte Umsetzung. Die vorliegende Arbeit richtet ihren Blick auf das Umfeld der Accademia: Am Beispiel von drei Florentiner Künstler unterschiedlicher Generationen wird aufgezeigt, wie verschiedenartig und vielfältig sich Lehrer-Schüler-Verhältnisse um die Mitte des 16.Jahrhunderts tatsächlich gestaltet haben. Die unterschiedlichen Konstellationen verweisen nicht nur auf die jeweils individuellen Lebensläufe, sie spiegeln zugleich auch den aktuellen Kunstdiskurs – so beispielsweise die erneut aufgeworfene paragone-Streitfrage, die verschiedenartigen Definitionen und Funktionen von disegno sowie die Konstitution eines als vorbildhaft erachteten künstlerischen Kanons – im Florenz der Jahrhundertmitte wider. Ergebnis der Arbeit ist mithin auch nicht eine vereinheitlichende Schlußfolgerung, vielmehr sollen das breite Spektrum und die weiterreichenden Bezüge der Thematik anschaulich gemacht werden. Aus dem Inhalt: Ein Bild als Programm und Testament: Agnolo Bronzino Das Laurentius-Freskos - Vorgeschichte (Auftrag, Vorarbeiten, Die Kirche San Lorenzo) Die Umsetzung eines Programmes (Architektur, Skulptur und Malerei im Bild) Das Fresko als Zeugnis einer fatica dell’animo Zeichenunterricht für Laien, gemalte Kommentare für Experten: Alessandro Allori I ragionamenti delle regole del disegno(Aufbau, Inhalt, Vorläufer des Zeichenbuches) Ein Lehrplan für Laien (Systematik, Tradition und Transformation, disegno, Lesepublikum, Folgen) Gemalte Kommentare für Experten Die lange Schule der Zeichnung: Giovanni Battista Naldini Vom Ospedale zur Malerwerkstatt Römische Reiseskizzen Naldinis römischer Schulungsweg Naldini und Vasari
Die drei Beiträge zu dem Sammelband "Beratung und Weiterbildung - Fallstudien, Aufgaben und Lösungen" (Pohlmann u. Zillmann 2006, Hg.) thematisieren allesamt unterschiedliche Facetten des Wissenstransfers in modernen Gesellschaften. Die Einleitung definiert Beratung und Weiterbildung als verwandte Formen des Wissenstransfers, die insbesondere in Gesellschaften, die sich als "Wissensgesellschaften" verstehen, bereits fest etabliert sind. Deren Achillesferse jedoch darin besteht, dass sie die Nachhaltigkeit der von ihnen angestoßenen Veränderungen nicht gewährleisten können. Die Autoren besprechen in diesem Zusammenhang die einzelnen Beiträge und ordnen sie übergreifenden Fragestellungen zu. Erklärtes Ziel ist es, eine Diskussion über Formen des Wissenstransfers und des kollektiven Lernens anzuregen, die den Erkenntnisgewinn der Wissenschaften an den immensen Bedeutungsgewinn der Wissensbasierung von Organisationen heranführen. Der zweite Beitrag arbeitet die Unterschiede zwischen einer sozialwissenschaftlichen Analyse von Beratung und anderen gängigen Bezeichnungen heraus. Anhand eines derart trennscharfen Verständnisses von Beratung als einer Interaktionsform, für die Freiwilligkeit und auch Freiheit zum verständigungsorientierten Handeln konstitutive Bedingungen darstellen, wird deutlich dass sie kontextuell voraussetzungsvoll ist und sich in der Praxis als entsprechend transformationsanfällig erweist. Im empirischen Vergleich der Leistungen von Unternehmensberatungen und der Effekte der Beratung aus Sicht der beratenen Organisation, werden Risiken und Gefahren des Prozesses sichtbar, deren Bearbeitung die Kontingenz im Verhältnis von Organisationsberatung und Organisationsentwicklung beeinflussen kann. Der dritte Beitrag schließlich hat das Verhältnis von interkultureller Kommunikation und organisationalem Wandel zum Gegenstand. Er fragt warum der gezielte Wandel der Organisation so häufig misslingt und welche unsichtbaren Hürden dem entgegenstehen. Am Beispiel der Niederlassungen internationaler Organisationen in Ostdeutschland und Tschechien werden diese Probleme empirisch belegt und gezeigt, wie Sinn- und Wissenssysteme die interkulturelle Unternehmenskommunikation prägen und somit über die Chancen erfolgreichen Wissenstransfers, bzw. zielorientierten Wandels mitbestimmen.
Der Beitrag zeigt, dass Webers und Sombarts Ansätze eine Brücke bilden können, um die sozio-historische Analyse des Kapitalismus mit Diagnosen des gegenwärtigenKapitalismus zu verbinden. Insbesondere Max Webers Theorie bietet für eine solche wechselseitige Bezugnahme ein tragfähiges Fundament. Mit ihrer Fortführung kann einer solchen Verknüpfung ein differenzierungstheoretisches Verständnis kapitalistischer Entwicklung zugrundegelegt werden, das sich von vielen "Gleichungen" und "Gesetzen" des Mainstreams der älteren Kapitalismustheorie verabschiedet. Auf diese Weise lässt sich die Kapitalismustheorie als Wirtschaftssoziologie reformulieren. Eine solche Reformulierung kann aus einigen konzeptionellen Sackgassen der älteren Kapitalismustheorie heraushelfen und es erlauben, von ihrer "gesellschaftstheoretischen Überfrachtung" Abstand zu nehmen, ohne auf gesellschaftstheoretische Bezüge verzichten zu müssen. Es werden zunächst die deutsche Kapitalismustheorie zu ihrer Blütezeit im ersten Viertel des vergangenen Jahrhunderts kurz vorgestellt, was die Weberschen und Sombartschen Perspektiven vom marxorientierten Mainstream unterscheidet und wo sie mit diesem konform gehen. Dies geschieht unter Bezugnahme auf ein Verständnis des Kapitalismus als einer "koexistierenden" Wirtschaftsweise, auf die Möglichkeiten der Verknüpfung von Handlungs- und Strukturebene, auf die Theorie des okzidentalen Rationalismus als konzeptionelle Klammer und auf Entwicklungsvorstellungen, die differenzierungstheoretisch inspiriert die Zukunft offen halten. Abschließend wird resümiert, wo und wie ein differenzierungstheoretisches Verständnis des Kapitalismus seine Ansatzpunkte findet.
Der Text prüft einige der zentralen Annahmen des „Mainstream“ innerhalb der Globalisierungsdebatte, auf ihre Kongruenz mit empirischen Befunden der Entwicklungssoziologie und der Globalisierungsforschung. Im Vergleich des ostasiatischen Raums, mit Effekten der Globalisierung in Deutschland (gestützt auf die Ergebnisse des Globalisierungsschwerpunkts der DFG), werden sukzessive die Rolle des Nationalstaates (2.), der transnationalen Unternehmen (3.) und transnationalen Eliten (4.), sowie die Erosion kultureller und sozialer Standards (5.) in einer sich globalisierenden Welt beleuchtet. Im Zentrum der Untersuchung steht die Frage, ob derartige Globalisierungstheorien in der Lage sind, die Fallstricke und Mythen der (älteren) Modernisierungstheorien zu umgehen, oder ob sie sie in anderer Form wiederholen.
EINLEITUNG: Der COOPER-Test (12-Minuten-Lauf) wird als Test zur Messung der aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit verwendet. Seit Bestehen wird der COOPER-Test hinsichtlich seiner Validität kritisiert. Es gibt derzeit kaum gesicherte Untersuchungsergebnisse, die dies hinreichend stützen könnten. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Studien, die die Validierung des COOPER-Tests mit der VO2-max leisteten. Es sprechen aber einige Fakten gegen die VO2-max als geeignetes Maß für die aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit. Ein weitaus besserer Indikator für die aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit ist die Leistung an der anaeroben Schwelle. Es war daher das Ziel der vorliegenden Studie, den COOPER-Test mithilfe der anaeroben Schwelle zu validieren. METHODE: An dieser Studie nahmen insgesamt 24 Personen freiwillig teil. Darunter befanden sich 10 Schülerinnen und Schüler sowie 14 Sportstudentinnen und -studenten, die sportlich aber nicht speziell aerob trainiert waren. Die Untersuchungsteilnehmer (UT) führten einen COOPER-Test zur Bestimmung der Laufweite (LW) in 12 Minuten durch, wobei direkt im Anschluss kapilläres Blut zur Bestimmung der Laktatkonzentration abgenommen wurde. Mindestens 7 Tage nach dem COOPER-Test wurde ein Laktatstufentest auf dem Laufband zur Bestimmung der Laufgeschwindigkeit an der anaeroben Schwelle bei 4 mmol/l (v(4mmol)) bzw. an der individuellen anaeroben Schwelle (v(IAS); Basislaktat + 1,5 mmol/l) durchgeführt. ERGEBNISSE: Die mittlere Laufweite im COOPER-Test lag bei 2470,42±355,93 m, die direkt nach dem COOPER-Test gemessenen Laktatkonzentrationen lagen im Mittel bei 10,22±2,48 mmol/l. Die v(4mmol) bzw. v(IAS) lagen durchschnittlich bei 3,05±0,54 bzw. 2,89±0,46 m/s. Die Korrelation zwischen der Laufweite im COOPER-Test (LW) und der v(4mmol) resp. v(IAS) war hochsignifikant (r = .811, p < .01 resp. r = .798, p < .01). Die UT wurden darüber hinaus hinsichtlich ihrer Ausdauerleistungsfähigkeit anhand der v(IAS) in eine Gruppe mit besserer (G1; n=12; v(IAS) > 2,87 m/s) bzw. schlechterer (G2; n=12; v(IAS) < 2,87 m/s) Ausdauerleistungsfähigkeit eingeteilt. Bei G2 ergab sich eine nicht signifikante Korrelation (r = .385, p = .217) zwischen der v(IAS) und der Laufweite im COOPER-Test (LW). Für G1 resultierte dagegen ein signifikanter Korrelationskoeffizient (r = .663, p < .05). DISKUSSION: Die Ergebnisse zeigen, dass der COOPER-Test als Test zur Beurteilung der aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit keine Gültigkeit besitzt, wenn aerob Untrainierte bzw. Laufunerfahrene, wie z.B. Schülerinnen und Schüler getestet werden.
Gegenstand der Untersuchung ist die systematische Analyse der in den Jahren 1946-1948 entstandenen Entwurfszeichnungen Pablo Picassos und der danach in Keramik umgesetzten anthropomorphen und zoomorphen Einzelobjekten, die hier als figürliche Gefäßkeramiken bezeichnet werden. Anschließend ist die Bedeutung dieser Gefäßkeramiken und eine ikonologisch argumentierende Interpretation erarbeitet worden. Picassos eigener Auffassung entsprechend, wird dabei von der Einheit seines Werkes ausgegangen. Durch diesen Blickwinkel, der die Keramikproduktion Picassos aufwertet, indem er sie mit den Werken gleichstellt, die er in anderen künstlerischen Medien gestaltete, werden die Voraussetzungen für eine echte kunsthistorische Beschäftigung mit seinen Keramiken geschaffen. Nachdem im ersten Kapitel der Horizont dessen was seit dem ausgehenden 18. Jahrhundert allgemein unter Keramik in einem künstlerischen Kontext verstanden wurde und die entscheidende Rolle Paul Gauguins am Ende des 19. Jahrhunderts auf diesem Gebiet skizziert worden sind, wird gezeigt, dass bisherige Gliederungen der bislang bekannten Werke der Picasso-Keramik unbefriedigend sind, da es sich um Werke handelt, die, sei es als Skulpturen, sei es als „objets trouvés“, sei es als ambivalente Werke in denen Objekt und Figuration verschmelzen, gleichzeitig, in verschiedene Kategorien einzugliedern sind. Im zweiten Kapitel wird chronologisch vorgehend gezeigt, dass Picassos Beschäftigung mit Keramik nicht erst 1946 begonnen hat, sondern bereits seit der frühen Jugend sein kreatives Interesse hinsichtlich der Keramik geweckt worden war und sich in der Zusammenarbeit mit Paco Durrio um 1902-1906 sowie mit Llorens Artigas und Jean van Dongen in den zwanziger Jahren konkretisiert hatte. Neben den Vorzeichnungen selbst, steht, im dritten Teil, deren Umsetzung in Keramik im Vordergrund, wobei ausführlich auf werkgenetische, morphologische, typologische, ikonologische und ikonographische Probleme eingegangen wird. Zunächst wird nachgewiesen, dass die Vorzeichnungen für Gefäßkeramiken Picassos Teil einer seit Ende 1945 gültigen neuen Formensprache sind. Bei den in Keramik umgesetzten Entwürfen handelt es sich um die Umsetzung dieser im Bereich der Graphik entwickelten Formensprache in die dritte Dimension. Die Gefäßkeramiken verraten eindeutig ihre Herleitung aus der keramischen Tradition der Figurengefäße, hauptsächlich archaische Votiv- und Trankopfergefäße des Mittelmeerraumes, wie auch an figürliche etruskische Bestattungsurnen aus Ton, die alle im Louvre-Museum in Paris aufbewahrt werden und Picasso nachweislich bekannt waren. Anschließend wird nachgewiesen, dass die von Picasso selbst als solche definierte Praxis der „plastischen Metapher“ bei ihm, im Zusammenhang seines plastischen und gefäßkeramischen Werkes, ein wichtiger Bestandteil seiner seit dem Kubismus vorherrschenden Beschäftigung mit der Doppelrolle des Kunstwerks als Repräsentation und Realität ist, die sich in dem von ihm in seiner gesamten künstlerischen Laufbahn kultivierten Spannungsverhältnis zwischen Bild und Gegenstand niederschlägt. Nachdem Picasso dieses Spannungsverhältnis im Bereich der Objektkunst seit den Materialbildern des Kubismus, in denen verschiedenartige Materialien, Texturen und Objekte in die künstlerische Gestaltung einbezogen worden waren, bis hin zu der Figuration durch Gegenstände ausführlich erkundet hatte, richtete sich sein Interesse auf die Erforschung dieser Beziehung innerhalb des Mediums der Keramik, insbesondere auf die in diesem Feld mögliche Ambivalenz aus Gefäß und Bild. Es zeigt sich aber auch, dass sich hier Aspekte seiner Kunst niederschlagen, die ihn ebenfalls seit seiner kubistischen Phase beschäftigten, so etwa die Permutation negativer und positiver Volumina, die Vieldeutigkeit und der auswechselbare Charakter eines Zeichens in einem Darstellungssystem oder die polychrome Fassung einer plastischen Form. Dies zeigt, wie genau Picasso für sein plastisches Werk kennzeichnende Konzepte mit spezifisch keramischen zu verbinden wusste. Im vierten und letzten Kapitel wird nachgewiesen wie Picasso nach dem Ende der traumatischen historischen Ereignisse des 2. Weltkrieges, mittels der Gefäßkeramiken und deren - sei es tatsächlichen wie bildlichen - Verbindung mit Nutzgefäßen, die ursprüngliche beschwörerische und apotropäische Funktion der Kunst reaktiviert. Als Gebrauchsgegenstand begleitet das Gefäß den Menschen seit mehreren Jahrtausenden auf sehr verschiedenen Ebenen, die vom Hausgebrauch, dem Opfergefäß, der Totenurne, bis hin zum archetypischen Symbol reichen. Der Gefäßkörper, der stets als ein „alter ego“ des Menschen aufgefasst worden ist, bot sich Picasso an, seit 1946-1947 das Spannungsverhältnis zwischen Bild und Bildmedium, zu einem Zeitpunkt als der Bildbegriff selbst in seiner Substanz durch die sich erfolgreich etablierende abstrakte Kunst bedroht war, in der Verschmelzung des Bildes mit dem Gefäß neu zu thematisieren.
In der Arbeit wurden unterschiedliche Architekturvorstellungen in der deutschen Literatur von der Mitte des achtzehnten bis in die dreißiger Jahre des neunzehnten Jahrhunderts vorgestellt. Sie geht der epochenspezifischen Wahrnehmung in unterschiedlichen literarischen Gattungen nach.
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Die Sexualität im Frühwerk Arno Schmidts stellt ein umfangreiches und komplexes Thema dar, das dennoch auf gewisse Grundmuster und –vorgänge reduziert werden kann. So haben sich bei der Begegnung von Menschen untereinander klare Linien ergeben, anhand derer viele Gespräche eingeordnet und analysiert werden können. Unterschieden werden können mehrere Gesprächstypen, in denen sich bestimmte Verhaltensweisen der Schmidtschen Protagonisten zeigen: In den geschlechtlich gemischten Gesprächsrunden dominieren zotige Aussagen und Anspielungen, meist gegenüber den am Gespräch beteiligten Frauen. Diese Zoten verankern den Erzähler und seine Beobachtungen zum einen im Alltag, sofern sie von Umstehenden getätigt werden, zum anderen werden die Erzählungen dadurch aber auch erotisch aufgeladen, d. h. die überwiegende Alltagstristesse wird erotisiert. Da die Erzähler selbst selten zu Zoten neigen – das widerspräche ihrem nach außen getragenen Intellekt -, werden so die Bemühungen der anderen, ihr Leben erotisch aufzuwerten, vorgeführt; man könnte auch sagen, dass eine in Bezug zu den Schmidtschen Protagonisten andere Form der Sexualität dargestellt wird, von der sich die Erzähler in ihrem eigenen Erleben zu unterscheiden versuchen. Erotisch konnotierte Gespräche dagegen verweisen auf anderer als der sprachlichen Ebene auf die Veknüpfung von Menschen: Neben der Rede ist die Sexualität ein intimes und damit auch verbindendes Moment, das sich mit Hilfe von sexuell eingefärbter Sprache auf eine ganze Gruppe von Menschen ausweiten, und diese sich näher kommen lässt. Frauen vertreten in Gesprächsrunden in den Augen des Erzählers meist langweilige und wenig eigenständige Meinungen. Sie stellen vielmehr eines der Mittel dar, sich selbst gegenüber den anderen männlichen Gesprächsteilnehmern zu erhöhen – insofern zählt wenigstens der Eindruck, den eine Frau vom Erzähler im Laufe des Gesprächs gewinnt. Sexualität und das Reden darüber, sowohl in prüder zotenhafter Manier, als auch in versteckter, bloß andeutender Form, sind wichtige Mittel im zur Zeit Schmidts prüden Deutschland, dessen verkrampfter Alltag den Menschen keine Möglichkeit bot, ihre Sexualität abseits von den genannten Gesprächsformen zu benennen und zu diskutieren. In den Männergesprächen spiegeln sich deshalb auch häufig die sexuellen Probleme und Vorstellungen der Männer, für die ihre Gespräche eine Art Katalysatorfunktion übernehmen, um ihrem aufgestauten Alltagsfrust in wenigen Momenten gemeinsam zu entfliehen. Ihre Gespräche kontrastieren so Wunsch und Realität, und zeigen die Spannungen zwischen diesen beiden Polen auf. Im direkten Gespräch mit Frauen wird die Rede des Erzählers zu einem Instrument der Verführung: Die Leidenschaften des Geistes sind es, die die Reden der Erzähler gegenüber potentiellen Partnerinnen transportieren, um sich von den anderen primitiven Männergestalten abzuheben. Innerhalb dieser Gespräche wird also weniger Sexuelles vermittelt, als vielmehr die Voraussetzung für spätere Sexualität geschaffen. Die zur Schau gestellte Wissensdominanz des Erzählers garantiert ihm Zuwendung und Zuneigung, die beide eng mit der intellektuellen Anerkennung verbunden sind – körperliche Potenz spiegelt sich demnach in der geistigen, die einen höheren Stellenwert einnimmt. Innerhalb dieses Gefüges wird die Frau in die Rolle der Zuhörerin und Schülerin verwiesen, durch die sie die Liebe und Selbstliebe, sowie die Fremd- und Eigenanerkennung des Schmidtschen Mannes befördert: Je stärker die Anerkennung der Frau, die häufig auch mit Liebe verwechselt wird, desto größer ist die Selbstbestärkung und eigene Anerkennung der Protagonisten, nach der sie pausenlos suchen. Inmitten ihrer Verführung wird die Frau so zum Mittel und Spiegel der Selbstverliebtheit der Erzähler, die sich über ihre Eroberung geistig selbst bestätigen. Die bereits zu Beginn einer Beziehung deutlich sichtbare Wissensdominanz der Protagonisten führt jedoch schon bei den ersten Annäherungsversuchen auch zu einer Distanz zwischen den Partnern, die sich nicht auf gleicher Ebene begegnen. Das, was eigentlich zu Intimität führen soll, zerstört dieselbe sofort wieder, denn Sexualität kann nur stattfinden, sobald die Frau die männliche Dominanz, und damit auch die Distanz anerkannt hat. Nähe wird deshalb nicht zugelassen, so dass es auch zu keiner wirklichen Liebesbindung kommen kann, die eben diese voraussetzte. Beziehungen sind im Schmidtschen Werk deshalb immer auch etwas Problematisches: In Affären flüchten die Protagonisten vor ihrem Alltag, und versuchen, eine Art Gegenbild zu diesem zu konstatieren. In einer Welt, die nicht an Morgen denkt, weil der Glaube an die Zukunft durch die vergangenen Katastrophen zerstört wurde, ist jedoch nur ein sehr begrenztes Glückserleben möglich; Zukunftsplanungen sind ein Ding der Unmöglichkeit, wo die Reduzierung auf die erlebte Gegenwart erfolgt. Das bestmögliche Einrichten im Vorhandenen erlauben die zwischen Männern und Frauen eingegangenen Zweckgemeinschaften, die keinen Neuanfang wagen, sondern die Dinge nehmen, wie sie sind. Den Beteiligten bieten sie Zuwendung, Beistand und eine gewisse aufscheinende Zärtlichkeit, dabei vergessen beide aber nie ihre eigentliche Situation. Für die Liebe als zunächst unendlich erscheinende Größe gibt es in diesem Begrenzt-Gegenwärtigen keinen Raum. Auf diese Weise wird die Einsamkeit zum zentralen Punkt, dem man zu entfliehen versucht, ohne nach wirklicher Nähe zu suchen: Die Zweckgemeinschaften stellen deshalb weniger ein Mit-, sondern vielmehr ein Füreinander dar. Anders als diese freiwillig eingegangenen Zweckgemeinschaften, werden Ehen häufig aus Zwang, sexueller oder materieller Not geschlossen. Dementsprechend nehmen sie fast ausschließlich einen unbefriedigenden Verlauf: Frustration, Kontrolle und Betrug werden zu alltäglichen Gefühlslagen und Vorgängen. Den Protagonisten bleibt dabei häufig nur die innere Emmigration und ihre sexuellen Vorstellungen, die einen anderen Zustand herauf beschwören. Stellvertretend für die in den Augen der Erzähler eigentlich überflüssige Institution Ehe wird die Ehefrau zur Verkörperung aller innerhalb derselben erfahrbaren Schrecken und Unzumutbarkeiten – die Ehefrau ist in ihrer Funktion so der Inbegriff allen Negativen, wenn es um zwischenmenschliche Beziehungen geht. Innerhalb dieser Beziehungsgeflechte kommt es so vermehrt zu Entfremdungserscheinungen der Partner, aber es werden auch konkrete Trennungssituationen geschildert, die sich aus der Bindungsunfähigkeit aller Beteiligten ergeben. Die Rahmenbedingungen lassen oft keine wirkliche Nähe, dafür Unannehmlichkeiten aufkommen, denen die Protagonisten und ihre Partnerinnen nicht gewachsen sind. Auch hier gilt: Stetigkeit ist kein Faktor der nachkatastrophischen Lebenswelt, in der sich die Schmidtschen Erzähler zurechtfinden müssen. Sexualität und Erotik sind demnach in eigene Vorstellungswelten eingebunden, die die Wirklichkeit zwar nicht umgehen, aber für kurze Zeit ausschalten: Diese Vorstellungen werden jedoch nur selten direkt geäußert – sie stellen Gedankenspielereien und eine Möglichkeit der Kompensation des alltäglichen Nichterlebens dar. Die von sexuellen Gedanken und Vorstellungswelten durchzogenen und durchbrochenen Handlungsstränge münden in eine Diskontinuität des Erlebens, d. h. es gibt keinen epischen Fluss von Ereignissen. Diese Form der Prosa passt sich so der porösen Struktur des Gegenwartsempfindens der Protagonisten an; eine Auflösung von Kontinuität, die sich auch im aufgebrochenen Satz- und Schriftbild der Schmidtschen Texte widerspiegelt. Die erotischen Gedankenspielereien der Erzähler durchziehen auf diese Weise als kompensatorische Handlungen sowohl die Struktur-, wie auch die Inhaltsebene, und bringen die Zerrissenheit der Protagonisten zwischen Alltagserleben und Wunschdenken zum Ausdruck. Die Aneignung fremder erotischer Phantasien mittels verschiedener Schriftmedien wird damit zur Ausgangsbasis für das eigene Erleben und eine Flucht aus dem Alltag, die durch hohe Identifikationswerte den Zugang und die Fluchtbewegung hin zu einem anderen Leben erleichtert. Der Akt selbst ist auf unterschiedliche Weise codiert: Die unmittelbaren Schilderungen zeigen eine totale Verschmelzung von sexuellem Subjekt und Objekt durch aufgelöste Körpergrenzen mit der Umgebung. Die konkreten sexuellen Vorgänge werden dabei mit Hilfe von Metaphern poetisch verfremdet, so dass dieses Metaphernsystem auch den Widerspruch von Anziehung und Abstoßung bei den Protagonisten selbst überlagert. Die Aufhebung des eigenen Körpers in der Körperlichkeit, sowie die Reduzierung der menschlichen Sprache auf bloße Laute, erscheinen den sonst der Rede und Schrift verhafteten Erzählern als unbehagliche Effekte von Sexualität, die auf eine Auslöschung des Individuums im Akt hinauslaufen; dies spiegelt sich auch in der häufigen Verwendung von Erstickungsmetaphern wider. Durch die absolute Reduktion der Darstellung auf Zeichen oder ein betontes Vorher und Nachher, tritt nicht nur eben jene Sprachlosigkeit der am Akt beteiligten Erzähler offen zu Tage, sondern es wird auch deutlich, dass sich die Protagonisten selbst, wie auch dem Leser, ein genaues Hinsehen versagen. Intimität trägt dementsprechend positive und negative Züge, für die es keinen wirklichen Ausgleich zu geben scheint. Zentral für die Koitusdarstellung ist deshalb auch das Motiv des Wassers, das auf die unerwünschten Fortpflanzungsfolgen von Sexualität verweist, welche letztlich nichts anderes als die Angst vor der Schuld offenbaren, das schmutzige und leidvolle Lebensprinzip aufrecht erhalten zu haben; der sich daraus ergebende Abscheu vor allem Organischen ist überall spürbar. Diese Spannung und das Wissen, dass man dem Allen nicht wirklich entfliehen kann, da sich auch der Verweigerer gewissen Lebensprinzipien unterzuordnen hat, zeigt sich nicht nur bei den Schmidtschen Erzählern, sondern auch beim Autor selbst. In den deutlich ausgesprochenen Ekel mischt sich die Furcht vor den eigenen Alters- und Verfallserscheinungen, so dass der Abscheu vorm Organischen an sich auch ein Ekel vor sich selbst und der eigenen Existenz ist. Diese ist ebenso der verantwortungslosen Sexualität der Eltern geschuldet, wie auch dem verhassten Lebensprinzip – die Schmidtschen Erzähler wissen demnach alle, dass sie, vor allem ihrer eigenen Vorstellung nach, kein wirkliches Existenzrecht besitzen. Sexualität rückt so in das direkte Spannungsfeld von Leben und Tod: Während sie auf diese Weise zum einen auf den Tod verweist, verdrängt sie denselben zugleich durch die Vitalitätsbezeugung, die dem Vorgang zu Grunde liegt. Das ist das Paradoxon der Schmidtschen Protagonisten, das diese nicht wirklich überwinden, das sich aber auch von außen betrachtet nicht auflösen lässt, und deshalb als solches im Werk existent ist und bleibt. Einzig die Natur, deren Bestandteil der Mensch ist, wird zu einem sexuellen Symbol, mit dem sich manchmal auch leben lässt, obwohl auch sie Trägerin und Übermittlerin des verabscheuten Lebensprinzips ist: Sie ist zugleich aber auch Metaphernlieferant und Kulisse. Für nahezu alle Schmidtschen Frauen ist die Erfahrung von Sexualität an eine andere Form des Ekels gebunden, da sie sie zu oft in Verbindung mit Gewalt erlebt haben: Vergewaltigungen und sexuelle Gewalt werden so zur erschreckenden Normalität in Bezug auf die Erfahrungen der Kriegs- und Nachkriegsgeneration. Die damit oftmals einhergehende Zerstörung des Lustempfindens wirkt sich in den meisten Fällen auch auf die sexuelle Beziehung zum Erzähler aus. Die Zäsur „45“ symbolisiert beispielsweise für Hertha das Hereinbrechen ihrer Katastrophe von Flucht und Vertreibung, verbunden mit als sexuell empfundener Gewalt, die sie orientierungslos machte, und nach Halt in der Beziehung mit Karl suchen ließ. Aber auch die Männer sind durch ihre eigenen Kriegserlebnisse geschädigt, weshalb Männer wie Frauen gleichermaßen unter den schlechten Erfahrungen und dem Verlust der im Krieg vergeudeten Jahre leiden. Das Schönreden hilft in diesen Fällen wenig, aber in der verfehlten Kommunikation blitzen des Öfteren die eigentlichen Probleme und ihre Ursachen auf, denen sich beide Seiten nicht stellen wollen und können. Aus diesem Grund versuchen alle, sich bestmöglich an das anzupassen, was man vorfindet. Innerhalb der Texte, die im Nachkriegsdeutschland zu verorten sind, wird die historische Katastrophe jedoch nur zitiert, so dass die allgemeine Situation mit dem Einzelfall und den sich daraus ergebenden eigenen Spannungen zusammenfällt. Dennoch zeigen sich auch in Schmidts eigentlich pessimistischen Werk optimistische Züge: Zwar sah Schmidt für die menschliche Zukunft im Allgemeinen schwarz, aber im Besonderen sehen seine Erzähler in Bezug auf ihre Sexualität auch eine gewisse Hoffnung aufscheinen. Auswege aus der sexuellen Misere zeigen sich in einer Form sexueller Utopien, die keinen Bestand als dauerhafte Gegenmodelle haben, wo die Flucht aus dem Alltag aber für kurze Zeit gelingt: Dort verwandeln sich Gewalt- in Sexualakte, d. h. Angst in Angstlust, die Sexualität wieder erträglich macht. Der Voyeur verdeutlicht die bereits erwähnten Widersprüche von Abstoßung und Anziehung nur noch, und verkörpert in seiner Figur die langsame Überleitung zu den Protagonisten des Spätwerks. In den „Ländlichen Erzählungen“ der 60er Jahre findet ein Wandel der Präsentation und Präsenz von Sexualität im Werk Schmidts statt – im Spätwerk, wo die Fusion von Misere, Resignation und Humor erst gänzlich vollzogen wird, stellt Sexualität immer eines der Hauptthemen dar. Die Frauengestalten im Frühwerk zeichnen sich durch eine auffallende Abwesenheit von Schönheit aus, sind dadurch aber auch sehr der Realität verhaftet. Sie verkörpern oft den modernen berufstätigen Typ, sind sachlich, nüchtern und glatt. Der Typus der Kindfrau lockt dagegen mit einer körperlichen und geistigen Unversehrtheit, sowie einer gewissen Rätselhaftigkeit, die vor allem den modernen Frauen abhanden geht. Aus diesem Grund eignen sie sich besonders gut als Projektionsfläche für die Sehnsüchte der männlichen Protagonisten. Auch die Sekretärin ist die Verkörperung erotischer Phantasien, denn die Protagonisten finden in ihr die Verbindung von Praktischem und Glück in der Arbeit und der Arbeitsbeziehung. Die anderen Frauen müssen erst ihrer Verwurzelung in der Realität und im Alltag enthoben werden, um eine erneute Verschlüsselung zu erfahren: Der aufgebaute agesellschaftliche Kontext macht sie zu erotischen Kulturwaisen, denen der Erzähler zum einen mit seiner Wissensdominanz begegnet, die dadurch aber auch vom Leid der übrigen Menschheit ausgeschlossen werden. Die Wandlung der Frauen- in mythologisierte Gestalten bezeichnet das Hinübergleiten in eine Sphäre des Uneindeutigen, wo Sexualität stattfinden kann. Die Partnerinnen durchlaufen dabei in den Augen des jeweiligen Erzählers nicht nur eine Gestalts-, sondern auch eine Wesensveränderung, so dass bereits an diesem Punkt eine Parallele zum individuumsauflösenden Akt gezogen wird. Darin offenbart sich zudem vollends die Wildheit der Frauen, die zu Mischwesen werden, die wiederum dem Protagonisten den sexuellen Zugriff erleichtern. Ein Eingreifen oder auch Verändern der leidvollen Wirklichkeit kann darüber hinaus nur erfolgen, indem man die Frauen derselben entreißt, um sie in veränderter Form wieder in diese zu entlassen. Ein ähnlicher Prozess liegt auch dem Phänomen der Sexualisierung von Gegenständen, Tätigkeiten und Alltagssituationen zu Grunde, die Besonderes hervorhebt, Lustvolles unterstreicht, erotisch einfärbt und eine nicht vorhandene Sexualität kompensiert. Sie verdeutlicht zudem den provokativen Charakter des scheinbar Normalen, indem sie gesellschaftliche Vorgänge kontrastiert und auf den Punkt bringt, wo andere sprachliche Mittel zu direkt wären oder versagten. Durch die mit Hilfe der Verschiebung aufgebaute Distanz besitzt die Sexualisierung bestimmter Tätigkeiten, Gegenstände und Situationen außerdem eine katharsische Wirkung, die eine der Voraussetzungen für kritische Ansätze darstellt. Dass Schmidt unter dem Einfluss der Psychoanalyse stand, zeigt sich in der Hervorbringung von Mehrfachbedeutungen durch sprachliche Verformungen im Sinne Freuds, wie sprachliche Fehlleistungen, Versprechen oder Verschreiben. Zunächst ging damit jedoch weniger ein wirklich psychoanalytisches Studium des eigenen Werks einher, sondern vielmehr eine sprachlich-ästhetische Bereicherung der literarischen Produktion. Die Sprache ist bei Schmidt aber mehr als ein bloßes ästhetisches Betätigungsfeld – sie ist ebenso zentral für die werkimmanente Auffassung von Sexualität, die immer von Sprache abhängt: in ihrer Anbahnung, in ihrer Beschreibung, in ihrer Form der Kritik. Sexuelle Sehnsüchte und Vorstellungen finden so auch immer Eingang in Schrift- und Lautbild der Texte. Das Reden über und für Sexualität wird so zur sexuellen Ersatzhandlung; es findet eine Verlagerung von der praktischen auf die sprachliche Ebene statt, wie sie sich vollständig bei den Erzählern des Spätwerks zeigt. Durch die Verknüpfung von Sprache und Sexualität wird auch der kreative zu einem sexuellen Prozess, aus dem das Werk als Produkt hervorgeht. Dieses Produkt ist zugleich ein gesellschaftskritisches Mittel der Entlarvung, indem es das beschreibt, was der Autor vorfindet. Die Realität kann deshalb nicht weniger pornographisch sein als das, was Eingang in die literarische Schilderung findet. So wie jedoch das Lob der menschenleeren Welt in „Schwarze Spiegel“ als Ausdrucksform des Hasses auf die Selbstdestruktivität des Menschen zu lesen ist, so braucht auch der Misanthrop, der sich in diesen Kritiken offenbart, die Menschen, gegen die er seinen Hass und seine Verachtung richten kann. Die Provokation wird so eine im Angesicht des Publikums, das sie zur Kenntnis nimmt. Der scheinbare Gegensatz von Autor und Publikum ist deshalb ein ebenso oberflächlicher, wie der von Landvolk und Intellektuellem, der das Objekt seiner Verachtung anerkennen muss, um sich von ihm abstoßen zu können. Es handelt sich vielmehr um ein dialektisches Verhältnis, dessen Unvereinbarkeit vom Grad der Bildung der Beteiligten abhängt; das gilt auch für die aufgemachte Konkurrenz von Geist und Sexualität. Die Widersprüche von Anziehung und Abstoßung findet man überall im Schmidtschen Werk vor, so auch auf dieser Ebene. Ab dem Ende der 60er Jahre zog die vom Spätwerk ausstrahlende und verfolgte Ethik des Verzichts jedoch endgültig eine Trennlinie zwischen dem Autor und der Welt. Der Rückzug aus der Welt und die Konzentration auf sein Spätwerk zeigen, wie die Widersprüche der Protagonisten auf der Ebene von Schmidts Leben wirken: Worauf im realen Leben zugunsten des Geistes verzichtet wird, das spiegelt sich in literarischer und damit geistig verarbeiteter Form auf der Textebene wider, wo in Gesprächen vor allem Sexuelles aufgearbeitet und besprochen wird – die Auseinandersetzung auf Textebene ist also ebenfalls eine geistige. Damit sind die Widersprüche nicht beseitigt, haben aber auf der aktiven Seite von Sexualität keinen Platz mehr. Schönes wird im Werk nicht geschildert, aber durch Worte wird Schönes erzeugt, ebenso wie Glück nicht wirklich empfunden, aber Vergnügen beim Lesen hervorgebracht wird. Das Paradoxon des Schmidtschen Werks eröffnet sich somit auch dem Leser. Arno Schmidt mag in seinen Schilderungen zwar von Lebensidealen abweichen, aber nicht zwingend von der Wirklichkeit. Seine Protagonisten halten sich in dieser mit Gesten trotzigen Ungeschicks, im Rückzug auf eine biologische Komik und in der Hoffnung auf einen reinen Geist über Wasser - in dieser Welt passiert Erotik im Kopf, Sexualität findet in Grenzsituationen statt und Liebe muss letztlich scheitern.
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Bei der Fußballweltmeisterschaft wurde gerade wieder beklagt, dass die kreativen Köpfe und Spielmacher fehlen, dass Spielwitz und Kreativität eher die Ausnahme als die Regel sind. Das zu ändern, hat sich die Ballschule Heidelberg zum Ziel gesetzt, die auf den Forschungsarbeiten von Universitätsprofessor Klaus Roth aufbaut. Kleine Knirpse und Gören lernen spielerisch den Umgang mit Bällen aller Art. In Heidelberg wurde jetzt die zweite Stufe des Projekts gezündet. Die Sponsoren Manfred Lautenschläger und Dietmar Hopp fördern künftig die Ballschule, die so auch zur Talentschmiede werden kann. Die Ballschule Heidelberg wurde im September 1998 unter der Leitung von Prof. Dr. Klaus Roth und Dr. Daniel Memmert als Kooperationsprojekt des Instituts für Sport und Sportwissenschaft der Universität Heidelberg, der FT Kirchheim und lokalen Grundschulen gegründet. Sie ist eine Institution, in der Kinder zwischen 5 und 8 Jahren das ABC des Spielens erwerben können. (Campus-TV, Mannheim, 2006)
Berichtet wird vom ersten Intelligenztest der Welt und dessen Erfinder, Alfred Binet. Neben einer kurzen biografischen Skizze von Alfred Binet wird der Binet-Simon-Test beschrieben und beispielhaft vorgestellt. Darüber hinaus wird die Bedeutung dieses Verfahrens für die Geschichte der Psychometrie herausgestellt.
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River floods can be very damaging. Since numerous human responses to floods are possible, the question arises: What is the organization of flood management that leads to the most efficient results? The dissertation first considers flooding and flood management in Germany. Based on that analysis, a theoretical, political-economy model of public flood defense is developed. The basic model is then extended to allow migration between upstream and downstream regions as well as between flood-prone areas and zones without risk. As different flood protection measures have quite different spatial characteristics, the distribution of responsibilities between the different actors is decisive for the overall performance of flood management. The distribution of public responsibilities among the different federal actors is crucial for two reasons. First, there are unidirectional upstream-downstream spillovers that raise the question whether decentralized or centralized provision of public goods is more efficient. Second, benefits from flood protection are concentrated to flood-prone areas near rivers. This concentration creates a natural heterogeneity of preferences for flood defense. These two aspects are also relevant for other issues in water management. Unidirectional spillovers and spatially heterogeneous preferences for public goods challenge the federal organization of flood defense. Following the lead of recent political-economy contributions to fiscal federalism, both aspects are investigated in a two region model with majority voting. Four different decision-making structures are compared: classical decentralization or centralization (based on jurisdictions containing voters both with and without preferences for the public good) and decentralized or centralized single issue authorities (whose jurisdictions, by definition, contain only high preference voters). Decentralized jurisdictions separate upstream and downstream voters, whereas a centralized jurisdiction comprises both groups. It turns out that centralized jurisdictions lead to a very low public good surplus and that either classical decentralization or decentralized single issue authorities achieve the best results under most conditions. The centralized provision of public goods is flawed because there is either an extreme over- or an extreme under-provision of the downstream public good. This can, however, be mitigated if there is a common standard for flood protection or if only the upstream provision of the public good is centralized. Whether or not these two solutions are beneficial depends on the magnitude of spillovers and also on the voting majorities in the two regions. Expanding the model to consider migration led to more complex results. First, citizens can migrate to flood-prone areas. Such migration flows can be induced by too large public flood defense, which is favored if citizens outside of flood-prone areas also finance the public good. Second, migration flow is also influenced by spillovers. The socially efficient population distribution is U-shaped with respect to spillovers. With symmetry assumptions, negative as well as positive unidirectional spillovers favour larger downstream populations. With myopic voters that neglect migration flow, this pattern is not achieved and the downstream population is large for positive spillovers and small for negative spillovers. Centralized jurisdictions are preferable to decentralized ones for smaller spillover effects if migration is possible. This argument is even stronger if voters take migration responses to the provision of public goods into account. The results shed light not only on the federal organization of flood management, but also on the institutional difficulties that arise from the current policy paradigm of the river basin approach to water management.
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The central theme of this dissertation is an anthropological analysis of modernization processes of Tibetan medicine in the remote Spiti valley in the north-western Indian Himalayas. The investigation of the politico-economical and socio-cultural change of the daily practices of the physicians of Tibetan medicine (called amchi) refers to Max Weber’s notion of rationalization. The activities of the amchi in modernizing their conditions of work, are therefore especially examined in view of a rational "Zweckorientierung" as well as an increasing bureaucratization (organizational structures, accountancy, control, efficiency). This is framed into a detailed ethnography of the main aspects of amchi medicine – diagnosis, medicine production and administering, and religious practices –, as well as the social and economic aspects of their work. This amchi practice currently observed in Spiti is further confronted with extracts from the Rgyud bzhi, the most important classical text of Tibetan medicine, representations of Tibetan medicine in English literature and interviews with Spiti amchi. The thesis discusses the development of Tibetan medicine in context of the conditions of Spiti valley, that must be understood in medical and political terms, historically as well as contemporarily, as a marginal frontier area. The rapid changes of the social and politico-economic environment, especially the introduction of the capitalist market economy with cash crop-production, wage-labor and commoditization, have led to a depersonalization and individualization of the local society. The social "disembedding" (Giddens) is especially visible in the breakdown of mutual reciprocity (gift exchange) between villagers and amchi, that was earlier the socio-economic basis of the medical work. This has led in combination with further factors, as there are state supported biomedicine, school and college education and the merging of time and space (through road connections to the Indian plains), to a rapid decline of the medical tradition of Spiti valley within the last two decades. To oppose this development the amchi started a process of professionalization (set up of an association and a local clinic) in the late 1990s. Despite the continuing exclusion from public health care, the Indian state supported this process financially and forced a bureaucratization within the association and the clinic, as well as a monetarization of Tibetan medicine. Weber has argued that modernization entails a loss of values, norms and religious practices – a process that has been observed in the rationalization and secularization of Tibetan medicine in its centers in Lhasa and Dharamshala (Adams, Cantwell, Janes, Samuel). In contrast to that, emphasize the Spiti amchi today the local transmission of medical and religious practices in their amchi lineages and substantiate thereby their specific tradition – to be differentiated from other, institutionalized educations – and therefore an explicit, local identity.
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Das Ziel der Studie ist es, vorhandene Qualitätsmanagementsysteme und -methoden der Ausbildung Physiotherapie in sechs europäischen Ländern aufzuzeigen, zu vergleichen und eine Empfehlung für das Qualitätsmanagement (QM) in der Ausbildung Physiotherapie in Europa zu formen. Die sechs ausgewählten Länder sind Dänemark, Deutschland, Finnland, Großbritannien, Niederlande und Österreich. Als Vergleichsgrundlage wurden die physiotherapeutischen Berufsprofile, die Ausbildungsprogramme und das QM der Ausbildung in den sechs Ländern dargestellt und analysiert. Zusätzlich wurde eine Fragebogenerhebung durchgeführt, um die aktuellen Methoden des QM und die Umsetzung der einzelnen Maßnahmen in Bezug auf die Struktur-, Prozess- und Ergebnisqualität an jeder einzelnen Ausbildungsstätte Physiotherapie zu erheben. Von 127 befragen Einrichtungen sendeten 77,17% (n=98) Einrichtungen den Fragebogen ausgefüllt zurück. In jedem Land lag der Rücklauf bei mindestens 62,5%. An den Bildungsstätten für Physiotherapie sind mit „der Durchführung von Qualitätsmanagementsystemen, der Struktur-, Prozess- und Ergebnisqualität“ vier grundsätzliche Aspekte des QM gefunden worden. Maßnahmen der Struktur- und Prozessqualität werden umfassend in vielen Einrichtungen eingesetzt, die Maßnahmen der Ergebnisqualität werden in der Ausbildung Physiotherapie wenig eingesetzt. Aus dieser Studie heraus gibt es Empfehlungen, zur Verbesserung des QM in der Ausbildung Physiotherapie, für die einzelne Bildungsstätte, die Berufsverbände und die Akkreditierungsagenturen bzw. die aufsichtsführenden Behörden. Für alle genannten Institutionen gilt u.a., dass die europäischen, berufsspezifischen Standards bisher zu wenig Beachtung finden. Daraus resultiert, dass kein europäisches, aber zum Teil auch kein nationales Berufsprofil und damit Bildungsziel existiert. Als Konsequenz müssen die physiotherapeutischen Bildungsziele neu definiert werden. Neue Methoden der Kontrolle der Ergebnisqualität müssen entwickelt und eingesetzt werden, um dem gesellschaftlichen Auftrag der effektiven und effizienten Arbeit im Gesundheitswesen gerecht zu werden.
The actin cytoskeleton is a structure found in all eukarytes, known to be essential for a wide range of cellular processes. Cytoskeletal dynamics is regulated by a large number of proteins, commonly known as actin-binding proteins. Althgouh the role of actin-binding proteins in somatic cells has been well studied, their function in germ cells remains unclear. The goal of this thesis is therefore to shed some light on the function of the actin cytoskeleton in sperm development, by investigating the possible funtion of the actin monomer binding protein profilin, and the actin-depolymerising factors.
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In der vorliegenden Arbeit werden anhand von autobiografisch-narrativen Interviews mit Überlebenden des Konzentrationslagers Theresienstadt die individuellen Erfahrungen und Deutungen der Überlebenden in den Mittelpunkt des Erkenntnisinteresses gestellt. Anhand von zwei ausführlich analysierten Erzählungen wird der Erhebungs- und Analyseprozess der Interviews nach dem Verfahren von Fritz Schütze, das der abduktiven Forschungslogik verpflichtet ist, in seinen einzelnen Arbeitschritten nachvollziehbar dargestellt. Die Erzählung im autobiografisch-narrativen Interview kann auf diese Weise als ein Medium verstanden werden, in dem sich das Subjekt in seiner geschichtlichen Existenz konstituiert und damit auf dessen identitätsstiftenden Charakter verweist. Erfahrungswissenschaftlich wird die Verknüpfung persönlicher und sozialer Identität unter Berücksichtigung der identitätskritischen Lebenslage, der die Überlebenden während der Zeit ihrer Verfolgung ausgesetzt waren, fokussiert. Identität wird dabei im Sinne der Sozialisationstheorie des Symbolischen Interaktionismus verstanden. Der analytische Teil untersucht die prozessualen Dynamiken, in welchen die Biografieträger Identität und subjektiven Sinn herstellen, hinsichtlich ihrer kognitiven, emotionalen und motivationalen Aspekte. Dabei wird die Ambiguität und die Ungradlinigkeit der jeweiligen Lebensgeschichte deutlich. Die Auseinandersetzung mit Biografien fördert psychische Wirklichkeiten zu Tage und verweist auf die Konfrontation mit der eigenen lebensgeschichtlichen Erfahrung. Dabei gilt es, das Individuum mit seinen eigenen Deutungen und Begriffen, Bedürfnissen und Darstellungsabsichten zu erfassen. Schützes Konzept der Prozessstrukturen des Lebenslaufs, der Annahme einer sequentiellen Struktur der Lebensgeschichten und der biografisch relevanten Ereignisverkettungen verweist auf die ausschließlich im Kontext der Lebensgeschichte zu rekonstruierenden Deutungsmuster und Interpretationen des Biografieträgers. Forschungsstrategisch ist es erforderlich, die Auswertung aufgrund von Primärmaterialien zu vollziehen, die, so Schütze, so lange sie wiederholbare Untersuchungswege beschreiten und nachprüfbare Ergebnisse hervorrufen, keineswegs nur explorativen Charakter aufweisen. In den Erzählungen verleihen Emotionen des Autobiografen seiner Erinnerung Bedeutung, d.h. die Furcht und Hoffnung im Kontext der individuellen Erleidensprozesse sind eingebettet in das Verhältnis von erzählter und erlebter Lebensgeschichte. Daneben stehen es die verschiedenen Bewältigungsstrategien, mit welchen die Biografieträger versuchen, ihre Leidenserfahrungen in das aktuelle Leben zu integrieren, im Interesse der biografischen Analyse. Für die erziehungswissenschaftliche Biografieforschung ergeben sich aus den autobiografisch-narrativen Interviews mit Überlebenden des Konzentrationslagers Theresienstadt spezielle prozess- und biografienanalytische Erkenntnisse. Die Erzählungen ermöglichen einen Einblick in die individuellen und kollektiven Lern- und Bildungsprozesse der jeweiligen Biografieträger. Biografische Bruchstellen werden innerhalb dieser Erzählungen sichtbar. So stellt sich bei vielen Überlebenden die Frage, welcher Erfahrungshintergrund es ihnen erschwert oder verhindert, dass sie ihre Lebensgeschichte erzählerisch nicht entfalten können oder diese auch in unterschiedlichen Kontexten nur im Referenzrahmen des Holocausts erzählen können. Mit den autobiografisch-narrativen Interview ist ein umfangreicher Zugang zum Leben der Erzählenden unter Berücksichtigung der Eigenperspektive und der historischen Dimension möglich. Es hat sich herausgestellt, dass die unterschiedlichen Interaktionsräume der interviewten Überlebenden des Konzentrationslagers Theresienstadt differierende Erinnerungsmuster hervorbringen, die sich zwischen Reversion und Marginalisierung von Erinnerungen bewegen. Die soziale Rahmung vor und nach der Befreiung entscheidet wesentlich über den jeweiligen Schweigensgrad der als traumatisch erfahrenen Verfolgungszeit. Während der Zeit der Verfolgung und Internierung wurde Rollendistanz erschwert, d.h. eine Distanzierung hinsichtlich der Normen und Repressionen sowie der im Sozialisationsprozess erworbenen Fähigkeiten zur Ausgestaltung bestehender Rollennormen wurde behindert. Daraus lässt sich folgern, dass Biografiekrisen auch immer Interaktionskrisen sind. Dabei hängt der Grad des traumatischen resp. posttraumatischen Erleidens des Einzelnen im wesentlichen von der aktuellen Interaktion ab. Biografische Wandlungserfahrungen verweisen auf einen veränderten Rahmen hinsichtlich der Verarbeitung der durch den Holocaust bedingten identitätskritischen Erfahrungen. Andere soziale Rahmungen ermöglichen bisher unausgeschöpftes Wandlungspotenzial zu nutzen. Umgekehrt hindern Rahmungen der Repressivität die Nutzung positiven Wandlungspotenzials. Ein markantes Charakteristikum aller Interviews war, dass die befragten Biografieträger die Verfolgszeit kollektiv und ihr Leben vor und nach der Verfolgung individuell erinnern.
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Das Ziel der vorliegenden Studie bestand in der Konstruktion und Evaluation eines Studierendenauswahlverfahrens für das Studienfach Psychologie an der Universität Heidelberg vor dem Hintergrund der Reform des Hochschulzulassungsgesetztes (s. Reich, 2002), das eine stärkere Autonomie der Hochschulen bei der Auswahl von Studienbewerbern vorsieht. Basierend auf einer Anforderungsanalyse wurden fachspezifische Testverfahren nach Maßgabe der Rasch-Modelle konstruiert und an einer Gesamtstichprobe von N = 434 Studierender verschiedener Fachrichtungen konstruktevaluiert. Die resultierenden Testverfahren wurden zunächst hinsichtlich ihrer fachspezifischen Differenzierungsfähigkeit zwischen Studierendenstichproben aus dem ersten Semester verschiedener Fachrichtungen überprüft. Die zentrale Hypothese der Studie im Kontext der Kriteriumsvalidität war, dass eine substanzielle Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit in Bezug auf Studienerfolg in Form von Studiennoten durch die Kombination von Resultaten aus kognitiven Leistungstests mit der Abiturdurchschnittsnote in multiple Regressionsanalysen resultieren würde (so genannte inkrementelle Validität). Weiterhin wurde analysiert in wie weit sich Kriteriumsvaliditäten von Persönlichkeitsfragebögen gegenüber einer im Selektionskontext sehr wahrscheinlichen Antwortverfälschung als stabil erweisen. Hierzu war die Hälfte der Persönlichkeitsfragebögen mit einer Instruktion versehen, nach welcher sich die Studienteilnehmer möglichst positiv in den Fragebögen darstellen sollten (Faking-good-Instruktion), wohingegen die andere Hälfte der Teilnehmer keine derartige Instruktion erhielten. Hinsichtlich der fachspezifischen Differenzierungsfähigkeit erzielte die Testbatterie nach statistischer Kontrolle der Abiturdurchschnittsnote lediglich befriedigende Resultate. Die Hinzunahme der Testergebnisse zur Abiturdurchschnittsnote in multiplen Regressionen erhöhte die prädiktive Güte insgesamt geringfügig bei drei von vier Kriterien. Zudem erwiesen sich die regressionsanalytischen Ergebnisse in Kreuzvalidierungen als instabil. Die Analysen zur Validität von Persönlichkeitsfragebögen unter experimentell induzierter Antwortverfälschung ergaben, dass unter der Normalinstruktion beobachtbare Kriteriumsvaliditäten unter der Faking-good-Instruktion bis zur Insignifikanz abfielen. Im allgemeinen war dieser Effekt nicht durch korrelationsmindernde Varianzunterschiede zwischen den Skalenrohwerten beider Instruktionsversionen erklärbar. Insgesamt bestätigen die Hauptbefunde dieser Arbeit bisherige Befunde, welche die Abiturnote als besten Prädiktor für universitäre Leistungen ausweisen (u.a. Baron-Boldt, 1989). Diese Schlussfolgerung wird in Bezug auf der inkrementellen Validität als nützlichem Evaluationsstandard bei Selektionsentscheidungen diskutiert. Schließlich wird erörtert, dass Testverfahren anhand korrekter Klassifikationen (sog. True Positives und True Negatives) unter Beachtung von Basisraten evaluiert werden sollten (s. auch Schonemann & Thomson, 1996; Schonemann, 1997).
In this work, we investigated the solubility enhancement of 3 water insoluble drugs by using cyclodextrins in two pharmaceutical delivery forms: Solutions and Suspensions. A preliminary conclusion was that through the use of cyclodextrins it was possible to increase the solubility of the 3 water insoluble drugs, Cyclosporin A, Azithromycin and Budesonide. In addition,all the formulations were stable and suitable to be nebulised using the intended eflow device.It was also an objective of this work the elaboration of a systematic pathway for the development of formulations suitable for nebulisation. Based on the knowledge collect during this work, a database system was built as an aid tool for the pharmaceutical formulation development process. In conclusion, it was able to increase the solubility/stability and also to taste mask formulations containing both water insoluble and water soluble drugs. This opens new possibilities to the pulmonary delivery as an alternative non-invasive method of delivering drugs that currently can only be delivered orally or intravenously.
Die Schrift Über die ästhetische Erziehung des Menschen (1793/1795) ist der dritte Versuch Schillers über die Schönheit zu schreiben. Zuvor legte er schon in den Schriften Kallias, oder über die Schönheit (1793) und Anmut und Würde (1793) seine Überlegungen dar. Schillers Gedanken zur ästhetischen Erziehung sind ein Wendepunkt in der Philosophie. Zum ersten Mal wurden der Selbstzweck der Kunst und die Kunst als Mittel zur positiven gesellschaftlichen Veränderung aufgehoben. Der Grundgedanke des Dichters ist der Weg zur Freiheit über die Schönheit, die Wandlung des Notstaates in einen sittlichen Vernunftstaat. Hierzu arbeitet er ein Konzept aus, das durchdrungen von seinem Humanitätsideal und dem Glauben an die Entwicklungsfähigkeit der Menschheit ist. In dieser Veränderung der Gesellschaft sieht Schiller jedoch auch Schwierigkeiten und stellt deshalb fest, dass es eine Aufgabe für mehr als ein Jahrhundert sein wird. Die zeitgeschichtliche französische Revolution beeinflusste sehr stark Schillers Überlegungen darüber. Auch seine intensive Beschäftigung mit der Philosophie Kants nimmt zunehmend Einfluss auf seine programmatischen Vorstellungen. Diese und manche andere Aspekten werden in folgendem Text genauer betrachtet.
In dieser Arbeit wurde der Anlauf genommen, die politische Seite der griechischen und römischen Tragödie Troades zu skizzieren. Trotz der Verschiedenheit der Bearbeitung des Stoffes wird deutlich, dass jeder der beiden Dichter in seiner spezifischen Art, in der er mit der mythischen Vergangenheit umgeht, typische Charakteristika der Zeit, in der er lebte, verrät. Beide Tragödien stehen von Beginn an unter der Spannung zwischen dem vorgegebenen Mythos und der individuellen Ausgestaltung des Vorgegebenen durch jeden Dichter. Mit anderen Worten ist in dieser Spannung einerseits die Gegenwart des jeweiligen Dichters mit ihren Konflikten und ihren Fragen greifbar, und andererseits steht die mythische Vergangenheit mit ihren Vorgaben. Der Dichter kann diesen Grundkonflikt auf gegenwärtige Probleme hin spezifizieren. Und das wichtigste Problem, das in beiden Stücken greifbar ist, ist die Macht und ihre Ausnutzung. Sie gibt den Stoff vor, den Grundkonflikt. Sie wird zu einem existentiell neuen Problem, das das Gefühl der Intensität, mit der man sie ausübt oder mit der man von ihr bedroht wird, enorm erhöht. Individualismus und Machtstreben steigern sich zu bisher unbekannter Radikalität und die Polarisierungen verschärfen sich. Diese Umstände reflektieren sich in den beiden Werken und durch die von den Dichtern bezweckte Nuancierung stehen wir vor einer neuen Adaptation der tradierten mythischen Vergangenheit.Damit man ein vollständiges Bild der politischen Nuancierung bekommt, die beide Dichter in ihren Werken erreichen, werden einzelne topische Charakterisierungen von Divergenzen im politischen Bereich herausgestellt und vom Standpunkt des jeweils Sprechenden aus verstanden. Von Belang ist auch die tiefgreifende Analyse der Stücke, da man nur nach den Worten allein nicht zu ordnen vermag, muss man sich auch darum bemühen, den Standort zu beobachten, nämlich die Charaktere und den sich hinter den Stücken verbergenden Zustand, der das Konstruieren und den Zweck dieser geschaffenen Konstruktion beeinflusst hat. In beiden Stücken nehmen die Gegensätze einen auf keinen Fall geringfügigen Platz ein. So kommen folgende topische Themata vor: die Auseinandersetzungen über Treue und Opportunismus, über rühmliches und mehr genießendes Leben, über freie und unfreie Art, über Achtung und Mißachtung des Individuums, die Frage, ob der Vorrang dem äßêáéïí oder dem íüìéìïí, der Strenge oder der Humanität, den Pflichten oder den Rechten gebühre. Diese stabil erscheinenden Kategorien werden bei beiden Dichtern anders behandelt, immer anhand der mythischen Vergangenheit, aber auch in Zusammenhang mit den Offenbarungen und politischen Umständen der Gegenwart. Somit lassen die politischen Komponenten in einer Reihe von Worten und Ausdrücken enthüllt werden, die im Mund des jeweils Sprechenden einen besonderen Sinnsgehalt einnehmen. Die beiden Tragödien lassen sich als ein Versuch erkennen, Kritik am Fehlverhalten der politisch verantwortlichen Menschen zu üben und vor den Schwierigkeiten und der leichten Umdrehung des Schicksals zu warnen. Dazu ist der Stoff des trojanischen Krieges das geeignete Material, das sowohl in Athen des 5. Jahrhunderts als auch in Rom der Kaiserzeit Beliebtheit genoß. Auf der einen Seite werden die Troerinnen als politisches Stück zeigen, nach welchen Kategorien Menschen ihre Handlungen ausrichten und wie sie insbesondere ihre Macht ausüben. Die Faktoren, nach denen das politische Handeln zum Ausdruck gebracht wird, werden im Stück thematisiert und als zentrale Aspekte gezeigt, unter denen das Geschehen der mythischen Vergangenheit neu gesehen wird. Auf der anderen Seite sind die römische Färbung des Mythos, die Seneca erreicht, die Darstellung von Personen, die nicht im Stück des Euripides vorkommen, die Konflikte unter den Griechen -ein Element, das bei Euripides nicht betrachtet wird- der Inhalt der Rede, der Wert auf römische Tugenden und Eigenschaften richtiger Haltung des Herrschers legt, von Seneca bevorzugte Mittel, damit er die Politik, die er erlebt hatte, kritisiert und eine neue Dimension der Herrschaft schafft, in einer Zeit, als die Führung der julisch-klaudischen Dynastie einen falschen und riskanten Weg gebahnt hat, der die bevorstehende und möglichst gesunde Herrschaft Neros aufs Spiel setzte. Das klassische und kaiserzeitliche Drama der Troades, deren Ausrichtung zu ermitteln war, sind durch Kritik an den bestehenden politischen Verhältnissen geprägt. Mit dieser Aktualität hängt zusammen, dass bei diesen Stücken nicht außenpolitische Ereignisse – militärische Siege über äußere Feinde werden nur den Ansporn für Verfassung und Präsentation solcher Tragödie gegeben haben – sondern innenpolitische Themen gewählt werden, bei denen es um die Herrschaftsform und das richtige Verhalten von politisch Tätigen geht.
Thema der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung, wie es dem russischen Schriftsteller Bulgakow mit seine Novelle Hundeherz gelingt in satirischer Form mittels einer Gestalt, die sich für kurze Zeit vom Hund zum Menschen wandelt, auf die Schwächen und Unzulänglichkeiten des neuen sozialistischen Systems und seiner einschlägigen Träger hinzuweisen. Zunächst muss die Beziehung Mensch-Hund historisch dargestellt und anschließend soll dieses Verhältnis von seiner harmonischen und unharmonischen Seite beleuchtet werden. Die zahlreichen Gestalten des Hunds in Religion, Kult und Literatur sprechen dafür, dass dieses Tier einen besonders hohen moralischen Status beim Menschen einnimmt. Die Figur Bulgakows in der russischen (sowjetischen) Literatur stellt sich ganz besonders dar. Jede nicht legitimierte Veröffentlichung wurde zur Sensation in der UdSSR. Das Tier in Bulgakows Werk besitzt dieselbe Position wie der Mensch. Eine raffinierte Mischung von phantastischen und realistischen Elementen gleichzeitig mit den tierischen Gestalten in seinem Werk ist der Codierungsschlüssel, mit dem der Autor die nackte antisowjetische Wahrheit verschlüsselt hat. Die zeitgeschichtliche ökonomische Reform des Moskauer Alltages in der Sowjetmacht sind Gegenstand von Bulgakows Überlegungen. Der Grundgedanke des Dichters ist der Weg zur Wahrheit über die Sozial-, Gesellschafts- und Zivilisationskritik. Die Literatur muss als Mittel zur positiven gesellschaftlichen Veränderung eingesetzt werden. Weiter wird Bulgakows Werk (Erzählung, Novelle oder Roman?) Hundeherz im Sinn der Gesellschaftskritik betrachtet. Dies wird anhand Tier-Mensch-Beziehung und Mensch-Tier-Beziehung untersucht und dargestellt. Schwerpunkte der Arbeit sind: die Karikatur vom menschlichen Leben, die Kritik des sozialistischen Systems sowie die Doppelgesichtigkeit der sowjetischen Nomenklatur und des ganzen Systems.
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Die Autorin wurde in der Ukraine geboren. Durch des Schicksals Fügung wohnt sie seit 10 Jahren in Deutschland. Als sie ihr "Herz in Heidelberg verloren" hat, versuchte Antonia Häfner sich in die deutsche Sprache und Kultur zu integrieren. Zu Zeit studiert die Autorin an der Heidelberger Uni und schreibt auf Deutsch. Die Liebe verstellt sich nicht, Die Liebe betrügt nicht, Die Liebe verrät nicht, Wenn sie echt ist.
Brandverletzungen bedeuten nicht nur ein schweres körperliches, sondern häufig auch ein psychisches Trauma. Sie ziehen nicht selten lang anhaltende emotionale, berufliche und soziale Folgeprobleme nach sich. Obwohl der Bedarf an psychologischer Unterstützung auf Seiten der Betroffenen hoch ist und mittlerweile zahlreiche empirische Studien darauf hinweisen, dass viele Brandverletzte gerade auch im Langzeitverlauf psychische Probleme entwickeln, mangelt es an fundierten psychotherapeutischen Konzepten zur gezielten Unterstützung dieser Patientengruppe. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb die Erarbeitung eines verhaltenstherapeutischen Gruppenbehandlungsprogramms für Brandverletzte in der Rehabilitationsphase. Hierzu wurde zum einen eine umfassende Analyse der zu diesem Thema existierenden Forschungsliteratur mit dem Fokus vorgenommen, welche Implikationen sich hieraus für die psychologische Unterstützung von Brandverletzten ergeben. Zum anderen erfolgte die Durchführung von vier empirischen Studien an brandverletzten Patienten. Auf Basis der empirischen Befunde wurden Ableitungen zur Entwicklung eines Gruppenbehandlungskonzepts getroffen. In einer zwei Jahre nach dem Unfall durchgeführten qualitativen Interviewstudie und Inhaltsanalyse zu Belastungsfaktoren und Ressourcen von 21 Brandverletzten wurden vielfältige Bereiche von Belastungen deutlich, welche Brandverletzte erleben, insbesondere im körperlichen, psychischen und sozialen Bereich. Häufig, so wurde offenbar, treten psychische Probleme erst Wochen oder Monate nach dem Unfall zutage, z.B. wenn eine Reintegration ins Berufsleben misslingt. Viele der Betroffenen äußern Bedarf an zusätzlicher psychologischer Betreuung. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass die meisten Betroffenen auch anhaltende positive Auswirkungen des Unfalls berichten, wie beispielsweise eine Intensivierung zwischenmenschlicher Beziehungen. Eine zweite qualitative Interviewstudie lieferte Aufschluss über Belastungsfaktoren und Ressourcen bei 19 Familienangehörigen von Menschen mit Verbrennungen. Deutlich wurde, welche enorme Belastung, vor allem im psychischen und sozialen Bereich, der Brandunfall eines nahen Verwandten für die Angehörigen mit sich bringt. Zahlreiche Befragte wünschten sich rückblickend zusätzliche psychologische Unterstützung. Angehörige sollten also unbedingt in psychologische Unterstützungsangebote mit einbezogen werden. Im Rahmen einer quantitativen Studie wurde an 55 Probanden ein umfassendes Assessment zu psychischer Belastung und psychosozialen Ressourcen durchgeführt. Brandverletzte weisen eine erhöhte psychische Belastung auf, z.B. erhöhte Depressivitäts- und Angstwerte sowie posttraumatische Stresssymptomatik. Gleichzeitig verfügen sie durchschnittlich über gute psychosoziale Ressourcen. In einer vierten Studie erfolgte die Erfassung des Körperbilds bei 65 Brandverletzten sechs Monate nach der stationären Behandlung anhand eines neu entwickelten Fragebogens. Es zeigte sich, dass viele Patienten ein positives Körperbild aufweisen. Körperbildprobleme stehen mit der objektiven Verletzungsschwere in Zusammenhang, aber auch mit psychischen Variablen, wie z.B. psychischer Symptombelastung. Patienten mit einem positiveren Körperbild berichten eine höhere psychische und physische Lebensqualität. Zusammenfassend machen die Ergebnisse deutlich, wie wichtig die frühzeitige Identifikation psychisch hoch belasteter Patienten durch routinemäßig durchgeführte klinische Screenings sowie die gezielte Unterstützung dieser Personen zur Vorbeugung psychischer Folgeerkrankungen ist. Die in der vorliegenden Arbeit verwendeten Fragebögen stellen brauchbare und ökonomische Instrumente dar, dieser Anforderung gerecht zu werden. Auf Basis der Forschungsliteratur und der empirischen Befunde werden in der vorliegenden Arbeit Ansatzpunkte und Strategien für das Gruppenbehandlungsprogramm entwickelt, das in seinen Bausteinen am Ende der Arbeit dargestellt wird. Es ist als halboffene Gruppe für sechs bis zehn Patienten konzipiert, welche sich in der Rehabilitationsphase befinden, und durch ein kompetenzfokussierendes und ressourcenorientiertes therapeutisches Vorgehen gekennzeichnet. Wesentliche Inhalte des Gruppenangebots sind neben Psychoedukation zum Thema „psychische Folgen von schweren Brandverletzungen“ die Aktivierung und Vermittlung von aktiven Bewältigungsstrategien sowie der Aufbau spezieller sozialer Kompetenzen im Umgang mit Reaktionen der Öffentlichkeit auf die Brandverletzung und auf Narben. Eine Evaluation dieses Programms steht in zukünftigen Studien aus.
In der vorliegenden Studie wurde mittels korrelations- und regressionsanalytischen Methoden überprüft, inwieweit Emotionale Intelligenz die Übereinstimmung von Selbst- und Fremdurteilen bezüglich traditioneller Persönlichkeitsvariablen moderiert. Ausgehend von der Definition von EI als einer Fähigkeit, welche sich vor allem auch auf die richtige Identifizierung von Emotionen der eigenen Person sowie fremder Personen bezieht, wurde postuliert, dass ein hohes Ausmaß von EI zu besseren Selbst-Fremd-Übereinstimmungen führen sollte. N = 200 Selbstbeurteiler schätzten sich hinsichtlich ihrer Persönlichkeitseigenschaften auf dem NEO-FFI ein und wurden zusätzlich durch jeweils zwei Fremdbeurteiler eingeschätzt. Für die Erfassung des EI-Ausmaßes bei Selbst- und Fremdbeurteilern wurden zwei Verfahren aus dem Bereich der Self-Report-Skalen (33-Item-Skala von Schutte et al., 1998; TMMS von Salovey et al., 1995) sowie ein Instrument aus dem Leistungsbereich (TEMINT von Schmidt-Atzert & Bühner, 2002) ausgewählt. Weiterhin wurden für alle Skalen auch globale Einschätzungen erhoben. Im Hinblick auf das Ausmaß an EI bei den Selbsturteilern konnte im Gegensatz zur aufgestellten Hypothese anhand der korrelativen Analysen gezeigt werden, dass die Selbsteinschätzungen emotional weniger intelligenter Personen besser mit den zugehörigen gemittelten Fremdeinschätzungen übereinstimmten. Die regressionsanalytischen Berechnungen erbrachten keinen Beleg für einen übereinstimmungsfördernden Moderatoreffekt der drei EI-Skalen, die gegenteilige Tendenz aus den korrelativen Untersuchungen konnte jedoch auch nicht bestätigt werden. Die Ergebnisse bezüglich des EI-Ausmaßes der Fremdbeurteiler erwiesen sich als sehr widersprüchlich, da gleichermaßen hypothesenkonforme wie entgegengesetzte Korrelationsdifferenzen gefunden wurden. Die regressionsanalytischen Berechnungen erbrachten Belege für vereinzelte übereinstimmungsfördernde Moderatoreffekte vor allem der 33-Item-Skala. Insgesamt legen die Befunden nahe, dass Emotionale Intelligenz eher keinen validitätsmoderierenden Effekt aufweist, wenn überhaupt, dann nur bezüglich der Fähigkeit der Fremdbeurteiler zu zutreffenderen Urteilen bei vereinzelten Persönlichkeitsmerkmalen, nicht aber bezüglich der Fähigkeit der Selbsturteiler zu einer realistischeren Selbsteinschätzung.
Die neuen Ansätze für Schulentwicklung gehen in Richtung einer erweiterten Selbständigkeit der Einzelschule, die gewährleisten soll, daß in Schulen nicht nur anders und anderes gelernt wird, sondern dass sie darüber hinaus in die Lage versetzt werden, sich selbst zu verändern. Wenn in Projektteams ein Schulprogramm entwickelt, Zielvereinbarungen getroffen und neue Unterrichtsformen entwickelt werden sollen, fordert dies von den Lehrern die grundsätzliche Bereitschaft zu Zusammenarbeit und Austausch. Damit üben die neuen Aufgaben, die die bisherigen Grenzen von Klasse und Fach überschreiten, einen deutlichen Druck auf die traditionelle Verfasstheit der Lehrerrolle aus. Gerade der bisherige, aus der Isolation am Arbeitsplatz resultierende Lehrerindividualismus, stellt jedoch ein entscheidendes Hemmnis für die weitere Professionalisierung der Berufsgruppe dar. Um die aus der Berufsgruppe selbst erwachsende Form von Professionalität zu entwickeln, beschreiben Schulforscher die neue Lernrichtung dahingehend, dass die individuelle Autonomie durch kommunikative Vernetzung ergänzt werden muss. Ob die Kommunikationsstruktur in Schulen sich durch ein Training in systemisch-konstruktivistischer Gesprächsführung verbessern lässt, ist von daher das zentrale Thema der vorliegenden Arbeit.
Excitable cells use specific combinations of ion channels in order to set their electrical properties. The recent discovery of the two pore domain potassium channels (K2P) revealed the molecular substrates for resting K+ currents in neuronal cells. To date fifteen members of the K2P family, grouped into six distinct subfamilies (TWIK, THIK, TREK, TASK, TALK and TRESK) have been identified and characterized, some of them being highly expressed in the central and peripheral nervous system. K2P channels generate leak K+ currents which contribute to the resting membrane potential and play important roles in modulating neuronal excitability. K2P subunits can assemble as homodimers or heterodimers when coexpressed in neurons. There are no pharmacological agents that selectively block the K2P channel subtypes. Thus, it is difficult to dissect their contribution to the leak K+ background current. The TASK (TWIK-related acid-sensitive K+ channel) subfamily consists of TASK-1, TASK-3 and the non-functional TASK-5 channels. TASK-1 and TASK-3 channels are expressed in the brain, can sense physiologically relevant changes in extracellular pH and are modulated by neurotransmitters. In this thesis I analyzed the expression of TASK-1 and TASK-3 genes in the adult mouse brain. The TASK-1 gene has a restricted expression pattern, with highest level in cerebellar granule cells whereasTASK-3 gene has a strong expression in all brain regions. To understand the role of TASK-3 in the K+ leak conductance and in neuronal excitability I generated TASK-3 knockout mice and undertook some analysis of their phenotype. The K+ leak current of cerebellar granule cells was reduced to 50% and granule cells fired fewer action potentials in response to current injection. Despite these strong changes on the electrophysiological level, the motor behaviour of the TASK-3 knockout mice was unchanged, indicating possible compensatory mechanisms. The TASK-3 knockout mice will be useful for investigating: the contribution of TASK-3 channels to the leak currents in particular neuronal cell types (e.g. cerebellar granule cells, thalamic relay cells), the heteromeric assembly between TASK-1 and TASK-3 subunits in vivo, the involvement of TASK-3 channels in thalamocortical relay neurons in initiating arousal, their contribution to the anesthesia produced by inhalational anesthetics, their role in regulating apoptosis in developing cerebellar granule cells, their possible role in protection from brain ischemia, their contribution to homeostatic plasticity in cerebellar granule cells and their contribution to blood pressure regulation and blood oxygen sensing.
In westlichen Industrienationen nimmt die medizinische und volkswirtschaftliche Bedeutung des Rückenschmerzes seit Jahrzehnten zu. Dennoch ist die epidemiologische Datenlage zu diesem Beschwerdekreis defizitär. Dieses Buch liefert erstmals für die Bundesrepublik Deutschland repräsentative epidemiologische Prävalenzdaten zur Verbreitung der „Volks-krankheit“ Rückenschmerz sowie zu seinen Risikofaktoren und zeigt Erklärungsansätze auf. Dabei scheint die Risikofaktorenstruktur scheint äußerst komplex zu sein. Berufsspezifische Belastungen sind gemäß der in diesem Buch präsentierten Befunde für das Schmerzrisiko ebenso bedeutsam wie ein ungünstiger, passiver Lebensstil, ein defizitäres Präventionsver-halten und das Vorhandensein relevanter Begleiterkrankungen. Es liefert somit wichtige Da-ten für die Versorgungsforschung (z.B. Schmerzprävalenzen, Risikofaktoren-Prävalenzen), Präventionsagenten (u.a. zu Nutzerstrukturen von Rückenschulen), Sozial- und Arbeitsmedi-ziner (durch die Identifikation von Hochrisikoberufe) und den klinisch tätigen Arzt (z.B. zu Begleiterkrankungen und Multimorbidität). Diese zitierfähige Online-Publikation stellt die Habilitationsschrift des Autors dar, welche an der Stiftung Orthopä-dische Universitätsklinik Heidelberg, Abteilung Orthopädie I (Direktor: Prof. Dr. V. Ewerbeck) entstanden ist und an der Medizinischen Fakultät der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg eingereicht wurde. Auf ihrer Basis wurde dem Autor im Mai 2007 die Venia legendi für das Fach „Sozialmedizinische Epidemiologie“ verleihen.
In der vorliegenden Arbeit wird auf der Basis kognitiv-behavioraler Theorien ein Inventar entwickelt, das Risiko- und Protektivfaktoren beim Gebrauch illegaler psychoaktiver Substanzen erfasst. Es werden zehn substanzspezifische Module konstruiert, die einerseits Wissen über und andererseits den Umgang mit einer bestimmten illegalen Substanz erheben. Die Substanzgruppen, für die jeweils ein Wissens- und ein Verhaltensmodul konzipiert wird, umfassen Cannabis, Amphetamine, Ecstasy, Halluzinogene und Kokain. Es werden jeweils 25 bis 29 Items in einem Modul formuliert, wobei das Inventar schließlich als web-basiertes Erhebungstool programmiert und an einer Stichprobe von 2404 Versuchsteilnehmern erprobt wird. Ziel ist es, die jeweiligen Module bzw. Skalen auf eine Mindestanzahl von 15 Items zu reduzieren, wobei die Ermittlung von Itemschwierigkeit, Itemtrennschärfe, Selektionsindex und einer faktorenanalytischen Analyse der einzelnen Skalen herangezogen werden, die inhaltliche Zusammensetzung der Skalen sowie die inhaltliche Interpretierbarkeit dabei dennoch im Vordergrund stehen. Die Trennschärfen können insgesamt als gut, die Itemschwierigkeiten dagegen insgesamt als niedrig und die Selektionsindizes als mittelmäßig beurteilt werden. Die faktorenanalytischen Ladungen zeigen durchschnittlich hohe Haupt- und niedrige Nebenladungen und unterstützen dadurch die Itemselektion. Die internen Konsistenzen verringern sich infolge der Testlängenverkürzung. Sechs Skalen zeigen mittlere Konsistenz-Koeffizienten, während vier Skalen niedrige Reliabilitäten hervorbringen (Cannabis-Wissen, Amphetamine-, Kokain- und Halluzinogene-Verhalten). Für die fünf Verhaltensmodule werden jeweils zwei Validitätskoeffizienten ermittelt. Einerseits werden Validitätsfragen in An-lehnung an die DSM-IV-Kriterien für Abhängigkeit formuliert, andererseits die Frequenz des Konsums als zweites Validitätskriterium herangezogen. Für alle Verhaltensmodule werden mittlere bis sehr hohe Validitäten beobachtet. Weiterführende Hypothesentests, die Normierung sowie die Ermittlung von Validitätskoeffizienten für die Wissensmodule stehen noch aus.
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Das Thema Mobilität/Verkehr besitzt für den europäischen Integrationsprozess eine zentrale Bedeutung. Ohne einen integrierten Verkehrsmarkt ist ein florierender gemeinsamer Binnenmarkt für Personen und Güter nicht vorstellbar. Der Verkehr löst jedoch negative externe Effekte wie Staus, Unfälle, Umweltverschmutzung, Lärm etc. aus. Verkehrsprognosen sehen einen weiter ungebrochenen Aufwärtstrend, insbesondere beim Straßengüterverkehr, der in der Arbeit im Fokus steht. Die Verkehrspolitik steht vor einem Dilemma: Wie kann sie die Verkehrsströme steuern? Politiker aller Couleur bemühen gerne das verkehrspolitische Leitbild „von Straße auf Schiene und Schiff“ und nennen Verkehrsverlagerung und Verkehrsvermeidung als Lösungsansätze. Straßenbenutzungsgebühren werden dabei als eines der wirkungsvollsten Instrumente angesehen. Sie sollen nachfragedämpfend wirken. Verkehrspolitik läuft als sehr spannungsreiches Wechselspiel zwischen deutscher und europäischer Ebene ab. Die Arbeit stellt am Beispiel Straßenbenutzungsgebühren/LKW-Maut dar, wie stark die europäische Wegekostenrichtlinie nationale Handlungsspielräume beschränkt. Dazu werden in zwei Fallstudien Rechtssetzungsprozesse auf europäischer und nationaler Ebene ausführlich beleuchtet und analysiert. Eine Einbeziehung externer Kosten in die Mautberechnung ist aufgrund verschiedener mitgliedstaatlicher Blockadestrategien im Ministerrat bislang nicht möglich. Mautgebühren basieren ausschließlich auf den Wegekosten. In der Arbeit zeigt sich, dass Straßenbenutzungsgebühren durchaus ein wichtiger Bestandteil im Instrumentenkasten einer modernen Verkehrspolitik sind, vor allem als Finanzierungsquelle. Das Schlüsselinstrument zur Lösung der gegenwärtigen Probleme im Politikfeld Verkehr sind sie nicht. Es wird deutlich, dass den Einwirkungsmöglichkeiten der Verkehrspolitik auf die komplexen Verkehrsprozesse Grenzen gesetzt sind. Sowohl die unterschiedlichen Systemeigenschaften der Verkehrsträger als auch externe Ursachen der Verkehrsentwicklung (Güterstruktur-/Logistikeffekt) bleiben in vielen Fällen unberücksichtigt. Ein nachhaltiger Verlagerungseffekt von der Straße auf die Schiene ist nur langfristig zu erwarten, und wird auch nur dann eintreten, wenn die Kostenbelastung nach dem Verursacherprinzip gelingt und deutliche Qualitätsverbesserungen vor allem im Schienenverkehr erreicht werden können.
Laut Tacitus (Tac. ann. XI 21) gab es fünf Aspekte, die einen Einfluß auf die politische Karriere eines Senators ausüben konnten: Materieller Reichtum, Kontakte zu einflußreichen "amici" und "patroni", hohe Geburt, ein gutes Verhältnis zum Kaiser sowie eigene Verdienste. Wie im ersten Teil der Dissertation gezeigt werden konnte, waren diese Aspekte auch für den Vigintivirat von Bedeutung, das erste präsenatorische Amt, das in einem von vier "collegia" bekleidet wurde, die hierarchisch angeordnet waren. So hatten junge Männer aus den sozial angesehenen und sehr wohlhabenden patrizischen Familien in der Regel früher die Möglichkeit, den Vigintivirat zu bekleiden und damit die Senatorenlaufbahn einzuschlagen, als es bei den übrigen angehenden Senatoren der Fall war. Je näher die Herkunftsfamilie eines Vigintivirs dem Kaiserhaus stand, desto angesehener war das "collegium", in dem er amtierte. Eine detaillierte Analyse der wenigen erhaltenen Quellen, in der Mehrzahl Inschriften, verdeutlichte, daß die Karriere, die ein Vigintivir zu erwarten hatte, davon abhing, in welchem Vigintiviratskollegium er amtierte. Je höher das "collegium" innerhalb der Hierarchie angesiedelt war, desto besser entwickelte sich die folgende politische Laufbahn. Eine Veränderung der fünf eingangs erwähnten Aspekte hatte in der Regel einen Einfluß auf die politische Laufbahn. Der zweite Teil der Dissertation enthält einen Katalog, in dem die Namen aller Vigintiviri aufgeführt sind, von denen bekannt ist, daß sie in der Zeit von Augustus bis Domitian den Vigintivirat bekleideten. Die Auflistung der Namen erfolgt in chronologischer Reihenfolge. Zu jedem Namen sind, soweit bekannt, Informationen zum sozialen Umfeld und der politischen Laufbahn aufgeführt. Am Ende des Katalogs findet man eine Auflistung aller Vigintiviri, deren Amtszeit nicht datiert werden konnte.
p53 is among the most thoroughly studied proteins to date. Its tumour suppressor activity and the consideration that inactivation of the p53 pathway is a common, if not universal, feature of all human cancers, have gained it the interest of a multitude of researches seeking new therapies against this disease. As a consequence, p53 is at the centre of a feverish research and nowadays is reported to be involved in most cellular processes. Despite the vast amount of data published, much is yet to be unravelled about the mechanisms regulating the p53 signalling network. Indeed, the p53 network is extremely intricate and complex, and from a system biology point of view it can be seen as a series of interconnected negative and positive feedback loops, which can give rise to complex dynamics such as oscillations. In the combined effort to understand more of the biological meaning of these oscillations and to study the properties of this network motif from an engineering perspective, a synthetic p53 network has been built in budding yeast with the aim of studying the network in isolation while being embedded in living cells. p53 and most proteins in the network are absent from the budding yeast genome. This diminishes the likelihood of interferences on the engineered module from the cellular environment. Surprisingly, despite the evolutionary conservation of the ubiquitin pathway from yeast to humans, p53 ubiquitylation by the E3 ubiquitin ligase Mdm2 - an event central to the oscillatory dynamics of the system - does not appear to take place in budding yeast, even when the human E2 enzyme UbcH5B is exogenously expressed. p53 is instead sumoylated by Mdm2 and sumoylation dictates the co-localization of p53 and Mdm2 to a nuclear body reminiscent of human PML bodies. In conclusion, attempting to rebuild from scratch a simplified version of the intricate p53 network, isolating it from its natural context, has proven to be a very powerful means leading to unexpected findings, testifying the usefulness of the synthetic biology approach.
Viele Studien zeigen Zusammenhänge zwischen depressiven Störungen und distalen sowie proximalen belastenden Lebensereignissen. Bisher fehlen jedoch Untersuchungen, die a) die Wirkung belastender distaler und proximaler Ereignisse gleichzeitig analysieren, b) den Einfluss dieser Ereignisse auf unterschiedliche Verlaufsformen depressiver Störungen untersuchen und c) die Rolle positiver Faktoren berücksichtigen. Basierend auf Daten von 349 Personen (geb. 1950-52), die an den ersten beiden Messzeitpunkten der Interdisziplinären Längsschnittstudie des Erwachsenenalters (ILSE) teilnahmen (T1-T2: 4.1 Jahre), wird der Einfluss von distalen und proximalen Lebensereignissen auf den weiteren Verlauf von minorer und Major Depression analysiert sowie die Rolle positiver Faktoren untersucht. Ausgehend von ILSE-T2 stehen 227 psychisch immer gesunden Teilnehmern, 78 remittierte Depressive (dies sind Probanden, die bis zu T1 irgendwann im Laufe ihres Lebens eine depressive Episode erlitten hatten, aber nicht mehr in den vier Erhebungszwischenjahren), 23 Depressive mit einem Rückfall und 21 späte neuerkrankte Depressive gegenüber. Die psychiatrischen Diagnosen wurden mit dem Strukturierten klinischen Interview für DSM-III-R erhoben. Belastende Kindheitsereignisse (0 bis 16. Lebensjahr) wurden zu T1 im Rahmen eines halbstrukturierten Interviews, anhand offener Fragen zur Kindheit, Situation in der Familie etc. erhoben und anhand einer qualitativen Inhaltsanalyse 20 Kategorien aus den Bereichen Verlust- Trennungsereignisse, Psychopathologie eines Elternteils, Traumatisierung durch andere und weitere Widrigkeiten (disharmonische Familienverhältnisse, eigene chronische Erkrankung) zugeordnet. Die zeitnahen Ereignisse wurden zu T2 anhand eines halbstrukturierten Interviews (offene Fragen zu Veränderungen in den vorausgegangenen vier Jahren) erhoben und 34 Kategorien aus den Bereichen Beruf, Gesundheit, Wohnen, Finanzen, Justiz, Partnerschaft, soziales Umfeld, Tod zugeordnet. Basierend auf einer Hauptkomponentenanalyse wurden die folgenden fünf positiven Faktoren aufgebaut: 1) Ausgedehnter Lebensraum/stützendes familiäres Umfeld, 2) hohe Selbstwirksamkeit, 3) hohe Integration in Peergruppen, 4) hohes Selbstwertgefühl/positives Selbstbild in der Jugend und 5) hohe kognitive Befähigung. Es zeigen sich im Vergleich mit der gesunden Kontrollgruppe bei remittierten, wieder erkrankten und neu erkrankten Personen a) mehr kritische Lebensereignisse, b)differenzielle Einflüsse der Ereignisse auf Inzidenz und Verlauf einer Depression und c) protektive Effekte von persönlichen und sozialen Ressourcen auf spezifische Lebensereignisse.
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Toleranz gegenüber körpereigenem Gewebe wird durch Deletion/Inaktivierung selbstreaktiver T-Zellen erreicht. Sind Mechanismen der Selbst-Toleranz unwirksam, können T-Zellreaktionen gegen körpereigene Antigene zu Autoimmunerkrankungen führen. Dabei können T-Effektorzellen lokale Entzündungsreaktionen hervorrufen und Gewebezellen schädigen. Eine Klärung der molekularen Mechanismen, die zur Brechung von Toleranz führen, ist für die Entwicklung neuer Therapiekonzepte bei Autoimmunerkrankungen und zur Eliminierung von Tumoren von großem Interesse. Erste Studien unseres Kooperationspartners D. Stern zur Funktion des Xchromosomalen ERAB („endoplasmic reticulum-associated amyloid β-peptide binding protein“) deuteten darauf hin, dass dieses Protein in Entzündungsreaktionen und in der T-Zell-Apoptose involviert sein könnte. In der vorliegenden Arbeit wurden daher konditionale Knock-out Mäuse für ERAB hergestellt. Der komplette Knock-out in den Mäusen zeigte einen letalen Phänotyp. Eine gestörte Expression des ERAB Gens durch das Neomyzin-Resistenz-Gen führte zu Bewegungsstörungen und Krämpfen der Tiere, zu einer erhöhten Apoptoserate in den Organen Milz, Thymus, Darm, Gehirn, Hoden, Leber und Niere und schließlich zum Tod der Tiere im Alter von ca. 5 Monaten. Männchen dieser ERAB/neo Linie zeigten einen Phänotyp, der vergleichbar mit den Auswirkungen einer Isoleucinstoffwechselkrankheit des Menschen ist, die durch Punktmutationen im entsprechenden menschlichen Gen hervorgerufen wird. Eine ERAB-Defizienz ausschließlich in Endothelzellen und hämatopoetischen Stammzellen führte zu ähnlichen Symptomen wie bei ERAB/neo Männchen beobachtet wurden. Jedoch starben die Tiere erst im Alter von 6-7 Monaten. Die beiden erhaltenen Knock-out Weibchen dieser Linie hingegen sind lebensfähig. Der Grund für den Tod der männlichen Tiere konnte noch nicht gefunden werden. In ersten Experimenten mit T-zellspezifischen Knock-out Tieren für ERAB konnte eine normale T-Zellentwicklung und eine verzögerte Thymusrückbildung nachgewiesen werden. Glucocorticoidinduzierte, aber nicht CD95-vermittelte Apoptose führte in ERAB-defizienten Thymozyten zu einer erhöhten Apoptoserate im Vergleich zu Wildtyp-Thymozyten. Da ERAB bei Alzheimer- und Parkinson-Erkrankungen eine wichtige Rolle spielt, sind die hier generierten Knock-out Mäuse für ERAB auch für entsprechende neurologische Untersuchungen sehr interessant.
The article analyses the lexical-regional contact of Czech variants by the pluricentric variant of Austrian German Paradeisapfel obsolete, Paradeiser stand. lang., Paradeis dialect form, in the context of German-Slavic language contact research shown on Solanum lycopersicum L. The contact-induced scope of the so-called "Habsburger Sprachbund" (Slovakian, Slovenian and Croatian including the non-Indo-Germanic Hungarian) as a (Bavarian) Austriacism and the negative evidence in the Eastern Slavic, Polish and Lituan on the one hand (< older italian pomi d‘oro) and the Germanic, Cymric, Estonian, Sorbian, Bulgarian, Macedonian, Turkish and Greek (French, Spanish, Portuguese tomate < Nahuatl tomatl) on the other hand, which themselves partly are forming their own convergence areas, are backing this hypothesis. By extralingual proof and the presence of different modi of transference such as loan rendition, semicalques or the loan word, the identification is closed, wheras the latter will have prooven to be even an interslavic mediator of calques, in the case of the Serbian as well as dialects of Polish.
Aim of the here presented work was the quantitative modeling of plant-internal processes. Growth of cells and tissues was one of the central themes, although the lateral transport of carbon dioxide (CO2 ) was also treated. These processes depend strongly on fluxes of water, hormones and/or CO2 . Thus, suitable transport equations were sought for to describe these processes. Using the Lockhart-Equations, which are well known in biology to describe the growth of a whole cell, local formulations of energy and mass conservation were obtained. These formulations can be used to determine local growth patterns in cells. This was shown through a numerical example of a spherical cell. Finally, the conservation equations found, were shown to be consistent with the empirical Lockhart-Equations. Plant organs, such as roots and hypocotyls, have spatial and temporal growth patterns. For example, the spatial distributions of growth in primary roots is given by a bell-shaped distribution along the organ axis. This particular one dimensional growth pattern was modeled here through the transport of two hypothetical phytohormones and using the Lockhart-Equations as the underlying growth equations. Because the hypothetical hormones were chosen to have auxin and cytokinin (two of the most important plant hormones) properties, the model stays in a plant physiological context. Not only one dimensional growth patterns are found in roots and hypocotyls. These tend to have organ curvature and torsion, as becomes clear particularly in tropisms (e.g. gravitropism, hydrotropisms and phototropism). Although these processes are known for a long time in biology, no suitable measures to characterize the production of curvature and torsion have been defined. Using a curvature and torsion conservation equation, a measure for their production was found here. These measures were then exemplified in a simple model of the root gravitropic reaction, and applied in the characterization of the gravitropic reaction of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. wild-type and pin3 mutant roots. The gravitropic reaction is believed to be regulated by the hormone auxin. pin3 mutants are deficient in the PIN3 protein, which is essential in the transport of auxin in the root tip. Through comparison of the reaction of wild-type and pin3 roots, it was shown here that the gravitropic reaction is not solely regulated by auxin, so that other regulation mechanisms need to exist. Finally, transport equations were found, which describe the transport and assimilation of CO2 in leaves. Using gas-exchange and chlorophyll fluorescence measurements, the homogenized lateral diffusion coeffcient of leaves was determined. Moreover, the strategy behind the existence of lateral diffusion in leaves was discussed (plants differ in the porosity of their leaves). Throughout the work presented here, it became clear how fructiferous the application of transport equations in biology is. The importance of a quantitative description in biology became also clear. Everyday new questions arise in biology. An answer to these may only be found using an interdisciplinary approach.
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In vitro Pflanzen von H. procumbens, S. nodosa und P. lanceolata wurden aus Samen etabliert und dienten als Ausgangsmaterial zur Etablierung von Kallus- und Wurzelkulturen. Ebenfalls erfolgreich war die Vermehrung der Pflanzen in vitro. Die Iridoidglykoside Harpagosid, Aucubin und Catalpol wurden mittels LC-ESI-MS identifiziert und ihre Anteile in den verschiedenen Pflanzenorganen durch HPLC-Analyse bestimmt. Zum Vergleich wurden intakte Pflanzen analysiert. Die in vitro Pflanzen zeigten unterschiedliche Verteilungsmuster an Iridoidglykosiden. In den in vitro Pflanzen von S. nodosa wurde mit insgesamt 1,68 % (TG) deutlich mehr Harpagosid produziert als in denjenigen von H. procumbens. An Aucubin wurde in den verschiedenen Organen der in vitro Pflanzen von S. nodosa und P. lanceolata ein fast identisches Verteilungsmuster mit einem Gesamtgehalt über 2 % bestimmt. Beim Vergleich mit den intakten Pflanzen wiesen die in vitro kultivierten Pflanzen von S. nodosa nur etwas niedrigere Werte an detektierbaren Iridoiden auf als die intakten Pflanzen (4,36 % bzw. 4,88 %). Die intakten Pflanzen von P. lanceolata zeigten zum Sammelzeitpunkt dagegen einen etwas niedrigeren Iridoidgehalt als die in vitro kultivierten auf (3,70 % bzw. 3,48 %). Die Sekundärstoffproduktion der in vitro Pflanzen konnte durch Zugabe von Methyljasmonat nicht gesteigert werden, aber in den Wurzeln wurde eine Verschiebung des Iridoidglykosidgehaltes zugunsten von Catalpol bewirkt. Beim Vergleich intakter Pflanzen verschiedener Plantago-Arten zeigten sich deutliche Unterschiede bei der Verteilung von Aucubin und Catalpol in den verschiedenen Organen. Kallus- und Wurzelkulturen wurden hinsichtlich ihres Wachstumsverhaltens charakterisiert und auf den Gehalt an Iridoidglykosiden untersucht. Diese waren offensichtlich nicht in der Lage, Iridoidglykoside zu synthetisieren. Hinsichtlich der pharmakologischen Wirkungen wurde für Harpagosid und Harpagophytum-Extrakte in vitro keine Hemmung der COX-1 festgestellt. Eine Inhibierung der LOX aus Sojabohnen wurde für die Iridoidglykoside Harpagosid, Aucubin und Catalpol in schwächerem Maße beobachtet als für verschiedene Pflanzenextrakte von H. procumbens, S. nodosa und P. lanceolata. Im in vivo CAM-Assay am Hühnerembryo konnte für Harpagosid und Catalpol keine antiangiogene Wirkung nachgewiesen werden.
Ausgehend von der theoretischen Rahmenkonzeption zur Expertiseforschung von Ericsson und Smith (1991) wird in der vorliegenden Arbeit die Höchstleistung von Handballtorhütern untersucht. Gemäß der Rahmenkonzeption werden hierzu Experimente zur Identifikation, den Mechanismen und der Entwicklung der senso-motorischen Expertise durchgeführt. Mittels einer Testbatterie mit domän-spezifischen und generellen Anteilen werden einzelne Aspekte der Informationsverarbeitung als potentielle Mechanismen separiert. Aus den Daten wird in der Diskussion die „Just-in-time“-Hypothese abgeleitet, die davon ausgeht, dass ein primärer Aspekt der Expertise von Handballtorhütern die genaue zeitliche Passung zum Wurf ist. Abschließend werden methodische Limitierungen diskutiert und Implikationen für die Sportpraxis vorgestellt.
Die Arbeit beschreibt Finanzinstrumente, die zur Übertragung von sowohl einzel- als auch gesamtwirtschaftlichen Bankenrisiken auf den Kapitalmarkt genutzt werden können. Neben den klassischen Einlagenversicherungssystemen werden die Konzepte des Narrow Banking, der Einlagenindexierung sowie der Verbriefungs-Transaktion (Asset Securitisation) kurz beschrieben. Letzteres bildet den Schwerpunkt der Arbeit. Zuerst werden Securitisation-Transaktionen einer intensiven konzeptionellen Analyse unterzogen und anschließend deren regulatorische Behandlungsverfahren gemäß der aufsichtsrechtlichen Vorschriften Basel I und Basel II, als risikotechnische Bewertungsansätze von Securitisations, dargestellt. Schließlich erfolgt eine Betrachtung der Moral Hazard induzierten Konflikte, die in der gegenwärtigen Nutzung von Securitisations existieren sowie der ökonomischen Implikationen, die zwischen Securitisations und den anderen beschriebenen Risikoteilungsmethoden bestehen.
In dieser Dissertation wird das Klassifikationsproblem für Hyperflächen in CP^4 mit einer isolierten Singularität als Stratifolds betrachtet. Das wichtigste Hilfsmittel für die Klassifikation ist die modifizierte Surgery-Theorie. Für einfache Singularitäten des Typs A_2k erhält man ein vollständiges System von Invarianten; für Singularitäten des Typs A_(2k+1) erhält man ein vollständiges System von Invarianten für die Hyperflächen, deren Grad d relativ klein verglichen mit der Komplexität der Singularität ist (d < (k+5)/2). Beispiele von Hyperflächen, die die Voraussetzungen erfüllen, werden konstruiert.
The cell-cell and cell-matrix adhesion molecule CD44 and its numerous splice variants are involved in a multitude of physiological and pathological processes, including tumour progression. Especially variant CD44 has been implicated in metastasis formation. For long term in vivo experiments on metastasis formation, a plasmid based RNAi technique was applied to generate stable splice variant ‘v7’-specific CD44 knock-down clones of a highly metastatic rat pancreatic adenocarcinoma cell line (BSp73ASML). The resulting phenotype was characterized with an emphasis on interactions of CD44v with the tumour surrounding during the course of metastasis formation. Loss of CD44v is accompanied in vivo by a marked reduction in metastatic growth in the lymph nodes and particularly in the lung, which could be reverted by restoring CD44v expression in the knock-down cells. The impaired metastatic growth was not due to a lower proliferative activity or a reduced anchorage-independence of these cells in vitro. Instead, they display several defects, which can be attributed to perturbed interactions of CD44v with the microenvironment. Compared to ASMLwt cells CD44vk.d. cells do not form cell aggregates in stromal surroundings, such as lymph nodes and the lung, due to lost cell-cell adhesion, mediated by interactions of CD44v and hyaluronic acid (HA). Furthermore, CD44vk.d. cells exhibit an impaired matrix production, as CD44v is most likely involved in the assembly of matrix components, containing HA, collagen and laminin. The matrix supports rapid adhesion of ASML cells through ?1 integrin and in addition contributes to survival. Finally, the loss of CD44v is accompanied by a marked decrease in apoptosis resistance. Impaired PI3K-Akt survival signalling, activated by CD44v was identified as the cause of this defect. In conclusion, CD44v contributes to the metastatic phenotype of ASML cells as a multifunctional player interacting with the surrounding in several ways. First, as cell-cell adhesion molecule by mediating cell aggregation, second, as cell-matrix adhesion molecule by organizing matrix generation and last, as signalling molecule supporting survival. This highlights the role of variant CD44 in the metastatic spread of tumour cells through complex interactions with the tumour microenvironment and underlines the important role of a highly regulated interplay between tumour cells and their surrounding for metastasis formation.
Die frühen Schritte einer Infektion, d.h. Anheftung der Viren an und Aufnahme in die Zelle, sind entscheidend für die hohe Wirts- und Gewebsspezifität der Hepatitis B Viren und somit den Erfolg der Infektion. Diese sind aber bisher auf molekularer Ebene nur unzureichend verstanden. Eine Ursache hierfür ist die ineffiziente Infektion primärer Hepatozyten, die im Gegensatz zu der äußerst effizienten Infektion in vivo steht. Um sich Einblicke in die Unterschiede der beiden Systeme zu verschaffen, wurde in dieser Arbeit am Tiermodell des Enten Hepatitis B Virus (DHBV) erstmals quantitativ die in vivo Infektion der Pekingente mit der in vitro Infektion primärer Entenhepatozyten verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Anheftung der Viren in der Leber in vivo im Gegensatz zu in vitro schnell und äußerst effizient erfolgt. Dieser Unterschied könnte auf dem aktiven Transport der Viren durch den Blutstrom in die Leber und auf der höheren Konzentration der Viren in der Leber beruhen. Ein weiterer Unterschied der beiden Systeme zeigte sich vermutlich bedingt durch den Zustand der Zellen im Verlauf der produktiven Primärinfektion, die in vivo bereits nach einem, in vitro erst nach drei Tagen detektierbar war. Nach der Aufnahme der Viren in die Zellen wurde in beiden Infektionssystemen aufgrund eines intrinsischen Abwehrmechanismus ein großer Teil der Viren abgebaut. Von den persistierenden Viren führte mindestens jedes zehnte zu einer Infektion, was zeigt, dass die Viruspartikel im Gegensatz zu vielen anderen Viren hoch infektiös sind. Die Ausbreitung der Infektion erfolgte in beiden Systemen synchron und bevorzugt auf die umliegenden Zellen. Dies lässt sich durch die lokal erhöhte Konzentration der Nachkommenviren erklären, zusätzlich in vivo begünstigt durch die dreidimensionale Struktur der Leber. Die Suche nach weiteren stimulierenden Faktoren führte zu der Beobachtung, dass Hepatozyten in der Umgebung von Zellen, die das virale Hüllprotein exprimierten, vermehrt infiziert wurden. Um den Eintrittsmechanismus der Viren in die Zelle aufzuklären, wurde im zweiten Teil der Arbeit eine detaillierte in vitro Analyse der Zellassoziation der Viren und der nachfolgenden Schritte durchgeführt. Folgende Erkenntnisse konnten erlangt werden: Die Bindung und Infektion von DHBV ist konzentrations- und zeitabhängig und wird nicht durch eine Sättigung des primären Rezeptors limitiert. Überexpression des zellulären Interaktionspartners Carboxypeptidase D in Hepatozyten zeigte, dass dieser Faktor die Primärbindung der Viren an die Zellen nicht limitiert. Die Inokulation von Viren bei tiefen Temperaturen führte zu einer drastischen Reduktion der Infektion, während die Zellassoziation weitgehend unbeeinflusst blieb. Dies zeigt, dass die im Fall von DHBV beobachtete Bindung der Viren bei tiefen Temperaturen, wie sie bei vielen anderen Viren durchgeführt wird, um die Zellassoziation und Infektion zu synchronisieren, nicht die produktive Bindung reflektiert. Mit Hilfe replikationsdefizienter rekombinanter Viren wurden die Schritte der produktiv werdenden Viruspartikel verfolgt, woraus ein mehrstufiges Modell abgeleitet werden konnte. Eingangs erfolgt eine reversible Bindung der Viren an die Zelloberfläche, die sensitiv gegenüber neutralisierenden Antikörpern ist. Die anschließende energieabhängige, irreversible Bindung ist Antikörper-resistent, jedoch noch Säure-sensitiv und erfolgt nicht bei niedriger Temperatur. Die Internalisierung der Viren zu einem dritten, Säure-resistenten, Zustand vollzieht sich sehr langsam. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass die wesentlichen Unterschiede der DHBV-Infektion in vivo und in vitro nur vor, aber nicht nach der Zellassoziation liegen. Die Infektion begleitende Degradation von Viruspartikeln in Leberzellen stellt eine wesentliche Determinante der Infektionseffizienz von Hepadnaviren dar, die in vivo und in vitro in gleichem Maße erfolgt. Diese Verteidigungsstrategie des Organismus wird jedoch durch die effiziente Ausbreitung der Infektion erfolgreich umgangen.
Zunächst wird als Ansatzpunkt für eine erweiterte Perspektive der verkehrsgeographischen Forschung vorgeschlagen, den Begriff Diskurs in der durch Foucault geprägten Verwendungsweise in die Verkehrsgeographie einzuführen. Das im Bereich der Thematik „Verkehr und Mobilität“ Geäußerte wird als Fragmente von Diskursen aufgefasst, welche als gesellschaftliche Texte rekonstruiert werden können. Die Diskurse werden als auf verschiedenen Ebenen vorliegende Wissensstrukturen mit entsprechend unterschiedlicher Reichweite angenommen. Die Interpretation von Diskursen als gesellschaftliche Texte öffnet sie für die Dekonstruktion, wobei hier an die Rezeption Derridas in den Literaturwissenschaften angeknüpft wird. Die vorgeschlagenen unterschiedlichen Ebenen der Diskursanalyse sind für ein differenziertes Vorgehen notwendig, da so das teilweise kaskadenartige Verhältnis der Diskurse zueinander berücksichtigt werden kann. Auf der Makro- und der Meso-Ebene der Analyse stehen Diskursstrukturen im Vordergrund; auf der Mikro-Ebene der Diskursanalyse steht dagegen der Diskursgebrauch im Mittelpunkt des Interesses, weshalb hier eine Verschneidung von Diskursanalyse und Handlungsforschung erfolgt. Hierbei wird an ein Handlungsmodell angeknüpft, das Struktur und Handlung miteinander verbindet, wozu eine Formulierung der Handlungstheorie durch Giddens aufgegriffen wird. Das in den Diskursen organisierte gesellschaftliche Wissen stellt aus der Perspektive eines Handelnden sowohl eine Regel als auch eine Ressource dar. Die Diskurse bestimmen einerseits das, was gesagt werden kann, andererseits findet ein Handelnder in ihnen auch einen Fundus legitimer Standpunkte. In dieser Arbeit stehen allerdings aus forschungspraktischen Gründen die Positionen kollektiver Akteure im Zentrum. Im Hinblick auf die Bahnreform mit ihren beiden Elementen Bahnstrukturreform und Regionalisierung stehen zunächst die entsprechenden Makro-Diskurse im Vordergrund. Bezüglich der Bahnstrukturreform ist dies der – bahnspezifische – Liberalisierungsdiskurs, mit Blick auf das zweite Element zunächst der Regionalisierungsdiskurs. Vor dem Hintergrund des mit der Bahnstrukturreform revidierten rechtlich-institutionellen Rahmens haben sich verschiedene Konflikte ergeben, von welchen für eine nähere Untersuchung die Diskussion um die „Trennung von Netz und Betrieb“ sowie diejenige um den „InterRegio“ ausgewählt wurden. Für diese Auswahl war entscheidend, dass sich die detailliert zu untersuchenden Diskussionen an den zentralen Strategien der Bahnstrukturreform – der Öffnung des Schienennetzes für den intramodalen Wettbewerb und der Substitution der staatlichen durch eine privatwirtschaftliche Unternehmensform – entzündeten. Spezifizierungen des bahnspezifischen Liberalisierungsdiskurses sind auf der nun betrachteten Meso-Ebene der Wettbewerbsdiskurs und der Privatisierungsdiskurs. Im Kontext der erwähnten Diskussionen traten neben diesen Diskursen im Zusammenhang mit der Liberalisierung marginalisierte Diskurse – erneut – zutage. Für die Diskussion um die „Trennung von Netz und Betrieb“ ist dies eine Wissensstruktur, die als Integrationsdiskurs bezeichnet wird, in der Diskussion um den InterRegio wird hier von einem Gewährleistungsdiskurs gesprochen. Zunächst wird die Struktur dieser Diskurse dargestellt, und im Anschluss daran auf der Mikro-Ebene, wie diese Wissensstrukturen in den beiden genannten Diskussionen durch die Konfliktparteien aufgegriffen und fortgeführt wurden. Die Regionalisierung als dritte Reformstrategie bündelt sowohl formelle als auch materielle Aspekte, d. h. sie stützt sich auf verschiedene Makro-Diskurse; die Regionalisierung ist nicht nur ein Ansatz zur Kompetenzverlagerung für den Schienenpersonennahverkehr (SPNV), sondern mit ihr verbinden sich auch bestimmte Angebotskonzeptionen. Die Diskussionen um die Umsetzung der Regionalisierung, welche an den Beispielen der Bundesländer Rheinland-Pfalz und Sachsen-Anhalt dargestellt werden, zentrieren vorwiegend die materiellen Aspekte dieser Reformstrategie. Nach einer Phase eines breiten Konsenses bezüglich der Entwicklung des regionalisierten Schienenpersonennahverkehrs (SPNV) beginnen sich seit der Jahrtausendwende wieder verstärkt Diskussion um den „richtigen“ SPNV abzuzeichnen, die letztlich an revitalisierte Wissensstrukturen aus den siebziger und achtziger Jahren bezüglich der Ausgestaltung des SPNV-Angebots anknüpfen. Unter den Begriffen Defensivstrategie-Diskurs und Offensivstrategie-Diskurs werden diese Wissensstrukturen auf der Meso-Ebene unter strukturellen Gesichtspunkten in ihrer aktuellen Form beschrieben, auf der Mikro-Ebene werden dann die konkreten Diskussionsprozesse in den Beispielbundesländern untersucht.
Die Rom-Lyrik du Bellays inszeniert den Niedergang der welthistorischen Bedeutung des römischen Imperiums im Spiegel architektonischer Vergänglichkeit. Sie eröffnet in letzter Konsequenz den Blick auf das 'Nichts', das im Durchgang durch die Historie als Bedeutungsrest den Dichter beschäftigt. Gleichzeitig wird diese Dokumentation des Verschwindens zahlenkompositorisch kunstvoll gestaltet.
The goal of this thesis is to gain theoretical understanding of the distribution of dust and gas in the innermost parsecs of Active Galactic Nuclei. Unified schemes demand a circum-nuclear disk or "torus" to geometrically unify two separate classes of observed objects (face-on and edge-on view onto the torus). In a multi-step approach, we work towards the establishment of realistic simulations of this massive and dense gas and dust reservoir, in order to be able to interpret near- and mid-infrared interferometric observations (MIDI, AMBER), which are able to resolve dust structures in the centres of Seyfert galaxies. In a first step, we investigate an analytical torus model (the so-called "Turbulent Torus Model") with the help of radiative transfer calculations and find gross agreement with large aperture, as well as high-resolution observations of Seyfert galaxies. However, the model SEDs show too pronounced silicate emission features in the face-on case. This can be overcome with the help of three-dimensional clumpy tori, calculated in a second step. Special emphasis is put on the differences of clumpy and continuous dust distributions, also concerning interferometric observations. In a further step, we apply hydrodynamic simulations to trace the evolution of a nuclear star cluster, which provides energy via discrete supernova explosions and mass from stellar mass loss. With these ingredients, a highly dynamical system forms, with gas streaming inward, in form of long filaments, which cool due to radiative energy losses. In the vicinity of the minimum of the effective potential (caused by gravity of the nuclear stellar cluster and black hole, as well as rotation of the gas), a turbulent disk forms, surrounded by a less dense clumpy and filamentary toroidal structure. Subsequent radiative transfer calculations yield good agreement with Seyfert galaxy spectral energy distributions (observed with the Spitzer space telescope). Problems of the comparison of continuous models with the silicate feature strength to H I column density relation can be overcome with the help of our new approach.
Iron is the most abundant trace element in the human body and zinc is the second one. Control of ion homeostasis is of vital importance for mammals and bacteria. Regulation of the ion flux into or out of the cell is a complex and articulated mechanism that still needs to be elucidated. The highly specialized pathogen Mycobacterium tuberculosis has to contend with iron sequestration in order to survive in the human body. Iron metabolism is regulated by controlling transcription of genes involved in iron uptake, transport and storage. Paucity of this metal triggers an extensive response to increase iron acquisition whereas an excess of it can be toxic for the cell. The control of intracellular iron concentration is also linked to other important processes including oxidative stress response and the regulation of virulence factors. Recent studies have shown that, in patients affected by TB/HIV exposed to high level of dietary iron, the risk of active pulmonary tuberculosis increases. In M. tuberculosis the ferric uptake regulator A (FurA) is activated by Fe2+ to bind specifically to its target DNA sequence thereby repressing the downstream genes. Zinc is also an important element for all living organisms and serves as a cofactor in all six classes of enzymes and also in several regulatory proteins. The intracellular concentration of this metal must be carefully regulated due its toxicity. Compared with eukaryotes, little is known about zinc homeostasis in bacteria. In the tuberculosis genome several genes coding for zinc proteins have been classified but curiously no zinc regulator has been yet defined. Surprisingly, instead, two Fur genes were identified: Mtb furA and Mtb furB, but no clear structural or functional distinction has been reported. In this thesis a careful and detailed structural and biological description of FurA and FurB proteins is presented. Using a variety of biochemical and biophysical methods - including electrophoretic mobility shift assay (EMSA), site directed mutations, isothermal calorimetry (ITC), microPIXE analysis, extended X-ray absorption fine spectroscopy (EXAFS) and X-ray crystallography - we investigated the metal binding sites together with the nature and the structure of these proteins. The combination of these results enable us to distinguish between structurally and functionally distinct metal binding sites, provide a meticulous description and qualitative and quantitative characterization of them, propose biological roles and present for the first time a 3D picture of a zinc uptake regulator.
Peroxisomaler Proteinimport erfolgt mit Hilfe einer speziellen Translokalisations-Machinerie an der peroxisomalen Membran. Obwohl die beteiligten Proteine während der letzten Jahre identifiziert wurden, sind Details zum Mechanismus der Translokalisation noch nicht bekannt. Aktuelle Ergebnisse lassen auf ein „cycling receptor“ Model schließen, welches aus „cargo recognition“ (der Aufnahme von peroxisomalen Matrixproteinen im Cytosol), dem „docking“, der Abgabe der aufgenommen Proteine ins peroxisomalen Lumen und dem Rezeptor Recycling besteht. Das membranassozierte Peroxin Pex14p wird im Allgemeinen als eine Hauptkomponente des peroxisomalen „Docking“-Komplexes angesehen. Es interagiert neben einigen membrangebundenen Peroxinen mit den PTS-Rezeptoren Pex5p und Pex7p und besteht aus drei Domänen: einem konservierten N-terminus, einer hydrophoben Region und einer coiled-coil Domäne. Die N-terminale Domäne erkennt sogenannte WxxxF/Y-Motive, konservierte aromatische Sequenzen im PTS1-Rezeptor Pex5p. Obwohl es kein klassisches WxxxF/Y Motiv aufweist bindet Pex19p, ein Protein mit einer Schlüsselfunktion in der peroxisomalen Biogenese, dieselbe N-terminale Domäne von Pex14p wie Pex5p. In der vorliegenden Arbeit wurden funktionelle und strukturelle Studien am N-terminalen Tel von Pex14p durchgeführt. Die erhaltenen 3-dimensionalen Modelle beschreiben ein 3-Helix Bündel, das eine hydrophobe Interaktionsfläche für amphipatische, helikale Liganden darstellt. Der Vergleich zwischen der Komplexstruktur von Pex14p (aa 16-80W)-Pex5p (aa 116-124) mit der von Pex14p (aa 16-80W)-Pex19p (aa 66-77) zeigt dass beide die gleich Bindestelle besetzen, wobei Pex19p eine unerwartete invertierte Orientierung aufweist. Die Strukturdaten wurden durch NMR Titrations- und ITC-Experimente ergänzt, welche die kompetitive Bindung von Pex5p und Pex19p bestätigten und Pex5p als den stärkeren Liganden charakterisieren. Die so gewonnen Ergebnisse erlauben einen Einblick in die molekularen Abläufe während der frühen Schritte des peroxisomalen Imports und implizieren Voraussetzungen die mögliche Pex14p-Interaktionspartner erfüllen sollten.
Es ist uns allen klar, dass jeder sich als Kind eine Sprache, die Muttersprache, aneignet und zu sprachlichen Äußerungen befähigt wird, die mit den Regeln der Grammatik der Muttersprache in Einklang stehen. Was die meisten Studien über den kindlichen Spracherwerb bestätigen, ist, dass das Kind im Verlauf des Erwerbs aus einem gegebenen Input ein Regelsystem ableitet. Die Frage, die sich aber stellt, ist, wie der kindliche Zweitspracherwerb erfolgt, da bei den Kindern eine zweite Sprache zu einem späteren Zeitpunkt zu der Erstsprache hinzutritt. Das heißt, hier muss das Kind zwei Sprachsysteme (mit all ihren Regel- bzw. Unregelmäßigkeiten) bewältigen. Wie geht nun das Kind an diese Aufgabe heran? Die vorliegende Arbeit stellt diese Frage in den Mittelpunkt ihres Interesses und versucht, anhand des Beispiels der Aneignung der Morphologie eine Antwort darauf zu geben. In dieser Abhandlung handelt es sich also um den Erwerb der Nominalflexionsmorphologie des Deutschen. Sie befasst sich mit dem Erwerb der deutschen Nominalflexion (Genus, Numerus und Kasus) bei arabischen Kindergartenkindern (drei bis fünf Jahre alt), die in Deutschland aufgewachsen sind. Die Kernfragen dieser Arbeit beschäftigen sich damit, a) ob die Kinder beim Erwerb dieser drei Kategorien eine bestimmte Systematik entwickeln oder folgen sie einfach der Auswendiglernen-Strategie?, b) ob die Vernetzung dieser Kategorien einen positiven bzw. einen negativen Einfluss auf deren Erwerb ausüben?
Der kindliche Zweitspracherwerb im Vorschulalter rückte immer mehr in den Fokus der linguistischen Forschung. Bisher lag das Hauptaugenmerk auf dem monolingualen bzw. bilingualen Erstspracherwerb (L1). In den letzten Jahren kam der sukzessive Spracherwerb des Kindes in den Vordergrund der sprachwissenschaftlichen Untersuchungen. Damit verbunden ist die Frage nach dem Ablauf des sukzessiven Spracherwerbs zu einem Zeitpunkt, an dem der Erwerb der L1 noch nicht abgeschlossen ist. Studien zu diesem Thema gehen der Frage nach, in wieweit sich dieser Spracherwerb von dem monolingualen und bilingualen unterscheidet. Spracherwerbsforscher begannen jüngere Kinder im Vorschulalter zu untersuchen, um den Ablauf des frühen Zweitspracherwerbs zu untersuchen, dabei wurden Kinder mit Migrationshintergrund untersucht. Eine bedeutsame Gruppe sind die arabischen Migrantenkinder. Eben auf diese Gruppe ist das Hauptaugenmerk dieser Dissertation gerichtet. Diese hat den Erwerb der Verbstellung als Schwerpunkt gesetzt, da sich diese Stellung im Deutschen von der des Arabischen unterscheidet. Im deutschen Hauptsatz nimmt der finite Verbalteil die zweite Position ein. Im Nebensatz steht es an letzter Stelle. Im Arabischen hingegen wird nicht zwischen finiten und infiniten Verbalteilen unterschieden, auch nicht zwischen der Verbstellung im Hauptsatz und Nebensatz. Dieser Unterschied zwischen beiden Systemen könnte eine potentielle Erwerbsschwierigkeit darstellen. In diesem Rahmen werden die verschiedenen Erwerbsstufen der Verbstellung und der damit verbundenen Finitheit untersucht. Es stellt sich die Frage nach einem möglichen Zusammenhang bzw. nach einer Abhängigkeit zwischen dem Verbstellungserwerb und dem Erwerb der verbalen Finitheit. Für die Zwecke dieser Untersuchung wurden neun arabischsprachige Kinder zwischen drei und fünf Jahren zehn Monate lang untersucht. Diese Datenbasis bildet die Befunde dieser Studie.
Phosphoinositide 3-kinases (PI3Ks) are a family of lipid kinases involved in the regulation of diverse important cellular functions. The members of PI3K class I exhibit dual enzymatic specificity both as lipid kinases and protein serine kinases, and they are known to be indispensable for the development and proper functions of T lymphocytes. The involvement of PI3Ks in the activation of T cells is clearly demonstrated and so far mostly related to the PI3K class IA enzymes (alpha, beta and delta isoforms), but it was found that PI3Kgamma, the single member of class IB PI3K, is also involved in the regulation of activation-induced proliferation and cytokine production of T cells. How PI3Kgamma participates in this mechanism is largely elusive. Earlier reports proved that PI3Kgamma KO mice have a reduced number and an impaired differentiation of thymocytes, as well as a reduced number of CD4 T cells in spleen. We confirmed this earlier findings regarding disrupted differentiation of PI3Kgamma KO thymocytes, but in addition results presented here showed that this gene disruption had an even stronger impact on the mouse phenotype, significantly reducing the number of T cells in spleen and lymph nodes and effecting both major subpopulations of mature T cells (CD4 and CD8 cells). In published studies PI3Kgamma KO T cells showed reduced proliferation upon T cell receptor (TCR) stimulation. Costimulation with specific anti-CD28 antibody or activation with Ionomycin and phorbol ester is able to rescue this proliferation, in contrast to subsequent interleukin-2 (IL-2) and interferon-gamma production. In our experiments IL-2 costimulation of TCR-activated PI3Kgamma KO T cells was also sufficient to rescue this impaired proliferation, which clearly implicated that the lack of cytokines may be the major cause of their functional defect. In order to elucidate how PI3Kgamma couples the activation of TCR and IL-2 production in Jurkat cells, we used the PI3Kgamma specific inhibitor AS041164. In our experimental settings AS041164 did not exhibit any detectable cytotoxicity within the applied concentration range. Furthermore, this substance had no significant influence on overall PI3K activity in Jurkat cells proving its selectivity and specificity in our model. The results obtained by applying AS041164 on Jurkat cells implicated that PI3Kgamma may not be involved in the signalling events in the proximity of activated TCR, and that PI3Kgamma is dispensable for certain aspects of T cell activation, such as CD69 expression. Nevertheless, treatment with AS041164 clearly and reproducibly reduced IL-2 production of activated Jurkat cells in dose-dependent manner. Jurkat cells have constant high level of PIP3, the major product of PI3K lipid-kinase activity; therefore it is most likely that this effect was caused by a lack of PI3Kgamma protein kinase-activity. PI3Kgamma specifically interactions with several isoforms of protein kinase C (PKC) in Jurkat cells were also proved in this thesis. These interactions seem to be important for the proper function of interacting PKC isoforms upon T cell activation and for the subsequent IL-2 production. Finally, our results showed that PI3Kgamma may be involved in the control of IL-2 production on several levels from transcription to secretion, and one of these levels is apparently PKC-related. In conclusion, results from this thesis clearly demonstrate that PI3Kgamma is an important modulator of thymocyte proliferation and differentiation. Moreover, PI3Kgamma is necessary for the TCR-induced IL-2 production, a process known to be crucial for the normal proliferation of T cells after antigen receptor activation. PI3Kgamma interacts with several PKC isoforms and modulate their activity upon TCR engagement, which is necessary for the IL-2 production. Described interactions depend on overall PI3K lipid-kinase activity as well as PI3Kgamma protein-kinase activity. This various modes of protein-protein interactions and kinase activity clearly show the PI3Kgamma is a multifunctional enzyme important for proper development and function of lymphocytes.
I investigated the role of C-terminal domain modifications in GluR-A mediated behavioral function using several hippocampus dependent behavioral tasks, ranging from neophobia to spatial reference memory, in a variety of genetically modified mice. Studies using GluR-A knock-out (GluR-A-/-) mice showed that GluR-A containing AMPA receptors are required for working memory, strengthened by those findings that expression of a transgenic GluR-A subunit in the forebrain of GluR-A-/- mice partially rescues this memory deficit. In a spatial reference memory task GluR-A-/- mice learn as good as wild types. These results suggest that the GluR-A subunit is differentially involved in memory formations, and its lack in the dorsal hippocampus alters the mnemonic ability of the animals. Understanding the mechanisms by which GluR-A contributes to encoding sensory information in time, requires targeted alteration of the C-terminal domain of the GluR-A subunit. With the help of genetically engineered mice I studied three positions within the C-terminal domain, where phosphorylation of the subunit and interaction with the PDZ binding proteins take place. These lines expressed either an altered or a wild type transgenic GluR-A subunit in GluR-A-/- mice. In SA mice, the transgenetically expressed GluR-A had substitutions of serine against alanine at the phosphorylation sites S831 and S845. TG mice carried a transgene for a GluRA subunit where the last C-terminal amino acid was deleted, which resulted in interruption of the PDZ interaction domain with the post-synaptic density proteins. The third line expressed transgenically the wild type GluR-A subunit and served as a control line. After determining the contribution of different parts of the C-terminal domain to GluR-A dependent function, I studied the mice lacking GluR-B (GluR-A-/-/BΔFb) or both subunits (GluR-A-/-/BΔFb) in hippocampal tasks. In contrast to the GluR-A deletion the GluR-B deletion was aimed to be restricted to the forebrain. GluR-A-/-/BΔFb mice were used to study synergistic effects of GluR-A and GluR-B deletion in the hippocampal dependent tasks. In a last group of experiments, I questioned the specificity of the hippocampal phenotypes to the AMPA receptor function using mice engineered to express Homer1a constitutively in the neocortex. The results of the studies presented in this thesis showed that hippocampal contributions to the expression of the emotional responses, emotional and motor learning as well as spatial working and reference memory are modulated by glutamatergic neurotransmission and molecular modifications of the GluR-A subunit. These findings help to identify the molecules and processes by which the hippocampus administrates its functions.
Das Otavi Bergland (Namibia) liegt im nördlichsten Teil des nördlichen Vorland Falten- und Überschiebungsgürtels des Pan-Afrikanischen Damara Orogens. Neoproterozoische Plattformkarbonate (Otavi Gruppe) lagern dem Paläoproterozoischen Grundgebirge des „Grootfontein Inlier“ und siliziklastischen Sedimenten des Kryogeniums (Nosib Gruppe) auf. Die damarische Otavi Gruppe führt verschiedene Typen von sulfidischen und sulfidfreien Buntmetall-Lagerstätten. Ziel der vorliegenden Studie war es, die geodynamische Entwicklung des Otavi Berglandes und die daran gekoppelten hydrothermalen Systeme zu beschreiben sowie ein Modell zur Bildung der Lagerstätten zu erstellen. Ein weiterer Schwerpunkt lag in der Betrachtung möglicher Liefergesteine der Buntmetalle. Die Geländearbeit im Otavi Bergland und strukturgeologische, petrographische und geochemische Studien an Proben der Lagerstätten und der Paleo- und Neoproterozoischen Gesteinseinheiten wurden mit Ergebnissen weiterer Mitarbeiter, bestehend aus Analysen stabiler und radiogener Isotope, kombiniert. Das Paläoproterozoische Grundgebirge des „Grootfontein Inlier“ gliedert sich in den „Grootfontein Metamorphic Complex“ und den „Grootfontein Mafic Body“. Haupt- und Spurenelement-Zusammensetzungen des Paläoproterozoischen Grundgebirges weisen auf eine Intrusion dioritischer bis granitischer Schmelzen in einem konvergenten plattentektonischen Regime hin. Eine Korrelation mit anderen Grundgebirgsanteilen des südlichen Sao Francisco-Kongo Kratons und spät-Eburnische Rb-Sr Alter (1816 ± 26 Ma) von Hellglimmern aus Pegmatiten-Intrusionen deuten auf eine Bildung des „Grootfontein Metamorphic Complex“ während der Eburnischen Orogenese hin. Geochemische Analysen an Gabbros des „Grootfontein Mafic Body“ zeigen jedoch eine deutlich abweichende Zusammensetzung, die für eine Intrusion in einem kontinentalen Regime spricht. Unterschiedliche Magmenquellen oder eine teilweise Kontamination durch ältere Grundgebirgskörper könnten dabei eine wichtige Rolle gespielt haben. Während des Zerfalls Rodinias im Neoproterozoikum bildete sich ein Horst- und Graben- System im Paläoproterozoischen Grundgebirge aus, das durch siliziklastische Sedimente der Nabis Formation verfüllt wurde. Die Horst- und Grabenbildung wurde von der Intrusion tholeiitischer Vulkanite der Askevold Formation begleitet, deren Vorkommen bereits aus dem südlichen Otavi Bergland bekannt waren und in dieser Studie auch im zentralen Otavi Bergland nachgewiesen wurden. Nabis und Askevold Formation sind Teil der damarischen Nosib Gruppe, die während der Pan-Afrikanischen Orogenese grünschieferfaziell überprägt wurde (M1). In der Askevold Formation enthaltene Magnetite bildeten sich nach den vulkanogenen Massivsulfid-Lagerstätten (VMS) der Nosib Gruppe. Pb-Pb Datierungen an Magnetiten der Askevold Formation ergeben ein Alter von 587 ± 12 Ma und zeigen eine Bildung der VMS-Vererzungen im Kryogenium an. Die Hauptphase der Pan-Afrikanischen Orogenese erfolgte nach der Ediakarischen Bildung der Magnetite. Hieraus ergibt sich das Höchstalter dieser Orogenese im Otavi Bergland. Anhand strukturgeologischer und petrographischer Analysen konnte eine dreiphasige Überprägung der Damara Supergruppe und von Anteilen des sie unterlagernden Grundgebirges durch die Pan-Afrikanische Orogenese festgestellt werden: Vermutlich verursachten Kollisionsprozesse im westlich gelegenen Kaoko Gebirgsgürtel die Ost-West gerichtete Verkürzung während des frühen Ediakariums (D1). Die darauf folgende Hauptphase der Pan-Afrikanischen Orogenese (D2) entstand durch die Konvergenz und schließlich Kollision der Sao Francisco-Congo und Kalahari Kratone im späten Ediakarium bis frühen Kambrium und verursacht eine Nord-Süd gerichtete Einengung. Dextrale Seitenverschiebungen und Abschiebungen waren das Ergebnis der späten Pan-Afrikanischen Anhebung der nördlichen Platform (D3) während der späten Kollision zwischen Sao Francisco-Congo und Kalahari Kraton. Die während des Kryogeniums angelegten Grabenbrüche wurden während der gesamten Pan-Afrikanischen Orogenese und während späterer plattentektonischer Prozesse, vermutlich auch der Öffnung des Südatlantiks in der Kreide, reaktiviert. Zusammenfassend ergibt sich folgendes Modell für eine Entwicklung der Buntmetall-Lagerstätten im Otavi Bergland: Die Zirkulation mineralgesättigter Lösungen aus tieferen Beckenbereichen und die Mobilisierung bestimmter Buntmetalle durch die Pan-Afrikanische Regionalmetamorphose wurde durch einzelne Phasen der Pan-Afrikanischen Orogenese im Damara Gebirgsgürtel gesteuert. Sie führten zur Bildung von sulfidischen und sulfidfreien Buntmetallvorkommen in den Karbonaten der Otavi Gruppe. Syntektonische Granitintrusionen im zentralen Damara Gebirgsgürtel kontrollierten vermutlich die Zirkulation hydrothermaler Wässer. Als Liefergesteine der Buntmetalle können außer dem „Grootfontein Mafic Body“ auch intermediäre bis mafische Gesteine des „Grootfontein Metamorphic Complex“ gedient haben. Geochemische Analysen an siliziklastischen und vulkanischen Gesteinen der Nosib Gruppe sowie an Sulfiderzvorkommen in der Otavi Gruppe unterstützen die Annahme, dass die Askevold Formation und die daran gebundenen VMS-Vererzungen eine weitere Quelle für Buntmetall-Vererzungen im Otavi Bergland waren. Zn-Pb Sulphide des Berg Aukas-Typs wurden während D1 in sedimentären und tektonischen Brekzien abgelagert. Zirkulierende hydrothermale Wässer erzeugten eine weitere Brekziierung, die zu einer weiteren Konzentration der Zn-Pb Sulphide führte. Vermutlich wurden die Berg Aukas-Typ Lagerstätten während D2 hydrothermal alteriert und dienten damit als Vorläufer späterer Buntmetall-Vererzungen. Syn-D2 wurden auch die Cu-As-reichen Sulfosalze und Pb-Cu-Zn Sulphide des Tsumeb-Typs in Karströhren und Störungsbrekzien, die an Schnittbereichen verschiedener Störungssysteme entstanden, abgelagert. Während D3 wurden die primären Sulfid-Vererzungen des Tsumeb- und vermutlich auch des Berg Aukas-Typs wiederholt remobilisert. Dies führte zu einer Verdrängung der primären Erzkörper und/oder einer Ausfällung in weitere D2-Strukturen (z.B. Kombat Mine). Erste Rb-Sr Datierungen an Zinksilikaten (Willemit), die vornehmlich Zn-Sulfide des Berg Aukas-Typs ersetzten, ergaben Alter von 562 bis 436 Ma und weisen damit auf eine gleichzeitige Bildung mit den Tsumeb-Typ Lagerstätten und deren Remobilisaten hin. Dies wird durch die Ausfällung der Zinksilikate in Pan-Afrikanischen Störungszonen bestätigt. Die Ausfällung von Pb-Zn-Cu Vanadaten fand im späten Oligozän bis Pleistozän statt ((U-Th)/He an Descloizit) in post-damarischen Karstfüllungen, Brekzien und Nord bis Nordost streichenden Störungen statt. Die Eigenschaften der Fluideinschlüsse und O- und C-Isotopensignaturen von Karbonatzementen, die an die Vanadate gebunden sind, sprechen für eine tief greifende Zirkulation mäßig erhitzter meteorischer Wässer in einem kontinentalen Klima. Laut den Untersuchungen der Pb-Isotopen und der Haupt und Spurenelemente, spiegelt die Zusammensetzung der Vanadate die Zusammensetzung der primären sulfidischen Buntmetall-Lagerstätten aus ihrer näheren Umgebung wieder.
Die Arbeit über das Forschungsthema "Empathie in der Pädagogik" leitet mit folgenden allgemeinen Punkten ein: Stand der Empathieforschung, Definition der Empathie, Abgrenzung der Empathie von ähnlichen emotionalen Erscheinungen, Art der empathischen Prozesse und Auswirkungen einer mangelnden Empathiebereitschaft und Empathiefähigkeit.Mithilfe zweier neuer pragmatischer Kategorien für einen pädagogischen Rahmen wird unterschieden zwischen einer finalen Empathieform(im Mittelpunkt stehen konkrete prosoziale Handlungsweisen in der Erziehung, welche nicht rational festgelegt, sondern durch empathische Prozesse verankert werden) und einer orientierenden Empathieform (im Mittelpunkt steht eine empathische Haltung einer Person, mit der sowohl die empathische Person als auch der Interaktionspartner eine im Prozess entstehende Orientierung für eine Selbstfindung auf einer mitmenschlichen Erlebensbasis erhalten können). Die vielfältigen Empathietheorien werden danach unterteilt und analysiert. Evolutionäre, psychologische, psychosoziale und pädagogische (hierbei stehen die Erziehung und Sozialisation moralischer und friedfertiger Handlungsweisen besonders im Mittelpunkt, ebenso die Gedenkstättenpädagogik als prosoziale Form der Immunisierung gegen Unrechtshandlungen) Empathietheorien werden der Kategorie "final" zugeordnet. Empathietheorien, die einen Prozess wie den einer Nachahmung, einer Telefühlung, eines pädagogischen Takts, eines personenbezogenen Erlebens innerhalb eines Dialogs, eines feinfühligen Dialogs zum Erfassen außergewöhnlicher psychischer Phänomene und Handlungsweisen sowie erwarteter empathischer Ausdrucksweisen im Rahmen gesellschaftlicher Bezüge als wesentliches Empathiemerkmal haben, werden der Kategorie "orientierend" zugeordnet. Das Ergebnis der Analyse des Phänomens Empathie aus diesen verschiedenen Perspektiven ist Folgendes: die inhaltlichen Grundlagen in den Empathietheorien, der bestehende Wissensstand über Empathie, die verschiedenen pädagogischen Empathieansätze und Empathiefördermaßnahmen sowie die Ergebnisse der Evaluationsstudien spiegeln weniger Widersprüchlichkeiten wider, sondern vielmehr differenzielle Aspekte der Empathie in ihren systemischen Bezügen. Diese Erkenntnis hat zu der Überlegung geführt, eine neue Empathietheorie, der differenziellen Empathiesystemkompetenztheorie(DESK-Theorie), zu konstruieren, in welcher die differenziellen Aspekte integrativ zusammengeführt werden. Daraus sind folgende Punkte entstanden: Empathie wird als ein differenzieller Faktor sowohl in seinem eigenen systemischen Verhältnis zur Selbstempathie, Sozialempathie und Objektempathie als auch im systemischen Bezug zu Entwicklungs-, Erziehungs- und Gesellschaftsfaktoren definiert. Des Weiteren wird Empathie als ein vielfältiger motivationaler Operator auf der Grundlage Ciompis Theorie der fraktalen Affektlogik beschrieben. auf diese Weise können motivationale Aspekte der Empathie differenziert erfasst und trainiert werden.Grundlegende motivationale Aspekte der Empathie werden als Ausdruck eines Sinn-Attraktors dargestellt, differenzielle motivationale Aspekte der Empathie als Ausdruck eines kontextabhängigen Sinn-Trajektors, nämlich der Selbstempathie, der Sozialempathie und der Objektempathie. Diese Position wird mit Beispielen verdeutlicht. Um diese vielefältigen Empathieaspekte für pädagogische Aufgaben passend und förderlich anwenden zu können, benötigt eine Person einehandhabbare Empathiesystemkpmpetenz. Die Schulung einer differenziellen Empathiesystemkompetenz für Lehrkräfte wird exemplarisch anhand eines allgemeinen modularisierten Schulungsprogramms für Lehrkräfte beschrieben. In einer nachfolgenden Dissertation von Roland Ullmann (Dozent an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg)werden die theoretischen Grundlagen der DESK-Theorie auf ein modularisiertes Schulungsprogramm für Sportstudenten auf einer hochschuldidaktischen Grundlage transferiert und evaluiert. Im Ausblick werden sowohl die grundsätzliche Bedeutung der Empathie für das menschliche Dasein, für die Pädagogik und für die Gesellschaft als auch offene Fragen der Empathieforschung zusammengefasst.
Hsp70 sowie verschiedene andere molekulare Chaperone finden mehr und mehr einen wirkungsvollen Einsatz in der Tumortherapie. Dabei kommt Hsp70 eine wesentliche Rolle als Adjuvans in der Aktivierung von antigenpräsentierenden Zellen (APCs) und der Kreuzpräsentation extrazellulärer Antigene auf MHC-I Molekülen zu. Für die Bindung und Aufnahme von Hsp70 gebundenem Antigen wurden verschiedene Rezeptoren auf der Zelloberfläche antigenpräsentierender Zellen postuliert. CD91 wurde als erster Zelloberflächenrezeptor für die Hitzeschockproteine Hsp90, GRP94, Hsp70 und Calreticulin auf Raw264.7 Zellen beschrieben. Unter den in der vorliegenden Arbeit verwendeten Bedingungen exprimierten Raw264.7 Zellen sowohl vor als auch nach LPS Stimulation funktionelles CD91, wobei die Fähigkeit Hsp70 zu binden nach Stimulation verloren ging. Konträr zu den bereits publizierten Daten exprimierten unstimulierte Raw309 Cr.1 Zellen funktionelles CD91 ohne jedoch Hsp70 spezifisch zu binden, wohingegen nach LPS Stimulation eine spezifische Hsp70 Anbindung beobachtet wurde. CHO Zellen, die funktionelles CD91 überexprimierten, zeigten keine spezifische Bindung von Hsp70. Für humanes und mykobakterielles Hsp70 wurden neben CD91 die Zelloberflächenrezeptoren LOX 1 und CD40 beschrieben. Unter Verwendung für CD40 und LOX 1 spezifischer Liganden konnte in Kompetitionsexperimenten an Raw264.7 Zellen weder eine Inhibierung der N70 noch eine Inhibierung der C70 Anbindung festgestellt werden. Zusammenfassend können daher anhand der vorliegenden Daten die beschriebenen Rezeptoren CD91 sowie LOX-1 in dem verwendeten System als HSP70 Rezeptoren ausgeschlossen werden. Hinsichtlich des CD40 Rezeptors konnte keine Inhibierung der Subdomänen von Hsp70 unter Verwendung des CD40 Antikörpers beobachtet werden. Folglich kommt das Epitop, welches vom CD40 Antikörper erkannt wird, nicht als putative Bindungsstelle für Hsp70 in Frage. Darüber hinaus geht eine erhöhte Expression von CD40 auf der Plasmamembran von Raw264.7 Zellen nicht mit einer verstärkten Anbindung von Hsp70 einher, was CD40 als “Massenrezeptor“ in diesen Zellen mit großer Wahrscheinlichkeit ausschließt. Die in dieser Arbeit vorgestellten Daten zeigen die Existenz mehrerer, mindestens aber von zwei Rezeptoren für Hsp70, wobei diese Rezeptoren unterschiedliche Domänen des Hsp70 Moleküls erkennen. Raw264.7 Zellen, aber auch D2.4 Zellen binden den Hsp70 Antigen Komplex an bestimmten Bereichen der Zelloberfläche. Dabei erfolgt die spezifische Bindung der Untereinheiten C70 und N70 an deutlich voneinander getrennten Mikrodomänen auf der Zelloberfläche, wobei C70 an Detergens-resistente Domänen und N70 außerhalb dieser Bereiche bindet. Unter physiologischen Bedingungen (37°C) wird der Hsp70 Antigen Komplex rasch und effizient aufgenommen, wobei früh eine Trennung von beladenem und unbeladenem Hsp70 stattfindet. Kurz nach der Aufnahme des Hsp70-Antigen Komplexes lokalisiert beladenes Hsp70 in Rab5 positiven retikulären Strukturen, wo es auch im beobachteten Zeitraum auch verbleibt, wohingegen unbeladenes Hsp70 nach 20 min in lysosomalen Kompartimenten zu finden ist. Letztlich konnte mit Hilfe des CD8+ T-Zell Hybridom System B3Z gezeigt werden, dass Hsp70 aber auch C70 assoziiertes Antigen effektiv auf MHC-Klasse I Molekülen kreuzpräsentiert wird, d.h die beobachtete Bindung und Internalisierung funktionell für die Kreuzpräsentation ist. Die Anbindung von N70 führt hingegen zu einer erhöhten makropinozytotischen Aufnahme von freiem antigenem Peptid, was für diese Domäne eine neue Funktion aufzeigt.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung einer Methode zur Untersuchung von Protein-Sphingolipid-Interaktionen. In vitro generierte COPI-Vesikel weisen eine im Vergleich zur Donormembran höhere Konzentration der SM-Spezies SM 18:0 auf (Brugger et al. 2000). Die Anreicherung der SM-Spezie könnte auf eine spezifische Protein-Lipid-Interaktion zurückzuführen sein. Bei den Proteinen der p24-Familie handelt es sich um Transmembranproteine, welche ein Teil der Budding-Maschinerie zur Bildung von COPI-Vesikeln sind und in diesen angereichert vorliegen (Stamnes et al. 1995; Sohn et al. 1996). Sie stellen somit potentielle Kandidaten der Lipidsortierung dar. Die zu etablierende Methode sollte Hinweise liefern, ob den Proteinen der p24-Familie eine Funktion bei der durch COPI-Vesikel vermittelten Lipidsortierung zukommt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte ein radioaktives und durch UV-Licht aktivierbares Sphingosin-Derivat - [³H]-D-erythro-photoSph - synthetisiert werden. Markierungsexperimente von Zellen mit dieser Verbindung zeigten, dass dieses wie sein natürliches Analogon Sphingosin von der Zelle aufgenommen und zu photoaktivierbaren Sphingolipiden verstoffwechselt wird. Die radioaktive Markierung des Ceramid Transporters - einem Sphingolipid bindenden Protein - zeigte, dass sich [³H]-D-erythro-photoSph zum Nachweis von Protein-Sphingolipid-Interaktionen eignet. Photoaktivierbares Cholesterin und die photoaktivierbare Stearinsäure 10-ASA in Kombination mit [³H]-Cholin wurden bereits erfolgreich zur Analyse von Protein-Cholesterin bzw. Protein-Phosphatidylcholin-Interaktionen eingesetzt (Thiele et al. 2000). Das hier vorgestellte Sphingosin-Derivat ermöglicht nun auch die Analyse von Protein-Sphingolipid-Interaktionen. Die Methode wurde auf die p24-Proteine p23 und p24 angewandt. Auf diese Weise konnte eine spezifische Interaktion von p24 mit einem Sphingolipid gezeigt werden. Erste Untersuchungen deuten darauf hin, dass es sich um eine Interaktion mit Sphingomyelin handelt. Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse zeigen, dass dem p24-Protein p24 eine Rolle bei der Lipidsortierung bzw. der Membranorganisation zukommen könnte.
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During the last decades medical school curricula have been reformed to put more focus on building students’ practical skills. In the course of these reforms new teaching methods were employed, among them simulation. By now, simulation is a widely used training method, especially in the area of anesthesia. It currently still suffers from two sets of problems, namely the lack of a learning theoretical foundation and thorough evaluation studies. The current study revised an existing basic anesthesia skills simulation curriculum based on an instructional model for the development, delivery, and evaluation of medical simulation training (Schaper, Schmitz, Graf & Grube, 2003). The original version of the training (TG 0) was compared with two instructionally revised versions (TG 1 and 2). The revised curriculum was designed following an integrated approach to learning (Reinmann-Rothmeier & Mandl, 2001). Accordingly, the didactic strategy of the simulation training’s preparatory seminar for TG 1 and 2 was revised to combine constructivist (e.g., problem-based), and traditional e.g., lecture-based) elements. The full-scale simulation sessions for TG 1 and 2 were revised based on the cognitive apprentice-ship approach (Collins, Brown & Newman, 1989) to provide a constructivist learning environment with instructional support. In addition to these changes, the sequence of the curriculum’s elements was varied for TG 2. Before participating in the full-scale complete-task simulation sessions, TG 2 participated in part-scale part-task emergency simulation training. The evaluation of the revised training programs yielded the following main results: The three groups reacted positively to the training but did overall not differ in their reactions. The revisions of the preparatory seminar did not lead to the expected increase in self-reported learning. The revisions of the full-scale simulation sessions and the change in the curriculum’s elements’ sequence led to more self-reported learning for TG 2. Ratings by the instructors supported this result by showing that TG 2 was better prepared for the simulation sessions. On the transfer level, assessed by the students’ OSCE results, TG 2 also received the best ratings. A set of students’ individual characteristics and key relations between the model’s elements were also investigated: Students’ readiness and expectation fulfillment were positively influenced by respective interventions. Students’ readiness, expectation fulfillment, instrumentality expectancy, and self-efficacy predicted their training reactions. The study thus corroborated that simulation training is a viable method to build students’ basic anesthesia skills. It provided first indications that a simulation curriculum based on a theoretically founded model improves training effectiveness and that individual characteristics influence simulation outcomes. Stricter designs are needed to extend the study’s findings.
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Berichte aus dem Bibliothekssystem der Universität Heidelberg; angefangen von Beiträgen über die Restaurierung alter Bücher bis zum modernen Bibliotheksmanagement.
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Zur Untersuchung künstlicher Eiswolken in der AIDA-Kammer des Forschungszentrum Karlsruhe wurde ein neuartiges abbildendes Einzelpartikel-Nephelometer entwickelt. Es verwendet eine ultraschnelle Weißlicht-Blitzlampe zur Hellfeld-Beleuchtung einzelner luftgetragener Eiskristalle, die mit einer CCD-Kamera vergrößert abgebildet werden. Gleichzeitig wird die Streufunktion der Kristalle mit hoher Winkelauflösung gemessen. Zur Charakterisierung des Abbildungsteils wurden stabile eisanaloge Mikrokristalle verwendet, während die streuwinkelabhängigen dynamischen Bereiche der optischen Detektoren des Nephelometerteils mit luftgetragenen Glaskugeln bekannten Durchmessers ermittelt wurden. Zur Klassifizierung der mit einer maximalen Frequenz von 10 Hz anfallenden Eiskristall-Bilder nach Größe und ausgewählten Formparametern wurden spezielle Algorithmen zur Bildbearbeitung und -analyse implementiert. Abschließend wurde das Einzelpartikel-Nephelometer bei mehreren AIDA-Experimenten im Temperaturbereich zwischen -36°C und -4°C eingesetzt, um den Einfluss von Temperatur und Eisübersättigung auf den Habitus von Eiskristallen zu ermitteln, die entweder durch homogenes Gefrieren unterkühlter Wolkentröpfchen oder durch Zugabe von Impfkristallen erzeugt wurden. Die beobachteten Kristallformen stimmen sehr gut mit einem kürzlich veröffentlichten Morphologie-Diagramm atmosphärischer Eiskristalle überein.
Es ist bekannt, daß auf rauhen Kupferoberflächen adsorbiertes Ethen einen ausgeprägten chemischen Verstärkungseffekt in der oberflächenverstärkten Raman- Streuung (SERS) zeigt. Die Banden dieser Raman-aktiven Schwingungen konnten in früheren Arbeiten auch mit Infrarot-Reflexions-Absorptionsspektroskopie (IRRAS) an kalt aufgedampften und daher rauhen Kupferfilmen nachgewiesen werden und wurden deshalb Defektplätzen (»annealable sites«) zugeordnet. Das Auftreten dieser Linien in IRRAS-Messungen an glatten Cu(111)-Oberflächen wurde in der vorliegenden Arbeit sowohl mit IRRAS als auch mit hochauflösender Elektronen-Energieverlustspektroskopie (HREELS) untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, daß im Infrarotspektrum beobachtete Raman-aktive Schwingungen des Ethens an Defekte der Cu(111)-Oberfläche gebunden sind. Eine unerwartet große Intensitätsabschwächung der infrarotaktiven Schwingung der Wasserstoffatome aus der Molekülebene heraus auf der rauhen Oberfläche wurde vermessen, wobei die HREEL-Spektroskopie zeigte, daß die betreffende Schwingung des Moleküls noch vorliegt. Dieser Verlust der Dipolaktivität ist ein ungewöhnlicher und bislang ungeklärter Befund.
Ich benutze HST-Bilder des Projektes GEMS und photometrische Rotverschiebungen von COMBO-17, um die Rolle von blauen elliptischen Galaxien (BSGs) und die Entwicklung von scheiben-dominierten Galaxien seit einer Rotverschiebung von z~1 zu untersuchen. Um meine Galaxienauswahl treffen zu können, habe ich GALFIT und GIM2D, zwei oft angewandte 2-D Modellierungs-Programme, intensiv auf echten und simulierten Daten getestet. Ich zeige, daß GALFIT zuverlässigere Ergebnisse liefert als GIM2D, vor allem durch seine Fähigkeit, benachbarte Objekte gleichzeitig anzupassen. Beide Programme unterschätzen die Fehlerbalken der Parameter dabei stark. Durch automatische Klassifikation sowie durch Klassifikation per Auge, gewinne ich eine Auswahl an BSGs und zeige, daß nur BSGs mit hoher Massendichte in der Lage sind, sich passiv in typische rote elliptische Galaxien zu entwickeln, und daß ca. ~6% der massereichen elliptischen Galaxien blaue Färbung zeigen, in Übereinstimmung mit Vorhersagen aus Zusammenstoß-Raten von Galaxien. Für Scheiben-Galaxien finde ich eine starke Entwicklung der Helligkeit–Größe-Beziehung von Galaxien mit M_V <~ -20, entsprechend einer Zunahme der Helligkeit von ca. 1 mag arcsec^-2 im V -Band seit z~1. Nur schwache oder keine Entwicklung der Masse-Größe-Beziehung von Galaxien mit log(M/M_sun)>~10 ist sichtbar im gleichen Zeitraum, konsistent mit einem mittleren Wachstum der Scheiben von Innen nach Außen. Scheiben werden umso größer, je massereicher sie werden.
This thesis contains two major parts. In the first part, I introduce a new theory of modules with iterative connection. This theory unifies the theory of modules with connection in characteristic zero as given by N. Katz and the theory of iterative differential modules in positive characteristic as given by B. H. Matzat und M. van der Put. The second part of this work is about the differential Abhyankar conjecture for iterative Picard-Vessiot extensions (IPV-extensions). This conjecture is concerned with the problem which linear algebraic groups occur as iterative differential Galois groups of IPV-extensions with restricted singular locus. In this thesis, I prove the differential Abhyankar conjecture for connected groups and give necessary and sufficient conditions for connected groups for being realisable with given singular points.
At less than 4 Mpc away, Centaurus A (NGC 5128) is the nearest massive elliptical galaxy, the nearest radio galaxy, and the nearest recent merger. It is the ideal laboratory to study the connection between merging, massive black holes, the source of radio jets, and merger-induced star formation in detail. Using Naos-Conica and SINFONI at the ESO Very Large Telescope (VLT), we obtained adaptive optics (AO) assisted data at unprecedented spatial resolution. We demonstrate that thorough kinematical modelling of AO data is feasible and leads to an accurate measurement of the black hole mass. We find that depending on their ionisation level, different gas species display different flux distributions and velocity structures. In this respect, integral-field-unit data are crucial to identify non-gravitational gas motions. The H2 gas kinematics inside the central r<1.5 arcsec of the active galactic nucleus are successfully described by a (warped) gas disk, rotating in the joint gravitational potential of the stars and a black hole of Mbh~7x10^7 Msolar. With our revised Mbh estimate, that is a factor ~3 lower than previous measurements, Cen A is no longer a dramatic outlier in the Mbh-sigma relation. Near-infrared images in JHK reveal marginally resolved stellar clusters, comparable in their properties to young starburst clusters found close to the Galactic Centre.
GABAA-Rezeptoren sind pentamere Neurotransmitterrezeptoren, die in ihrer Untereinheitenzusammensetzung stark variieren können. Verschiedene Rezeptor-Subtypen zeigen dabei eine differentielle Verteilung an der somato-dendritischen Membran hippokampaler Neurone. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der differentielle Transport der Untereinheiten alpha1 und alpha2 des GABAA-Rezeptors in hippokampalen Neuronen untersucht. Hierzu wurden die Untereinheiten entweder C- oder N-terminal mit GFP-Varianten mit unterschiedlichen Fluoreszenzeigenschaften markiert, um eine simultane mikroskopische Untersuchung in vivo zu ermöglichen. Mit Hilfe sensitiver Oberflächenimmunfluoreszenzfärbungen sowie über die GFP-Fluoreszenz der Fusionsproteine konnten die Rezeptorchimären sowohl in kultivierten Zelllinien, als auch in hippokampalen Neuronen an der Plasmamembran detektiert werden - ein Hinweis auf ihren effizienten Transport. Mittels Saccharose-Dichte-Gradienten-Zentrifugation konnte zudem gezeigt werden, dass die Fusionsproteine in Gegenwart der Untereinheiten beta2 und gamma2 zu pentameren Rezeptoren oligomerisieren können. Elektrophysiologische Analysen der Rezeptorchimären zeigten, dass diese funktionelle, GABA-sensitive Chlorid-Kanäle ausbilden können. Die als funktionell charakterisierten Fusionsproteine wurden anschließend für mikroskopische in vivo Transportstudien in kultivierten, hippokampalen Neuronen verwendet. Diese Studien zeigten, dass alpha1- und alpha2-Rezeptorchimären an unterschiedlichen Bereichen der Plasmamembran „Cluster“ bilden. Während die „Cluster“ von alpha1-Rezeptor-Subtypen homogen verteilt, sowohl am Zellsoma, als auch an den Dendriten detektiert werden konnten, waren die „Cluster“ von alpha2-Rezeptor-Subtypen hauptsächlich im Bereich des Zellsomas zu finden. Neben der räumlich differentiellen Verteilung beider Untereinheiten, konnte auch eine vom Differenzierungsgrad der kultivierten Neurone abhängige Bildung von „Clustern“ beobachtet werden. Erste „Cluster“ der alpha1-Rezeptor-Subtypen waren bereits nach 5 Tagen zu erkennen, während „Cluster“ von alpha2-Rezeptor-Subtypen erst nach 8 Tagen nachweisbar waren. Mit Hilfe der generierten Fusionsproteine konnten in hippokampalen Neuronen neben „Rezeptorclustern“ auch Strukturen beobachtet werden, die aufgrund ihrer Bewegungseigenschaften auf Transportvesikel hindeuten. Diese wiesen im Gegensatz zu den immobilen „Clustern“ eine deutlich höhere Mobilität auf. Während den Untersuchungen zum GABAA-Rezeptor-Transport konnte beobachtet werden, dass hippokampale Neurone und in der Kultur verbliebene Astrozyten durch „tunneling nanotubes“ (TNTs) verbunden waren. Aus diesem Grund wurde ein weiteres Augenmerk auf den TNT-vermittelten, interzellulären Transfer membranöser Strukturen zwischen kultivierten Astrozyten und Neuronen gelegt. Dabei gelang es, den Austausch von kleinen Membranstrukturen zwischen den Zellen zu visualisieren und zu quantifizieren. Durch Applikation von Zytoskelettgiften konnten Hinweise auf einen F-Aktin-basierten Transfer der übertragenen Strukturen gefunden werden, wenngleich ein endgültiger Beweis für eine Beteiligung von TNTs so nicht zu erbringen war. Um den beobachteten Membrantransfer mit der Existenz von TNT-Strukturen zu korrelieren, wurde deshalb ein spezielles Zellkultivierungssystem - basierend auf mikrostrukturierten Oberflächen - entwickelt. Dieses System erleichterte die Visualisierung von TNT-ähnlichen Strukturen in den Kulturen dramatisch und könnte somit zukünftig eine Korrelation zwischen dem Auftreten von TNT-ähnlichen Strukturen und dem beobachteten Vesikeltransfer ermöglichen.
A new concept for the integration of an imaging system into a medical linear accelerator for radiotherapy is presented, and its technical realization is described. An x-ray tube and a flat panel detector were installed along the treatment beam axis, such that the detector could not only be used for x-ray imaging of patients lying on the treatment couch, but also to measure the primary fluence of the therapy beam. The imaging system was synchronized with the linear accelerator by means of several hardware and software components that were developed as a part of this work in order to allow, for instance, the acquisition of fluoroscopic image sequences during beam delivery and the acquisition of volumetric cone beam CT information. Furthermore, external patient monitoring systems were integrated for respiration triggered imaging. Several applications and investigations about image quality, about the application of the images for the concepts of Adaptive Radiotherapy, and about the improvement of image quality were carried out using the new system. Furthermore, first feasibility studies with patients were performed, that combine imaging and therapy at the linac, in order to provide a higher precision for the beam delivery. Finally, the first commercial prototype, following the described concept, is presented.
Summary Leishmania HASPB is a lipoprotein that is exported to the extracellular space from both Leishmania parasites and mammalian cells via an unconventional secretory pathway (Denny et al., 2000; Stegmayer et al., 2005). Exported HASPB remains anchored in the outer leaflet of the plasma membrane mediated by myristate and palmitate residues covalently attached to the N-terminal SH4 domain of HASPB (Denny et al., 2000; Stegmayer et al., 2005). HASPB targeting to the plasma membrane depends on SH4 acylation, which occurs at intracellular membranes. How acylated HASPB is targeted to the plasma membrane and, in particular the subcellular site of HASPB membrane translocation is unknown. Furthermore, possible secretory mechanisms for HASPB are not yet clarified in molecular terms. In order to address this issue, a screening for clonal CHO mutants derived from somatic mutagenesis that are incapable of exporting HASPB, was performed. In such a CHO mutant cell line HASPB was myristoylated and palmitoylated and was mainly localized to the plasma membrane as judged by confocal microscopy and subcellular fractionation. However, based on a quantitative flow cytometry assay and a biochemical biotinylation assay of surface proteins, HASPB transport to the outer leaflet of the plasma membrane was largely reduced in this mutant despite a normal expression level of the HASPB reporter molecule compared to CHO wild-type cells. These findings indicate that the subcellular site of HASPB membrane translocation is the plasma membrane as the reporter molecule accumulates in this location when export is blocked. Hence, based on these results a two-step process of HASPB cell surface biogenesis can be defined, in which SH4 acylation of HASPB mediates intracellular targeting to the plasma membrane. In a second step, the plasma membrane-resident machinery that is apparently disrupted in the CHO mutant cell line, mediates membrane translocation of HASPB. Intriguingly, the angiogenic growth factor FGF-2 and Galectin-1, a lectin of the extracellular matrix, proteins secreted by unconventional means, were shown to be secreted normally from the HASPB export mutant cell line. These observations demonstrate that the export machinery component defective in the export mutant cell line functions specifically in the HASPB export pathway. However, as revealed from the mutagenesis analysis the identified chemokine orphan receptor 1 was not the reason for the perturbed HASPB membrane localization in CHO K3 cells since its expression did not seem to be affected in CHO K3 cells. In the second chapter of this thesis, the SH4 protein HASPB, besides being localized to the cell surface, was found to be associated with extracellular vesicles. HASPB induces curvature of the plasma membrane resulting in the formation of highly-dynamic non-apoptotic plasma membrane blebs (Tournaviti et al., 2006 submitted). Based on these observations cell culture supernatants from HASPB expressing CHO cells were analyzed. As revealed by flotation analysis the detected sedimentable material contained a vesicle-associated HASPB population. Importantly, other SH4 proteins such as Src, Fyn, Yes and Lck were not detectable in extracellular vesicles. Since these proteins were able to induce the formation of plasma membrane blebs, the extracellular HASPB vesicle population was shown not to be a consequence of plasma membrane blebbing, a process promoting the shedding of plasma membrane-derived vesicles that are released into the extracellular space. This observation was confirmed by results obtained from HeLa cells that were able to produce HASPB-containing vesicles. Importantly, the formation of plasma membrane blebs was largely reduced in this cell line. As judged by protease protection experiments HASPB was shown to be located on the inner leaflet of the vesicle membrane. Colocalization analysis with different exosomes markers further confirmed that HASPB might be exported via vesicles being released by the MVB sorting machinery. Furthermore employing linear sucrose gradients and electron microscopy, these vesicles corresponded to the reported density of 1.15 g/ml for exosomes (Heijnen et al., 1999) as well as to the exosomal size with diameters <100 nm (Stoorvogel et al., 2002). Together, these findings strongly suggest that dually acylated HASPB localized on the inner leaflet of the plasma membrane is delivered into vesicles that are released by the MVB sorting machinery into the extracellular space.
RESOLFT microscopy has been the first method that is capable of non-invasively resolving three dimensional structures with real subdiffraction resolution using visible light. It exploits the strong nonlinear saturation of a reversible optical transition. A focal intensity pattern is essential that de-excites or de-activates dyes outside the remaining ultrasharp effective focal spot. For a given amount of available power, the steepest applied de-excitation pattern will yield the highest resolution. In this thesis, for the first time, a comprehensive search, optimization and characterization of de-excitation patterns is performed. The microscope’s pupil function is decomposed into orthonormal polynomials which allows the restriction of the space of pupil functions so that boundary conditions are fulfilled. The chosen global optimization algorithm converges reasonably well to pupil functions that can be idealized further to simple shapes. Optimal pupil functions are found according to assumptions made about the practical limitations. The optimization identified a novel, superior de-excitation pattern for circularly polarized light. Its experimental application has led to a hitherto unrivaled lateral resolution of down to 20 nm in biological systems. It is shown that an efficient resolution increase in all spatial directions is only possible by incoherent combinations of de-excitation beams. The optimal choice for current experimental conditions is identified. Finally, a new concept for fast acquisition of high resolution images is developed that is based on the simultaneous creation of compact arrays of sub-diffraction sized fluorescence spots in the sample. An optical setup that can generate the corresponding complex pupil functions is detailed.
Martin Luther bezeichnet die Kirche als creatur verbi. Was bedeutet es dann in der Praxis, dass die Gemeinde durch Predigen aufgebaut wird? Für diese Thema habe ich drei Theologen ausgewählt: Dietrich Bonhoeffer, Rudolf Bohren und Christian Möller. Im Hauptteil der Arbeit erforschte ich Predigten und Predigttheorie dieser Theologen und machte klar, wie die Theorie und die Praxis gegeneinander wirken, und wie diese Theologen „Gemeindeaufbau durch Predigen“ verwirklichten. Seitdem die evangelische Mission in Japan begann, sind etwa 150 Jahren vergangen. Trotzdem bilden die Christen immer noch nur knapp ein Prozent der Einwohner Japans. Die religiöse Lage in Japan ist synkretistisch: Buddhismus und Shintoismus wirken gemischt in einer Person. Nur innerhalb der religiösen Harmonie ist auch das Christentum zugelassen. Der Synkretismus versteckt sich auch im einzelnen Christen. Japaner-sein hat den Vorrang vor Christsein. Der christliche Glaube wird zwar als gute Ethik geschätzt, aber die Eintracht ist wichtiger als die Persönlichkeit coram deo. Die innere und äußere synkretistische Haltung macht das Christsein und die Lage der Kirche in Japan schwierig. Dietrich Bonhoeffer legt den biblischen Text „pneumatisch“ aus und arbeitet sein zentrales Motiv heraus. In seiner „Petruskirche“-Predigt ist es „Bekennen“: die einzige Tat, die die Gemeinde tun soll, ist Bekennen. Die schwache, den Herrn verleumdende Kirche kann doch bekennen, und auf Christus, der die Gemeinde baut, vertrauen. Der Prediger, Bonhoeffer, steht vor der Gemeinde als ein auf Christus vollkommen vertrauende Mensch, und ruft die Gemeinde: „Bekenne!“ Sein Imperativ ist Ruf zum Wachen, so dass die Hörenden für die Nachfolge entscheiden. Bonhoeffers Homiletik beruht zwar auf seine Christologie: Christus ist als Predigtwort gegenwärtig, Christus als Predigtwort trägt die Hörenden. Aber dieses Predigtverständnis muss pneumatologisch verstanden werden: „Der Heilige Geist aktualisiert, was in Christus realisiert ist.“ Der Heilige Geist wirkt mit dem Wort und aktualisiert die Tat Christi jetzt und hier. Deshalb ist es wichtig, das Wort zu meditieren, und dabei das Wirken des Geistes, die Eigenbewegung des Wortes, nicht zu hindern. Rudolf Bohren redet die Hörenden mit der Zeit anders an: früher lädt er sie in den Text ein, in dem er schon steht. Später aber bleibt er immer bei ihnen, er glaubt und sagt, dass auch die Hörenden schon im Text, im Wort Gottes vorhanden sind. Solche Predigtpraxis knüpft damit, dass er den Predigthörer als den „zweiten Text“ versteht. In der Meditation dieses zweiten Textes sollte der Prediger den Hörer er-finden: den Hörer in der Gnadenwahl Gottes. Die Theorie zur Predigtanalyse ist für Bohren eine Weiterentwicklung der Predigtlehren in die Richtung zum Hörer. Nicht eine gehaltene, sondern eine gehörte Predigt bildet eine Gemeinde. Deshalb ist es zum Gemeindeaufbau entscheidend, was und wie die Gemeinde in der Predigt hört. Die Predigtanalyse ist eine Methode besser zu hören. Christian Möller inszeniert in seinen Predigten einen Raum, in dem der Hörer Gott begegnen kann. Der Hörer hört, was Gott allein ihm zuspricht. Er wird dadurch als ein Einzelner zur Taufe und zum Abendmahl herbeigerufen, und als Säule der Gemeinde aufgebaut. Luthers Predigtkonzept „viva vox evangelii“ spielt bei Möller eine entscheidende Rolle: es kommt darauf an, dass die Gemeinde die „Stimme“ Christi hört. Der Prediger dient diesem Geschehen mit seiner Stimme. Die Einzelnen hören die Stimme ihres Hirten, und werden zum Hören versammelt. Indem ein einzelner Hörer durch das Hören als der Einzelne herbeigerufen wird, wird er in ein neues Verhältnis zu Nächsten und zu Gott gesetzt. Deshalb muss Möllers Konzept „seelsorglich predigen“ so verstanden werden, dass Christus selbst mit seiner lebendigen Stimmern zuspricht und die Seele des Hörers tröstet. In der synkretistischen und kollektivistischen Gesellschaft Japans muss das Hören und das Sagen als persönliches Tun wieder entdeckt werden. Die Meditation ist dabei zuerst eine Methode, die Stimme Christi zu hören. In der Meditation konzentriert der Meditierende einerseits auf ein Wort pro me. Andererseits aber offenbart Christus sich in der Zeit und zieht den Meditierenden in seine Heilsgeschichte. Dort wird ihnen eine Vision gegeben, so dass sie anfangen, mit Christus durch den Heiligen Geist zum Vater in der Heilsgeschichte zu leben. Durch die sakramentale Meditation wird der Hörende zum Sagenden. Die Meditation ist dann auch eine Methode zum Sagen. In ihr wird der Gedanke wechselnd diffundiert und konvergiert. Meditation und Predighören (Predigtanalyse) haben die gleiche Struktur. Der Vorgang besteht darin, dass das Wort Christi aufgenommen und zum eigenen Wort des Predigers bzw. des Hörers wird. Damit kann der Prediger das Wort weitergeben, und der Hörer kann genauso zum nächsten Prediger werden.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Präsenz spontan generierter, tumorreaktiver Gedächtnis T-Zellen bei Kopf-Hals-Tumorpatienten gezeigt. Mit Hilfe autologer dendritischer Zellen, die zuvor mit autologem Tumorlysat beladen worden waren, wurden tumorspezifische, inflammatorische Gedächtnis T-Zellen nachgewiesen. 25% der Patienten wiesen eine spontane Tumorimmunität auf. CD4 T-Zellen waren zu 16% tumorreaktiv, CD8 T-Zellen zu 28%. Die Frequenz tumorspezifischer Gedächtnis T-Zellen war in der CD4 Subpopulation signifikant erhöht. CD8 T-Zellen demonstrierten ein polyvalentes T-Zellrepertoire. Die Mehrheit der Tumorpatienten ohne detektierbares Anti-Tumorgedächtnis waren im fortgeschrittenen Spätstadium (Stadium IV). Umfangreichere Analysen der zellulären Tumorimmunität ergaben, dass diese zu 50% Th2 polarisiert war, während 25% der Patientenlymphozyten Th1 Polarisierung aufwiesen. Tumorspezifische, inflammatorische Gedächtnis T-Zellen wurden im peripheren Blut und tumordrainierenden, nicht metastasierten Lymphknoten in ähnlicher Frequenz detektiert. Tumor-Immunreaktivität war im lymphatischen Organ auffällig öfter nachweisbar: 19% Immunreaktivität der Lymphknoten T-Zellen und 5% der Blutlymphozyten. Im Lymphknoten waren CD4 und CD8 T-Zellantworten gleich vertreten. Im Blut war Tumor-Immunreaktivität tendenziell öfter in der CD8 Subpopulation detektierbar. Lymphatische Gedächtnis T-Zellen waren doppelt so oft Th1 polarisiert als entsprechende Lymphozyten im Blut. Die Th2 Polarisierung war in beiden Zellkompartimenten gleich. In Tumorgeweben und Blutplasmata von Kopf-Hals-Tumorpatienten wurden immunsuppressive und -stimulatorische Zytokine detektiert. Im Vergleich zu gesunden Donoren waren erstere in der Regel erhöht, letztere erniedrigt. Eine signifikant inverse Korrelation bestand zwischen erhöhtem TGF-β1 Vorkommen von Tumorgeweben und IFN-α Nachweis in solchen, sowie Induktion von Th1 Tumor-Immunreaktivität. Kopf-Hals-Tumorpatienten mit 3-Jahres-Rezidivmanifestation zeigten signifikant erhöhte TGF-β1 Konzentrationen im Tumorgewebe. Malignome von Kopf-Hals-Tumorpatienten ohne Th1 Tumorreaktivität wurden tendenziell von mehr naiven T-Zellen im Vergleich zu reaktiven Patienten infiltriert. In Tumore von nicht Th1 tumorreaktiven Patienten wanderten signifikant mehr CD4 T-Zellen ein. Dieser Befund korrelierte signifikant mit einer erhöhten Stadium IV Zuordnung der Patienten und mit einem erhöhten TGF-β1 Nachweis im Tumorgewebe. Erhöhtes Vorkommen von tumorinfiltrierenden CD4 T-Zellen und/oder viel TGF-β1 beeinflussten die Tumorgröße signifikant. In Anwesenheit von Th1 tumorreaktiven Gedächtnis T-Zellen im Blut wurden die Malignome von signifikant mehr CD8 als CD4 T-Zellen infiltriert. Die CD8 T-Zellen konzentrierten sich peritumoral und drangen nicht tiefer ins Tumorinnere ein. Die Tumore wurden bei einer Th1 Tumorreaktivität von Lymphknoten T-Zellen gleichmäßig von CD4 und CD8 T-Zellen infiltriert. Letztere waren sowohl peri- als auch intratumoral nachweisbar. Die hiesigen Analysen liefern einen wichtigen Beitrag zum Verständnis von Tumor-Immuninteraktionen bei Kopf-Hals-Tumorpatienten.
Die Dissertation setzt sich mit denjenigen Mythen auseinander, in denen Eltern von rächenden Gottheiten mit Irrsinn geschlagen werden, so daß sie in der Raserei über ihre eigenen Kinder herfallen. Dabei geht es insbesondere um die Frage, inwiefern sich im Laufe der Zeit die literarische und ikonographische Rezeption dieser Mythen verändert, ob beispielsweise eine Tendenz zu beobachten ist, daß die Gewalttätigkeit dieser Themen reduziert wird, oder wie sich die Rolle der Gottheiten verschiebt, welche derartig furchtbaren Strafen verhängen. Zudem stellt sich das Problem, wie solche Mythen zustande gekommen sind, da beispielsweise die orientalische Tradition nichts Vergleichbares kennt. Die Arbeit zerfällt also in zwei Teile: zum einen die Einzeluntersuchungen der schriftlichen und bildlichen Überlieferung der jeweiligen Mythen unter Berücksichtigung des aktuellen Forschungsstandes. Die Ergebnisse werden schließlich zusammengeführt und in den historischen Kontext eingeordnet. Der zweite Teil untersucht die verschiedenen Vorschläge bezüglich der Entstehung der Mythen: Liegen ihnen historische Kindsopfer zugrunde, oder handelt es sich um Bilder für Initiationsriten, die mit dem kultischen Tod der Kinder einhergehen? Es sind nur zwei Gottheiten, die sich rächen, indem sie Eltern mit Wahnsinn verblenden, so daß diese ihre eigenen Kinder töten: Dionysos und Hera. Während sich die dionysischen Mythen um die Anerkennung des Gottes und seines Kultes drehen, rächt sich Hera auf diese Weise an den unehelichen Kindern ihres Göttergatten Zeus. Zusammenfassend hat sich gezeigt, daß die Mythen, die den im Wahnsinn verübten Mord am eigenen Kind thematisieren, nicht allzu häufig in der antiken Kunst aufgegriffen wurden. Sie boten in erster Linie einen horrenden Tragödienstoff, waren aber im übrigen eher unbedeutend. Eine einheitliche Entwicklung der Kindsmord-Mythen läßt sich nur begrenzt feststellen: Gewisse gesellschaftliche Tendenzen prägen auch die Rezeption dieser grausamen Erzählungen, aber zu keinem Zeitpunkt ist beispielsweise eine moralische Wertung zu fassen, die vor der Blutrünstigkeit dieser Mythen zurückschreckt.
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This empirical study on good governance and conflict transformation in Sri Lanka is located within the larger scholarly discourse on good governance as a solution to conflict in developing societies. Sri Lanka is one of the oldest post-colonial democratic systems among the states of the South and has experienced various elections and changes of government between 1947 and 2001. This speaks to a certain extent for consolidation of democracy. However, Sri Lanka suffers under one of the most protracted civil wars in the world, which raises critical questions about the functioning of the democratic institutions and the governance system. The starting point of the thesis is the lack of empirical data, which is necessary to provide more rigorous knowledge on governance in different countries. Most available data sources use fact-based data only, without consideration of perception-based data of local stakeholders. The assumption of this thesis is that the international discourse on good governance requires context-specific testing and the redefinition of international good governance indicators, based on perceptions of local stakeholders. In this study a context-specific good governance model for Sri Lanka is developed, based on the prescriptive definition of citizens and stakeholders of what good governance should be and their assessment of what local governance actually is. Chapter two poses the main research question, which is, “what are the key actors, issues and challenges at the local level that a context-specific good governance model needs to take into account in order to promote sustainable development and peaceful co-existence?” This research question is elaborated on the basis of empirical case studies conducted at the local level in three regions of Sri Lanka. Chapter three specifies the political and historical context of Sri Lanka and explains how the processes of devolution of power and political mobilisation on ethnic lines have intersected, stymieing the transition to rule of law and effective implementation of citizenship. The empirical core of the thesis, chapter four, introduces the three regions of empirical research, selected on the basis of a different ethnic composition and different conflict settings. As the unit of research, selected rural local authority areas of the three regions Central Province, Uva-Province and Eastern Province are considered. The findings are based on a combination of various quantitative and qualitative interview techniques, like interviews with the elite, stakeholder interviews, household surveys and focus group discussions, which provide a rich insight into the perceptions of local stakeholders. The eight indicators of good governance, namely efficiency, responsiveness and equality, professional leadership, transparency and accountability, people’s participation, rule of law and human rights protection, trust and basic security and conflict transformation capacities derive from the discourse of the local stakeholders. These good governance indicators are used to describe and assess the perceptions of local stakeholders with regard to the state of governance in the three regions. Chapter five summarises the empirical findings by pointing out the key actors, key issues and challenges of local governance in Sri Lanka. Regarding the key actors of local governance, the study revealed that it is particularly the political and administrative institutions at the local level as well as within the Central Government which are considered as the key actors for the establishment and guarantee of good governance. The lack of co-operative interaction among these actor groups is a key to most challenges identified at the local governance level. With regard to the key issues, the findings from the three very different research regions revealed many similarities: the status of the eight good governance indicators was critical in that none of the indicators was perceived as being implemented to the satisfaction of the people. Other critical issues are the marginalisation of the local government, lack of people’s participation, patronage structures, inadequate representation of minority groups and lack of qualified local political leaders. The study revealed that many shortcomings of the local governance system are contributing to an aggravation of social conflict. The strengthening of local governance can be regarded as an important entry point to improve the social integration of different identity groups. In the final chapter, the value-added of the study and the lessons learnt and potential for governance reforms at local and national level with regard to the resolution of the ethno-political conflict in Sri Lanka are discussed. Overall the case-study approach has allowed a detailed insight into the interactions in complex processes and structures and a comparison of the three cases has generated policy recommendations, which can support the reform process in Sri Lanka.
Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) has pleiotropic effects on various tissues during pre- and postnatal development by stimulating proliferation and differentiation, and plays a major role in hypertrophy and tissue remodeling in the fetal, perinatal, and adult organism. In skeletal muscle the role of IGF-1 is well established, but questions remain about the significance of the various isoforms that are produced from the single-copy IGF-1 gene. By the use of different promoters, differential splicing and post-translational modifications, at least six IGF-1 isoforms are generated from the IGF-1 gene, that differ in the N-terminal signal peptide (Class) and the C-terminal E-peptide. The aim of this work was to dissect the different roles of IGF-1 isoforms in skeletal muscle in vitro and in vivo. Cell culture experiments revealed that IGF-1Ea isoforms promoted myogenic differentiation and cell hypertrophy, resulting in enlarged myofibers, while IGF-1Eb isoforms instead did not show an effect on fiber size but on proliferation of myoblasts. Correlating with the results obtained in vitro, transgenic animals over-expressing IGF-1Ea isoforms showed pronounced muscle fiber hypertrophy, accompanied by an increase in force generation and strength, while IGF-1Eb isoforms showed very mild effects on muscle size and no changes in muscle strength, further implicating the Ea-peptide in the hypertrophic response. Analysis of the intracellular signals transduced by the different IGF-1 isoforms revealed a complex regulatory network, excluding certain pathways previously implicated in the induction of skeletal muscle hypertrophy in response to IGF-1. Preliminary analysis of regeneration in response to IGF-1 isoforms demonstrated that each isoform enhanced the regeneration process, suggesting that Eb-peptide-containing isoforms did so by stimulating the proliferation of satellite cells, while IGF-1Ea enhanced the growth of newly forming fibers. Class 2 IGF-1Eb was found to specifically induce a calcineurin isoform (CnAß1) that has been linked to enhanced regeneration. In addition, this thesis describes the cloning of a Class 2 IGF-1En isoform that was previously not described in rodent species, but known to exist in humans. The present work constitutes the first evidence for different functions of IGF-1 isoforms in vitro and in vivo, provides an overview of their variable effects in skeletal muscle and a strong basis for future research into their specific functions.
Observations of extrasolar planets using Integral Field Spectroscopy (IFS), if coupled with an extreme Adaptive Optics system and analyzed with a Simultaneous Differential Imaging technique (SDI), are a powerful tool to detect and characterize planets directly; they enhance the signal of the planet and, at the same time, reduces the impact of stellar light and consequently important noise sources like speckles. In order to verify the efficiency of such a technique, we developed a simulation code able to test the capabilities of this IFS-SDI technique for different kinds of planets and telescopes, modelling the atmospheric and instrumental noise sources. The procedure adopted to simulate IFS observations is presented here in detail, explaining in particular how we obtain estimates of the speckle noise, Adaptive Optics corrections, specific instrumental features, and how we test the efficiency of the SDI technique to increase the signal-to-noise ratio of the planet detection. The first results obtained by the simulations show that many significant extrasolar planet detections are indeed possible using the present 8m-class telescopes within a few hours of exposure time. Furthermore, we provide here an estimation on the impact of extremely large telescope diameters on the detection of planets with IFS-SDI.
Der Text befasst sich aus interdisziplinärer Sicht mit dem Thema Sprache, Geltung und Recht. Das Problem der Geltung wird argumentationstheoretisch erörtert. Sowohl Sprache als auch Recht beanspruchen eine bestimmte Form von Geltung; aber lediglich das Recht ist in der Lage, seinen Anspruch definitiv durchzusetzen. Die verschiedenen Auslegungsmethoden im Verfassungsrecht bilden die Grundlage für eine Analyse bestimmter Topoi (z.B. Wortlaut), die in Urteilen verwendet werden. Zusätzlich werden hierfür realistische bzw. nicht-realistische Bedeutungstheorien (Wittgenstein I vs. II) untersucht. Eine exemplarische Analyse ausgewählter Entscheidungen des Bundesverfassungsgerichts veranschaulicht die Problematik. Der Text gibt abschließend einen Ausblick auf die systemtheoretische (Luhmann) und diskurstheoretische (Habermas) Sichtweise unseres Rechtssystems.
Cellular functions such as cell growth, adhesion and differentiation are essentially controlled by the surrounding extracellular matrix (ECM). The mechanical, chemical and structural properties of the ECM are consequently crucial for the selection of cells at interfaces and the formation of tissues. The objective of this thesis was to develop an artificial ECM to determine and control the parameters influencing the crosstalk between cells and their surroundings on a molecular level. Artificial ECMs which mimic the natural environment of cells enable precise insights into cell-ECM crosstalk; ultimately, we aim to trigger the crosstalk, such that specific cell functions are provoked. To this end, a modular ECM system was developed, consisting of (i) poly(ethylene glycol) (PEG) as the basic material, (ii) gold nano-particles as the structuring component, and (iii) bioactive molecules which are immobilized on the basic material and on the nano-structure, to equip these modules with a biological function. The mechanical, structural, and chemical properties of the artificial ECM, as defined by the respective modules, can be tuned independently from one another, enabling the customized tailoring of the artificial ECM for specific applications. PEG hydrogels, used as both the basic material and first module of the artificial ECM, were chosen because of their resistance to protein adsorption, as well as their elastic and swelling properties, which partly mimic the hyaluronan material surrounding the cell membrane. A photo-initiated crosslinking reaction of PEG macromers was used to obtain hydrogels with well-controlled physical properties, characterized in terms of the gel content, swelling ratio, and mesh size. Elasticity at the nanoscale was assessed by an indentation method using atomic force microscopy (AFM). In this way, we were able to prepare hydrogel surfaces covering the biologically relevant range of elasticities. Structuring the hydrogel substrates with nanoscale gold patterns as the second module of the artificial ECM was achieved by means of a newly-developed transfer lithography method. Gold particles of a particular size, and separated by a defined distance were obtained by using block copolymer micelle nanolithography, which itself is restricted to solid, inorganic, and planar surfaces such as glass slides; the gold particles are transferred to polymers by means of a thiol-gold coupling scheme. Depending on the polymer to be gold-decorated, an appropriate thiol linker molecule was incubated on the gold-patterned glass surface, and crosslinked to the PEG hydrogel during polymerization. The transfer resulted in a complete and accurate transfer of the nano-pattern to the polymer surface. Cryo-electron microscopy was used for structural characterization of the resulting surfaces, including watercontaining soft hydrogels. 2 The transfer nano-lithography technique is the first method to successfully nanostructure soft and polymeric materials with metal structures on a large scale, and can in principle be applied to the structuring of any organic planar and non-planar surface. The structural properties of the artificial ECM, controlling, e. g., the clustering of receptors at adhesion sites of adhering cells, can be adjusted by choosing the particle size and distance of the original gold pattern. Another structural parameter can be introduced by the non-planarity of the surfaces. Hydrogel-based microchannels have been developed that were internally decorated with gold nanoparticles, resulting in nanopatterned, tube-shaped artificial ECMs surrounding the cell in three dimensions, mimicking, for example, blood vessels. As a third module of the artificial ECM, the nanostructured hydrogel surfaces were chemically modified to provide the cell with biofunctions. Proteins were coupled to the gold particles or the hydrogel surface via Ni(II)-NTA complexes, and peptides were coupled to the gold particles via thiol groups, or to the hydrogel surface via amino groups. The four different schemes were developed to specifically couple the bioactive molecules at well-defined orientations and in their native conformation to either the hydrogel surface or the gold moieties, without introducing either cytotoxicity or loss of biocompatibility. The selective functionalization was tested for representative biomolecules, the adhesion receptor-binding peptide RGD, the cell-cell adhesion protein L1, and the green fluorescent protein. This concept enables selective modification of the gold particles or the inter-particle surface by coupling virtually any biomolecule to the aforementioned domains of the artificial ECM. The functionality of the three different components of the artificial ECM was tested in cell experiments. Experiments using substrates with various inter-gold particle spacing, biofunctionalizations, and cell types, demonstrated the applicability of the artificial ECM as such. Most importantly, for the first time, nanopatterned hydrogels were shown by cryo-SEM to be deformed by the adhering fibroblasts, thereby revealing the direct crosstalk between the cell and the ECM mimic on the molecular level. In addition, the functionality of non-planar substrates for cell experiments was demonstrated by means of micro-channels. In conclusion, the modular artificial ECM, as developed in this research project, meets the mechanical, structural, and biological requirements necessary to serve as a versatile and adjustable tool to investigate and provoke specific cell-surface interactions. The artificial ECM provides a useful means by which to influence cell adhesion and function, thereby enabling systematic selection of cell types for biotechnological and medical applications.
Auf Grundlage von Materialien Moskauer Staats-, Partei- und Kunstarchive entwickelt die Dissertation den politisch-weltanschaulichen Anspruch der Sowjetmacht an die Repertoire-Arbeit der Theater resp. Philharmonien und das Gebiet der staatlichen Kunstfinanzierung in ihrer Gegenläufigkeit, um die Vereitelung der ideologischen Vorgaben durch die Finanzpolitik der Regierung im Kunstsektor nachzuzeichnen. Zweitens dokumentiert die Schrift die Verschränkung kunstpolitischer Entscheidungen und institutioneller Rivalitäten zwischen den Kunstbürokratien von Staat und Partei, deren verfeindete Akteure ideologische Argumente vorschützten, wo es ihnen um die politische Schädigung des jeweiligen Rivalen zu tun war. Eine zweifache Relativierung des in bisherigen Beiträgen zum Kunstleben in der Sowjetunion gesetzten unbedingten ideologischen Primats in der Motivierung sowjetischer Kunstpolitik.
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3.200.000 Bücher, 157 Mitarbeiter, 1.500.000 Ausleihen - dies sind einige plakative Kennzahlen der Universitätsbibliothek Heidelberg, die hier ihr umfassendes Angebotsspektrum präsentiert.
The XL programming language has been build on two very simple premises. First, XML is the forthcoming language used to describe and communicate complex data. Second, services provided via the internet are complex but loosely coupled and use XML. Services are neither bound to a certain platform, computer, or application scenario. The interaction between service provider and consumer is based on availability and reliability of interface descriptions and the coherence to internet standards like HTTP and XML. The XL language provides the means to easily describe complex services based on the XML data model, the XML query language XQuery and an XML storage model. In the following, the ideas behind the XL language, the language itself, and the XL runtime engine used as a prototype will be described in detail. Furthermore, different statement processing concepts, different usage scenarios and the non-functional requirements of the runtime engine itself are discussed
Muqarnas, or stalactite vaults, are three--dimensional ornaments, common in the Islamic architecture. They are used in vaults, domes, niches, arches, and as an almost flat decorative frieze. It is the function of a muqarnas to guarantee a smooth transition between straight walls and more curved parts. A muqarnas vault is built from different niche--like elements, arranged in horizontal tiers. One of the main characteristics of muqarnas is its form as a three--dimensional unit that can be represented as a two--dimensional outline. In this study, we focus on the question whether this two--dimensional projection contains all structure information of the three--dimensional muqarnas vault. Explicit definitions are given to create a framework in which we are able to describe the muqarnas structure. Each muqarnas element is described by means of parameters representing its type and measurements together with parameters that describe the position of the element in the muqarnas vault. A graph theoretical approach makes it possible to include the structure information of the three--dimensional muqarnas in the two--dimensional outline. This is done by constructing a directed subgraph from the muqarnas design. The main task is then to find all directed subgraphs corresponding to a muqarnas design for which a three--dimensional muqarnas representation is possible. We can construct three--dimensional computer reconstructions directly from the directed subgraphs. An algorithm is developed for constructing the directed subgraphs and reconstructing the three--dimensional muqarnas. Two software tools are designed to execute this process. The program plantograph finds the directed subgraphs corresponding to a muqarnas structure from a muqarnas design. The program graphtomuq converts a subgraph into a three--dimensional computer reconstruction of the muqarnas. The various subgraphs result in different muqarnas reconstructions with the same plane projection. Some interaction is necessary to select the required reconstruction, for this art historical expertise is essential. The differences between muqarnas with the same plane projection can be local or global. Local means that by exchanging several elements the muqarnas are equal. Muqarnas are globally different if more elements are involved and the shape, or number of tiers, of the muqarnas differ. We can restrict the number of reconstructions if we know the proportions of the vault into which the muqarnas needs to fit. This gives a restriction on the amount of tiers that can be used. This work focuses on the muqarnas vaults fitting into domes or niches from the Seljuk and Ilkhanid periods. Different tests of such muqarnas from Anatolia and Iran are given. Additionally a new interpretation for the oldest known design which is found at Takht-i Sulayman is presented.
In order to examine the air-water gas exchange, a detailed knowledge is needed about the flow field within and beneath the water-side viscous boundary layer. Therefore a novel measurement technique is developed for the spatio-temporal analysis of flows close to free water surfaces. A fluid volume is illuminated by LEDs. Small spherical particles are added to the fluid, functioning as a tracer. A camera pointing to the water surface from above records the image sequences. The distance of the spheres to the surface is coded by means of a supplemented dye, which absorbs the light of the LEDs. By using LEDs flashing with two different wavelengths, it is possible to use particles variable in size. The velocity vectors are obtained by using an extension of the method of optical flow. The vertical velocity component is computed from the temporal change of brightness. Using 3D parametric motion models the shear stress at surfaces can be estimated directly, without previous calculation of the vector fields. Hardware and algorithmics are tested in several ways: A laminar falling film serves as reference flow. The predicted parabolic profile of this stationary flow can be reproduced very well. Buoyant convective turbulence acts as an example for an instationary inherently 3D flow. The direct estimation of the wall shear rate is applied to sequences recorded in the context of biofluidmechanics, revealing a substantial improvement compared to conventional techniques.
Kaliumkanäle, die wie andere Ionenkanäle und Membrantransportproteine ein wichtiges Bindeglied zwischen dem extrazellulären bzw. luminalen Raum und dem Zellinneren darstellen, spielen eine Rolle in diversen zellulären Prozessen wie Aufrechterhaltung des Membranpotentials, Frequenz und Verlauf von Aktionspotentialen, Sekretion und Signaltransduktion. Sie bilden temporär Poren in der Membran, durch die hochselektiv Kaliumionen entlang eines elektrochemischen Gradienten transportiert werden können. Ihre Einbindung in zahlreiche physiologische Prozesse impliziert ihre strikte Regulation auf mehreren Ebenen, angefangen bei der Gewebe-spezifischen Expression über die Kontrolle der Kopienzahl am Ort ihrer Aktivität, bis hin zu den Regulationsmechanismen der Öffnungswahrscheinlichkeit der Pore und der Ionenselektivität. Ein funktioneller Kaliumkanal wird durch die Zusammenlagerung von homomeren oder heteromeren Untereinheiten gebildet, wobei bis zu vier primäre oder !-Untereinheiten den Kanal bilden und mit weiteren akzessorischen bzw. "-Untereinheiten assemblieren können. Für die Funktionalität von pankreatischen ATP-sensitiven Kaliumkanälen ist eine stöchiometrisch korrekte Assemblierung der beiden Untereinheiten Kir6.2 und SUR1 essentiell. Vier Kanal-bildende Untereinheiten Kir6.2 müssen sich mit vier regulatorischen SUR1-Untereinheiten zu einem Oktamer zusammenlagern, damit der am Prozess der Insulinsekretion beteiligte Kaliumkanal zur Plasmamembran transportiert werden kann. Die Regulation auf der Ebene der Assemblierung erfolgt durch die Anwesenheit von ER-Lokalisationssignalen in den zytosolischen Domänen beider Proteinuntereinheiten. Diese Arginin-haltigen Motive (RKR) werden von zwei gegensätzlich wirkenden Interaktionspartnern erkannt: Einzelne bzw. unvollständig oder falsch zusammengelagerte Untereinheiten werden durch die COPI-Maschinerie zum ER zurückgeführt, während zytosolische 14-3-3-Proteine am Vorwärtstranport zur Plasmamembran beteiligt sind. Im Verlauf dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass 14-3-3-Proteine nicht nur spezifisch Kir6.2-Reporterproteine binden können, sondern dass diese Proteine am Transport des vollständigen, heterooktameren KATP-Kanalkomplexes beteiligt sind. Die Interaktion ist dabei eng an den Multimerisierungsstatus gekoppelt und involviert Aminosäurebereiche außerhalb der ER-Lokalisationssequenz in Kir6.2. Dabei ist die Aufgabe der 14-3-3-Proteine letztlich die Inaktivierung der Arginin-Signale in der Untereinheit SUR1, denn die Signale von Kir6.2 werden durch die korrekte Assemblierung mit SUR1 maskiert. Die 14-3-3-Proteine dienen dabei ausschließlich der Qualitätskontrolle und spielen keine Rolle beim Vorwärtstransport per se, denn sie haben keinen Einfluss auf den Transport des Kanals zur Zelloberfläche, wenn alle acht ER-Lokalisationssignale im KATP-Komplex mutiert sind. Die Untersuchung eines Kir6.2-Reporterproteins in Bäckerhefezellen, in denen jeweils nur eine von den insgesamt sieben Säuger-14-3-3-Isoformen exprimiert wird, deuten auf eine 14-3-3-Isoform-Spezifität beim Vorwärtstransport von Membranproteinen hin. So ist denkbar, dass verschiedene 14-3-3-Isoformen den Transport pankreatischer KATP-Kanäle in verschiedene Kompartimente regulieren, da diese offensichtlich hauptsächlich in Insulin-enthaltenden sekretorischen Vesikeln und nur in geringer Kopienzahl an der Plasmamembran präsent sind. Eine vergleichbare Aufgabe in der Qualitätskontrolle nehmen 14-3-3-Proteine bei den Zwei-Poren-Kaliumkanälen TASK1 und TASK3 ein. Hier erkennen 14-3-3-Proteine ein neu entdecktes Arginin-haltiges ER-Lokalisationssignal im C-Terminus der Kanalproteine und sind wie bei KATP-Kanälen für die Inaktivierung dieses Signals verantwortlich, woraufhin die Kanäle an die Plasmamembran transportiert werden können.
Subject of this work is the numerical simulation of the motion of rigid particles in an incompressible viscous or viscoelastic fluid. What makes this task especially challenging is the fact that two different physical models are coupled: The fluid motion is described by a system of partial differential equations (Navier-Stokes equations), while the dynamics of the rigid particles is determined as the solution of a system of ordinary differential equations (Newton's laws of motion). In this work, numerical methods for some prototypical situations are developed, analyzed and validated; all of them are based on the finite element method (FEM). In this context, special emphasis is given to local grid adaptation. The goal is to obtain a high accuracy and, at the same time, to keep the computational effort as low as possible.
Abstracts der Artikel zu SAK 35 (2006). Die Autoren sind: Hartwig Altenmüller, Jean-Christophe Antoine, Alexander Brawanski, Salvador Costa, Katherine J. Eaton, Ulrike Fritz, Karl Jansen-Winkeln, Alejandro Jiménez-Serrano, Mahmoud El-Khadragy, Aikaterini Koltsida, Barabara Lüscher, Scott Noegel/Kasia Szpakowska, Frédéric Payraudeau, Carsten Peust, Hosam Refai, Miriam-Rebecca Rose, Hassan Selim, Ad Thijs, Sami Uljas, André J. Veldmeijer, Karola Zibelius-Chen.
Abstracts der Artikel zu SAK 34 (2006). Die Autoren sind: M. Abdelrahiem, H. Beinlich, E. Bernhauer, N. Billing. S. Bojowald, A. Busch, M. Depauw, K. Dohrmann, M. von Falck, F. Förster, D. Franke, H. Goedicke, W. Grajetzki, K. Jansen-Winkeln, J. Kahl/M. el-Khadragy/U. Verhoeven with an appendix by U. Fauerbach, D. el Kahn, D. Klotz, C. Leitz, K. Lembke, E.-E. Morgan, R. Preys, J.F. Quack, U. Rummel
Die Diskriminierung von Fremd- und Selbstantigenen ist eine elementare Eigenschaft des Immunsystems von Invertebraten und Vertebraten. Die Toleranz gegenüber eigenen Proteinen des Körpers wird durch die intrathymische Selektion von T-Zell-Rezeptoren gewährleistet. Selbsttoleranz wird u. a. durch ein diverses Liganden-Angebot von gewebespezifischen Genen („promiskuöse Genexpression“ (pGE); Derbinski et al., 2001) von medullären Thymusepithelzellen (mTEZ) spezifiziert. Die vorliegende Arbeit sollte die zelluläre und molekulare Regulation von pGE in mTEZ auf drei verschiedenen Ebenen analysieren. Zum einen sollten abgegrenzte, neonatale medulläre Areale auf ihre Vollständigkeit des Liganden-Repertoires untersucht werden, zum anderen sollten einzelne mTEZ Klone, aus denen eine medulläre Region besteht, auf ihre Genexpression untersucht werden. Schließlich sollten die Genexpressionsmuster von verschiedenen mTEZ-Subpopulationen, aus denen Klone zusammengesetzt sind, charakterisiert werden. Zum ersten Mal konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass isolierte medulläre Inseln in neonatalen Mäusen diverse Genexpression zeigen, jedoch kein vollständiges Profil der ausgewählten Gene exprimieren. Dies könnte eine Ursache für unvollständige neonatale Toleranz darstellen. Eine erhöhte Expression von gewebespezifischen Antigenen wurde tendenziell im äußeren Rand der Medulla lokalisiert. Die klonale Zusammensetzung einer Medulla sollte mit Hilfe von Aggregationschimären weiter charakterisiert werden, in Bezug auf Größe, Lokalisation der Klone sowie Genexpression. Die Klone setzen sich durchschnittlich aus 40 Zellen zusammen, die sich vorwiegend am äußeren Rand der Medulla befinden und sind in sich heterogen in Bezug auf die Expression des Transkriptionsregulators AIRE. Die Isolation bestimmter gewebespezifischer Antigen-positiver mTEZ erlaubte eine Analyse von (Ko)-expressionsmustern bezüglich anderer Gene. Zwei Beobachtungen sind bemerkenswert: zum einen wurden benachbarte Gene (cluster) koexpremiert und zum anderen konnten mindestens zwei mTEZ Sublinien –AIRE-negative und AIRE-positive - unterschieden werden. Zusammenfassend zeigen diese Ergebnisse ein komplexes Bild der zellulären und molekularen Regulation der ektopischen Expression gewebespezifischer Gene in mTEZ. Insgesamt ist das beobachtete Genexpressionsmuster weder mit einer globalen chromosomalen „Derepression“ von Genexpression noch mit einer strikt gewebespezifischen Regulation zu vereinbaren.
The focus of a two-photon microscope is often degraded by inhomogeneities in the refractive index within biological specimens. In this dissertation it is shown for various specimens, even for living zebrafish, that the resolution and the fluorescence signal of a two-photon microscope can be substantially improved by using adaptive optics, i.e. wavefront correction based on coherence-gated wavefront sensing (CGWS). The advantage of using CGWS relies on the fact that the wavefront distortions are sensed by backscattered instead of fluorescent light. Thus, neither photodamage nor photobleaching occurs and wavefront distortions can be sensed up to several scattering lengths deep within the specimen. Fast wavefront correction can be realized, allowing the measurement of a wavefront in less than 1 microsecond with an accuracy of lambda/50, even in strongly scattering samples. Furthermore, CGWS is thoroughly investigated for all relevant parameters affecting the measurement process, such as coherence length, polarization of the light, density of scatterers, and coherence-gate position. A realistic model of CGWS shows that for all experimentally accessible parameters the speckle contrast is fully developed. Thus, the ensemble-averaged wavefront is the incoherent superposition of spherical wavelets that originate from scatterers located within the coherence volume and then propagate through specimen-induced distortions.
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The present work is dedicated to theoretical aspects of long-term evaluation with a focus on time and uncertainty structure. Motivated along the lines of global warming, the analysis renders contributions to the fields of environmental economics, decision theory, the economics of sustainability and cost benefit analysis. The thesis is structured in three parts. The first part examines the relation between the concepts of weak and strong sustainability and the weight given to future consumption. The second part introduces a generalized evaluation model and a new concept of risk aversion. The latter concept, termed intertemporal risk aversion, takes up an important concern of the precautionary principle. The third part extends the underlying model and analyzes the interaction with other characteristics of intertemporal decision making. The latter include an implied preference for the timing of uncertainty resolution as well as different stationarity assumptions. The first part of the thesis relates to the sustainability debate and the concepts of weak versus strong sustainability. While the advocates of the weak sustainability concept consider man made goods and capital a fair substitute for environmental goods and capital, the advocates of the strong sustainability concept judge such substitutability as highly limited. I show in a stylized growth model, how social discount rates generally fall for a weak sustainability specification of welfare, while they grow for a strong sustainability specification. It turns out that under the given assumptions a strong sustainability specification of welfare implies a lower weight given to future consumption streams than a weak sustainability specification. The second part of the thesis introduces the concept of intertemporal risk aversion in a didactically simplified two period framework. The concept takes up an important concern of the precautionary principle regarding a higher willingness to undergo preventive measures in order to avoid a threat of harm. I show that the concern is substantiated as well by von Neumann Morgenstern’s widespread axioms for choice under uncertainty when carefully integrated into a temporal setting. In such a generalized framework, the standard model of intertemporally additive expected utility corresponds to intertemporal risk neutrality. In contrast to the classical concept of (atemporal) risk aversion, the concept of intertemporal risk aversion can be applied immediately to the multi-commodity setting. For the one commodity special case, the concept closely relates to the attempts of disentangling atemporal risk aversion from intertemporal substitutability. The third part of the thesis extends the model to an arbitrary finite time horizon with generalized preferences and elaborates the corresponding axiomatic and functional characterizations of intertemporal risk aversion. Moreover, I identify different assumptions that allow to simplify the model structure. On the one hand, these assumptions are concerned with a stationary evaluation of certain and uncertain consumption plans. On the other hand, they relate to a deduced preference for the timing of uncertainty resolution. The resulting simplifications allow to characterize intertemporal risk aversion in a single parameter, as well as to disentangle atemporal risk aversion from intertemporal substitutability in a non-recursive evaluation structure. Finally, I show that a normatively motivated combination of the assumptions implies that a time consistent, intertemporal risk averse decision maker has to choose a zero rate of pure time preference. Instead of devaluing the future for reasons of sheer impatience, such a decision maker is only allowed to give reduced weight to future welfare if uncertainty increases over time. The major implications of the present work can be divided into two fields. The first field relates to the sustainability debate and the evaluation of the long run. In this regard, the analysis in the first part of the thesis shows that the characterization of weak and strong sustainability through the degree of substitutability between environmental and produced goods stands in a surprising and possibly unwanted relation to the sustainability demand in the sense of a stronger commitment to future consumption streams. The analyses carried out in the last part of the thesis implies that a zero rate of pure time preference cannot only be founded on moral considerations, but also on assumptions concerning a time consistent evaluation of uncertainty. The second field of implications concerns the handling of uncertainty. In particular, the concept of intertemporal risk aversion mediates between the advocates and the opponents of the precautionary principle. On the one hand, it takes up the concern regarding a higher willingness to undergo preventive action than implied by the standard model. On the other hand, intertemporal risk aversion formalizes this concern and reconciles it with the standard assumptions underlying economic evaluation. That way, it encounters the critique of the precautionary principle as being vague, arbitrary and, thus, paralyzing.
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Die "Studien zu Venantius Fortunatus" diskutieren Fragen zu einzelnen Lebensdaten auf Grund bisher nicht beachteter astronomisch-kalendarischer Angaben im dichterischen Gesamtwerk. Bemerkungen des Dichters zu Naturvorgängen stützen die Argumentation. Die bisherigen Interpretaionen einzelner Gedichte in der Forschungsliteratur werden ergänzt und richtig gestellt. Über Entstehung und Zweck der Figurengedichte wird eine neue Deutung vorgelegt. Dabei erfährt der unter die Spuria gerechnete "Kreuzsegen" (Sp. 2) eine Zuschreibung an Fortunatus. Das carmen Sp. 11. ( ...it fieri nos qui dedit esse sacratas) wird zum ersten Mal interpretiert und ins Werk eingeordnet. - Der zweite Teil der Dissertation (die deutsche Übersetzung sämtlicher metrischen Werke) ist unter dem Titel "Venantius Fortunatus, Gelegentlich Gedichte" 2006 in Stuttgart erschienen.
In dieser Arbeit wird das dreidimensionale System der gasdynamischen Gleichungen in allgemein krummlinig-orthogonalen Koordinaten formuliert und auf zwei Raumdimensionen reduziert, indem nur Probleme mit bestimmten Symmetrien betrachtet werden. Zur Lösung der so erhaltenen hyperbolischen Erhaltungsgleichungen wird ein neues numerisches Verfahren für krummlinige Gitter entwickelt. Umfangreiche Tests belegen, dass die mit dieser Methode gewonnenen Resultate eine im Vergleich mit anderen Verfahren mindestens ebenso gute Approximation für die tatsächlichen Lösungen darstellen. Mit Hilfe des neuen numerischen Verfahrens wird die Dynamik der strahlungsgetriebenen Scheibenwinde untersucht. Es werden stationäre Lösungen für bestimmte Einflussrandbedingungen gefunden. Außerdem wird untersucht, inwiefern die Resultate von der künstlichen Viskosität des Verfahrens abhängen. Berechnungen auf sphärischen und zylindrischen Gittern ergeben kleine Unterschiede in den Lösungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Geometrie.
Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Herstellung und funktionellen Analyse neuartiger, IL-2- bzw. GM-CSF-enthaltender bi- und trispezifischer single-chain Antikörper (Immunzytokine) zur Verbesserung der antitumoralen Immunantworten bei Krebspatienten. Die Arbeit ist thematisch in ein Projekt zur Entwicklung einer aktiv-spezifischen Immuntherapie (ASI) von Tumoren eingebunden. Bei dieser Therapie werden inaktivierte, autologe Tumorzellen (aus dem chirurgisch entfernten Primärtumor des Patienten) mit dem Newcastle Disease Virus (NDV, Stamm Ulster) infiziert und die so hergestellten autologen Tumorvakzinezellen (ATV-NDV) dem Patienten nach einem bestimmten Schema geimpft. Die beiden schon beschriebenen bispezifischen, rekombinant hergestellten Konstrukte bs HN-CD3 und bs HN-CD28 sind so beschaffen, dass sie mit einem Arm an das virale Antigen Hämagglutinin-Neuraminidase (HN) auf der Oberfläche der Vakzinezellen binden. Der zweite Arm hingegen ist entweder gegen das T-Zell-Rezeptor-assoziierte CD3-Molekül oder gegen den kostimulatorisch wirkenden CD28-Rezeptor gerichtet. Diese zwei Signale rekrutieren und aktivieren T-Zellen am Ort der applizierten Vakzine. Die in dieser Arbeit vorgestellten bi- und trispezifischen Antikörper enthalten darüber hinaus die Zytokine IL-2 und/oder GM-CSF und sollen durch das Einbringen zusätzlicher immunstimulierender Signale die Wirkung der Vakzine verbessern. Zunächst konnte demonstriert werden, dass es möglich war, die neuen Antikörper stabil in CHO Zellen zu produzieren. Die aufgereinigten Antikörper, die nicht nur gegen HN, sondern auch gegen das virale Fusionsprotein (F0) gerichtet sein können, wiesen alle Bindungseigenschaften und biologischen Aktivitäten auf, um stimulierend wirken zu können. In Gegenwart eines suboptimalen CD3-Signals induzierten Antikörper, die zusätzlich zum CD28-Signal einen IL-2-Zytokinanteil aufwiesen, eine stärkere und länger anhaltende Aktivierung von T-Zellen, welche aus mononukleären Zellen des peripheren Bluts (PBMZ) gesunder Spender isoliert wurden, als die Verwendung von CD28-Signal oder IL-2 alleine. Diese verstärkte antitumorale Wirkung konnte in dem neu etablierten in vitro Tumor-Neutralisations-Assay (TNA) nachgewiesen werden. V.a. naive T-Zellen, die im Gegensatz zu Gedächtnis-T-Zellen noch keinen antigenspezifischen Kontakt durchlaufen haben, ließen sich durch diese neuartigen Antikörper stark stimulieren und besaßen zytotoxische Aktivität. Neu in diesem Zusammenhang war, dass IL-2 eine vergleichbare kostimulatorische Wirkung auf die Aktivierung naiver T-Zellen ausübte wie das CD28-Signal. Zudem wurde nachgewiesen, dass CD14+ Monozyten durch GM-CSF-enthaltende Fusionsproteine aktiviert werden konnten und im TNA zum Antitumor-Effekt beitrugen. Die Ergebnisse dieser Dissertation lassen insgesamt darauf schließen, dass die klinische Anwendung einer Kombinationstherapie – als eine Erweiterung der Grundvakzine ATV-NDV durch Anbindung von CD3- und CD28-Signalen zusammen mit IL-2- und GM-CSF-enthaltenden Immunzytokinen – vielversprechend ist.
Zielsetzung: Ein großes Problem der Strahlentherapie ist das Auftreten von schweren Nebenwirkungen. Die Reaktion auf die Bestrahlung ist individuell sehr unter¬schiedlich und kann bislang mit her¬kömm¬lichen in vitro Methoden nicht verlässlich vorausgesagt werden. Die Untersuchung der Induzier¬barkeit von Zellzykluskontroll- und DNA-Reparaturgenen nach Bestrahlung von Lymphozyten in vitro soll mögliche Biomarker zur Be¬stim¬mung der individuellen klinischen Strahlenempfindlichkeit aufdecken. Mithilfe dieser Marker könnte in Zukunft ein klinisch nutzbarer Test entwickelt werden. Methoden: Die Induzierbarkeit der Genexpression von Zellzykluskontroll- und DNA-Reparaturgenen nach γ Bestrah¬lung von Lympho¬zyten in vitro wurde mittels quantitativer Realtime-PCR bestimmt. Zu¬nächst wur¬den die ex¬peri¬men¬tellen Bedingungen an Lymphozyten von gesunden Blutspendern optimiert. 99 Prostata¬krebs¬patien¬ten wurden vor der Strahlentherapie rekrutiert und an ihren Lympho¬zyten wurde die Induzier¬barkeit von CDKN1A (p21, Cip1, WAF1), PCNA, TP53, XPC, GADD45A und DDB2 4h nach Bestrah¬lung in vitro bestimmt. Die erhaltenen Induktionswerte wurden mit dem Ausmaß der Neben¬wir¬kun¬gen ver¬glichen, die die Patienten während ihrer Bestrahlung tatsächlich entwickelten. Zum besseren Verständnis der im ersten Teil bestimmten Unterschiede in der Induktion wurde im Zell¬mo¬dell an p21-kompetenten und p21-defizienten Zellen untersucht, ob das Fehlen von CDKN1A (p21, Cip1, WAF1) eine Aus¬wirkung auf die zelluläre Strahlenempfindlichkeit hat. Desweiteren wurde die Tech¬nik der RNA-Inter¬ferenz angewendet, um die Expression des Gens CDKN1A zu vermindern. Die Aus¬wirkungen auf die Expression anderer DNA-Reparaturgene wurden mit Hilfe der quantitativen Real¬time-PCR bestimmt. Ergebnisse: Bei den sechs untersuchten Genen konnte die Induktion von XPC als möglicher Biomarker für individuelle klinische Strahlenempfindlichkeit identifiziert werden. Da Rauchen einen starken Effekt auf die XPC-Induktion hatte (p<0,01), wurde ein logistisches Regressionsmodell ver¬wendet, um so die Asso¬zia¬tion der XPC-Induktion und der Strahlenempfindlichkeit für Tabakkonsum zu adjustieren. Nach dem Ad¬jus¬tieren ergab sich ein statistisch sig¬nifikant erhöhtes Risiko für klinische Strahlenempfind¬lich¬keit in den Patienten mit hohen XPC-Induktionsfaktoren (Odds-Ratio: 5,3; p = 0,03; Konfidenzintervall: 1,25-24,5). Im Zellmodell zeigten sich keine Unterschiede nach Bestrahlung im Wachstums¬verhalten und im DNA-Re¬paratur¬test (Comet Assay) in p21-kompetenten und p21-defizienten Zellen. Es konnte jedoch ein deut¬licher Unterschied in der Verteilung auf die Zellzyklusphasen beobachtet werden. p21-defiziente Zellen wur¬den nach Bestrahlung im Gegensatz zu der parenteralen Zelllinie nicht in der G1-Phase des Zellzyklus an¬ge¬halten. Die Experimente mit p21-siRNA zeigten, dass nach Reduktion der CDKN1A-Trans¬kript¬men¬ge eine Erhöhung der Mengen von PCNA und GADD45A eintritt. Auch bei verminderter CDKN1A-Men¬ge blieb die Induzierbarkeit von CDKN1A nach Bestrahlung erhalten. Schlussfolgerungen: Das Induktionsverhalten von XPC nach Bestrahlung in vitro könnte sich möglicher¬weise als prädiktiver Marker für klinische Strahlenempfindlichkeit eignen. Allerdings ist zu beachten, dass das Rauchverhalten der untersuchten Patienten einen starken Einfluss auf die Induktion von XPC hat¬te, was eine Adjustierung nötig machte. Für die Entwicklung eines aussagekräftigen Tests werden weit¬ere Untersuchungen an größeren Patientengruppen nötig sein sowie komplexere Auswertungen mit ver¬schiedenen Markern wie auch der konstitutiven RNA-Expression, Polymorphismen in DNA-Repa¬ra¬tur¬genen, Antioxidantienspiegel im Plasma und weiteren Faktoren. Die Methode der RNA-Interferenz eig¬net sich, um zelluläre RNA-Mengen zeitweise zu reduzieren und so weiter¬führende mechanistische Unter¬suchungen durchzuführen.
Aus dem Transplantationszentrum des Universitätsklinikums Mannheim wird eine Lebendnierentransplantation mit der schonenden Methode der laparoskopischen Entnahme der Spenderniere beschrieben. Ein Filmbeitrag von Rhein-Neckar-Fernsehen. Video: Dauer: 6 Minuten, 39 Sekunden. - Auf dem Media-Server aufgenommen im: November 2006
In this thesis, the differential effects of three closely-related sterols: ergosterol, cholesterol and lanosterol on the structural and dynamical properties of a model dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC) membrane were examined using Molecular Dynamics (MD) simulations and Neutron Scattering (NS) calculations. As a necessary step towards realistic sterol:biomembrane simulations, molecular mechanics force field parameters for cholesterol, ergosterol and lanosterol, for the program package CHARMM are derived. Subsequently, MD simulations of hydrated sterol:DPPC lipid systems are performed at a biologically-relevant concentration (40\% mol.) at 309K and 323K. The simulations are compared with control simulations of the gel and liquid DPPC phases. All three sterols are found to order and condense the lipids relative to the liquid phase, but to markedly different degrees. Ergosterol is enhancing the packing of the lipids with each other and has a higher condensing effect on the membrane than the other two sterols. Moreover, ergosterol induces a higher proportion of trans lipid conformers, a thicker membrane and higher lipid order parameters, and is aligned more closely with the membrane normal. Ergosterol also positions itself closer to the bilayer:water interface. In contrast, lanosterol orders, straightens and packs the lipids less well, and is less closely aligned with the membrane normal. Furthermore, lanosterol lies closer to the relatively-disordered membrane center than do the other sterols. The behaviour of cholesterol in all the above respects is intermediate between that of lanosterol and ergosterol. The origins of the different membrane behavior upon addition of each sterol are discussed with respect to the sterol chemical differences. Ergosterol was also found to diffuse the slowest and cholesterol the fastest both in the xy-plane and the z-axis of the membrane among the three sterols studied. The findings here may explain why ergosterol is the most efficient of the three sterols at promoting the liquid-ordered phase and lipid domain formation, and may also furnish part of the explanation as to why cholesterol is evolutionarily preferred over lanosterol in higher-vertebrate plasma membranes.
We identify anthropometric parameter for models of human beings and the corresponding macroscopic movement. The models are based on rigid--body formalisms and formulated as mechanical DAEs. We use the Generalized Gauß--Newton method based on multiple shooting discretization to estimate the parameters of this dynamic nonlinear parameter estimation problem using measurement data taken from motion capturing. We adapt modelling, integration and optimization independently and in combination. The modelling based on Natural Coordinates is modified to efficiently evaluate the right-hand side of the DAE in linear time w.r.t. the number of bodies. The formulation does not introduce additional redundant constraints and we developed constraint partitioning to treat inherent singularities of the physical model. Furthermore, we include additional biomechanical elements like passive muscles and wobbling masses. As Natural Coordinates lead to a set of redundant coordinates, we have to relax to treat inconsistent variables during the optimization process. To efficiently generate the sensitivity information needed for the optimization algorithm, we apply reduced methods to evaluate a minimal number of directional derivatives and exploit the structure of the model equations to calculate each of them. Finally, we present parameter estimation results for a complex, full three-dimensional biomechanical model of the human body with 82 kinematic degrees of freedom. This is implemented in the object-oriented modelling tool MBSNAT and the parameter estimation package Parfit++.
Down Syndrom (Trisomie 21) ist die Hauptursache für geistige Behinderung. Die “Down Syndrom kritische Region“ auf dem menschlichen Chromosom 21 ist ausschlaggebend für die Trisomie 21-assoziierte geistige Behinderung und für die Monosomie 21-assoziierte Mikrocephalie. Unter den bisher ungefähr zwei Dutzend identifizierten Genen in dieser Region, ist DYRK1A ein viel versprechendes Kandidatengen für die zahlreichen neurobiologischen Veränderungen. DYRK1A ist über viele Arten hinweg stark konserviert, ubiquitär exprimiert und kodiert für eine Serin/Threonin Kinase. Einige potentielle Substrate von DYRK1A konnten identifiziert werden und transgene DYRK1A Mäuse deuten darauf hin, dass dieses Gen an Lern- und Gedächtnisprozessen beteiligt ist. Bisher konnten aber die meisten grundlegenden molekularen Mechanismen und die physiologische Funktion von DYRK1A nicht geklärt werden. Um einen Einblick in die physiologische Rolle von DYRK1A zu erhalten, haben wir uns entschlossen die embryonale Letalität des konventionellen Knockouts zu umgehen, indem wir das konditionelle Cre/loxP Rekombinationssystem nutzten. Die neue Technik des „Recombineering“ ermöglichte eine schnelle und effiziente Herstellung von Mäusen mit einem loxP flankierten Dyrk1a Allel. Die heterozygoten Dyrk1a(flox/+) Mäuse und die homozygoten Dyrk1a(flox/flox) Mäuse sind lebensfähig und sie zeigen bisher keine großen anatomischen Unterschiede im Vergleich zu Wildtyptieren auf. Zudem konnten wir durch eine RNA Analyse zeigen, dass die eingefügten loxP Seiten keinen Einfluss auf die Transkription des gefloxten Dyrk1a Allels haben. Der spezifische Knockout im Bereich des Vorderhirns wurde durch Verpaarung mit CaMKIIa-Cre Mäusen hergestellt. Wir konnten erfolgreich einen heterozygoten Dyrk1a(del/+) Knockout im Vorderhirn erzeugen aber bisher konnten wir keinen lebensfähigen homozygoten Dyrk1a(del/del) Knockout im Vorderhirn herstellen. In einem parallelen Experiment wollten wir die Überexpression von Dyrk1a im Down Syndrom durch die Herstellung einer konditionalen Tet-induzierbaren Dyrk1a Maus nachahmen. Daher haben wir uns für einen neuen transgenen Ansatz entschieden. Anstatt transgene Tiere durch Zufallsintegration des tetO-Dyrk1a Transgens herzustellen, wurde der stille aber hochaktivierbare LC1 Lokus angesteuert, der von K. Schönig im Labor von H. Bujard identifiziert wurde. Für das Gene Targeting in ES Zellen konnte der erste generelle Targeting Vektor für den LC1-Lokus erfolgreich hergestellt werden. Anschließend haben wir Mäuse mit einem LC1-Lokus spezifischen, tet-kontrollierten Dyrk1a Allel generiert. Das Allel beinhaltete ein bidirektionales tetO-Dyrk1a/Egfp Transgen in diesem Lokus. Die konditionale Expression von Dyrk1a und dem Reportergen Egfp konnte durch Verpaarung mit CaMKIIa-tTA Mäusen gezeigt werden. In diesen doppeltransgenen Mäusen wird Dyrk1a und Egfp im Vorderhirn exprimiert, entsprechend dem Expressionsmuster des CaMKIIa Promotors, der die Expression von tTA steuert. Beide genetisch veränderten Mauslinien stellen ein großes Potential für die weiteren Untersuchungen der pleiotropen Effekte von Dyrk1a in der komplexen Pathophysiologie des Down Syndroms und der Monosomie 21-assoziierten intrauterinen Mikrocephalie dar.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Detektorprototyp für ener- giedispersive Messungen von -Spektren mit magnetischen Kalorimetern entwickelt und an einer 36Cl-Quelle getestet. Beim Zerfall des Isotops ent- stehen hochenergetische Elektronen mit einer Energie bis zu 709,6 keV, die im Experiment in einem 4pi-Gold-Absorber gestoppt wurden. Dieser Ener- gieeintrag kann in Form einer Temperaturänderung und der damit ver- bundenen Magnetisierungsänderung des paramagnetischen Temperatur- sensors durch ein sensitives DC-SQUID-Magnetometer nachgewiesen wer- den. Für den 36Cl-Detektorprototyp wurde zur Messung der Magnetisierung eine flache, mäanderförmige Spulengeometrie gewählt, deren Abmessun- gen für das spezielle Experiment optimiert wurden. Die dafür nötigen su- praleitenden Strukturen konnten im Reinraum des Institutes durch den ei- gens dafür entwickelten 4-Lagen-Prozess in Dünnschichttechnik hergestellt werden. In der Arbeit wird der Detektor beschrieben, sowie dessen Quan- tenausbeute, Rauschquellen und die erreichbare Energieauflösung disku- tiert. Das damit gewonnene 36 Cl-Spektrum mit einer Energieauflösung von EFWHM = 750 eV wird vorgestellt, und mit existierenden experimentellen und theoretischen Daten verglichen.
In dieser Arbeit wird die Streckung und Kompaktierung einzelner 30-nm-Chromatinfibern mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen untersucht. Die DNS wird als flexible Polymerkette mit einer Debye-Hückel-Elektrostatik approximiert und basiert auf dem „Zwei-Winkel-Modell“. Nukleosomen werden durch oblate Ellipsoide repräsentiert, die bei physiologischer Salzkonzentration über ein attraktives Gay-Berne-Potential wechselwirken. Die Strecksimulationen von 100 Nukleosomen langen Fibern zeigen, dass ein Anstieg des Torsionswinkels bzw. ein Abfall der Repeatlänge, des Öffnungswinkels oder vorhandene Linker-Histone zu steiferen Fibern führen. Persistenzlängen und Streckmodule stimmen mit experimentellen Daten überein. Schließlich demonstriere ich, dass die Chromatinfiber wesentlich widerstandsfähiger gegenüber der Dehnung als gegenüber der Biegung ist. Die Entfaltung der Chromatinfiber bei niedrigen Salzkonzentrationen wird durch ein neues Potential, welches die salzabhängige Extension der Histon-Tails berücksichtigt, reproduziert und somit der „Tail-Bridging“-Effekt bestätigt. Hohe Salzkonzentrationen führen zu flexibleren Fibern; Linker-Histone bewirken eine höhere Kompaktierung. Ein Phasenübergang zu einem 10-nm-Filament wurde nicht beobachtet. Schließlich demonstrieren meine Simulationen, übereinstimmend mit experimentellen Daten, dass Repeatlängen mit einer Periode von ca. 10 bp quantisiert sind. Neben 1- und 2-Startstrukturen, finde ich Hinweise auf 3-Startstrukturen, die zwar im geometrischen Modell, allerdings noch nicht experimentell beobachtet wurden. Abschließend zeige ich, dass größere Abstände der Anknüpfungspunkte der Linker-DNS zu offeneren, flexibleren Strukturen führen.
We apply functional Renormalization Group methods to Quantum Chromodynamics (QCD). First we calculate the mass shift for the pion in a finite volume in the framework of the quark-meson model. In particular, we investigate the importance of quark effects. As in lattice gauge theory, we find that the choice of quark boundary conditions has a noticeable effect on the pion mass shift in small volumes. A comparison of our results to chiral perturbation theory and lattice QCD suggests that lattice QCD has not yet reached volume sizes for which chiral perturbation theory can be applied to extrapolate lattice results for low-energy observables. Phase transitions in QCD at finite temperature and density are currently very actively researched. We study the chiral phase transition at finite temperature with two approaches. First, we compute the phase transition temperature in infinite and in finite volume with the quark-meson model. Though qualitatively correct, our results suggest that the model does not describe the dynamics of QCD near the finite-temperature phase boundary accurately. Second, we study the approach to chiral symmetry breaking in terms of quarks and gluons. We compute the running QCD coupling for all temperatures and scales. We use this result to determine quantitatively the phase boundary in the plane of temperature and number of quark flavors and find good agreement with lattice results.
Die Arbeit ist eine Monographie, die das Gesamtwerk des US-amerikanischen Autors Bret Easton Ellis behandelt. Das Gewicht liegt auf der Untersuchung der postmodernen Gesellschaft, wie sie Ellis in seinen Romanen darstellt. Dabei verfolgt die Arbeit zwei ineinander verwobene Ziele: Sie will zum einen den Begriff der Postmoderne konturieren und zum anderen Ellis' Werk als Beispiel postmoderner Literatur analysieren. Die Arbeit ist in drei Hauptabschnitte unterteilt. Teil I erörtert die bedeutendsten postmodernen Vordenker und beginnt mit der Literatur. Diskutiert werden John Barth, der die Verbrauchtheit literarischer Methoden erkennt, Umberto Eco, der das Entstehen der Postmoderne aus der Avantgarde aufzeigt, Leslie Fiedler, der die Kluft zwischen Trivialliteratur und anspruchsvoller Literatur überbrücken möchte, sowie Ihab Hassans Merkmalkatalog der Postmoderne. Bei den Philosophen wird als Erstes Friedrich Nietzsche betrachtet, dessen Denken die Philosophie der Postmoderne begründet. Durch die Erkenntnis, dass Sprache die Grundlage der Begriffsbildung ist, wird das Hinterfragen der tradierten Termini der Metaphysik ermöglicht, wie es durch Jacques Derrida, Paul de Man und Gilles Deleuze geschieht. Mit Arnold Gehlens großen Schlüsselattitüden und Fredric Jamesons Tiefenmodellen werden zwei Theorien vorgestellt, die auf der Erkenntnis basieren, dass sich die postmoderne Welt nicht mehr anhand einer einzigen, alles erklärenden Idee erfassen lässt. Ebenfalls historisch perspektivierend stellt Jean Baudrillard die Austauschbarkeit von Werten und Eindrücken und die daraus entstehende Simulation ins Zentrum seiner Theorie der Postmoderne als Posthistoire. Max Webers Begriff der innerweltlichen Askese bildet den Ausgangspunkt für die Betrachtung der postmodernen Gesellschaft. Darauf aufbauend zeigt Daniel Bell wie Innovation und Technologie dazu führen, dass die Ethik des Kapitalismus in der postindustriellen Zeit durch einen Hedonismus ersetzt wird, der dem Produktionskapitalismus feindlich gegenübersteht. Schließlich wird noch auf Peter V. Zima eingegangen, dessen Theorie eines Wandels der Werte von Ambiguität über Ambivalenz zur Indifferenz im Roman hier von besonderer Bedeutung ist, weil diese Theorie es ermöglicht, die Brücke von der Fiktion der Literatur zur Realität der Gesellschaft zu schlagen. Durch die vorgestellten Ideen soll eine Sensibilisierung für die Problematiken der Postmoderne entwickelt werden, so dass bei der Analyse von Ellis' Texten zweiten Teil auf diese Ideen rekurriert werden kann, um dann anhand der betrachteten Romane die Vorstellung der Postmoderne wiederum weiter auszubauen. Im zweiten Teil der Arbeit werden die Romane Bret Easton Ellis' behandelt. Die Untersuchung erfolgt in chronologischer Reihenfolge, nimmt aber werkspezifische Gewichtungen vor, um jeweils einen besonderen Aspekt der Postmoderne zu verdeutlichen. Die Untersuchung von Less Than Zero stellt fest, wie bei Ellis das Verhältnis des Einzelnen zur Gesellschaft aussieht. Hier wird anhand des Verlusts der Tiefenstrukturen aufgezeigt, dass es in der Postmoderne, im Gegensatz zum Modernismus, kein existentialistisches Denken mehr geben kann. Der Abschnitt zu The Rules of Attraction analysiert zum einen, wie Ellis seine einzelnen Bücher miteinander vernetzt und zum anderen die Erzählsituation, da nur in diesem Roman mehrere Erzähler zu Wort kommen. Bei American Psycho stehen die beiden Aspekte Gewalt und Materialismus im Vordergrund. Die Analyse zeigt, dass der Protagonist nicht als realistische Darstellung eines Serienmörders zu verstehen ist, sondern als Symbol für den alles verschlingenden Hunger des Kapitalismus. Die Kurzgeschichtensammlung The Informers wird als Miniaturausgabe des Gesamtwerks betrachtet, anhand derer die zu den Romanen aufgestellten Thesen überprüft werden. Bei Glamorama steht die Frage der Realität und der Simulation im Vordergrund. Der Roman ist eine literarische Form der Hyperrealität, die Baudrillard als kennzeichnendes Merkmal der postmodernen Gesellschaft ansieht. Lunar Park stellt eine Abkehr von Ellis' bisherigem Schreiben dar. Als einziges Element, das den Roman mit seinen Vorgängern verbindet, verbleibt die Metafiktionalität. Daher wird bei Lunar Park betrachtet, wie Ellis Autobiographie mit Fiktion verknüpft und welche Schwachpunkte sich bei Ellis' Umgang mit Metafiktionalität auftun. Im dritten Teil wird zunächst Ellis' Position in der postmodernen Literatur verortet. Danach wird eine Gesamtanalyse der postmodernen Kondition vorgenommen, die über eine reine Resümeefunktion hinausgeht und die Arbeit in die Postmoderne hinein öffnet. Der Leser soll zum offenen Umgang mit dem Anderen angeregt werden.
Der Entwurf von analogen Schaltungen ist ein Bereich der Elektronikentwicklung, der dem Entwickler ein hohes Maß an Wissen und Kreativität beim Lösen von Problemen abverlangt. Bis heute gibt es nur rudimentäre analytische Lösungen um die Bauteile von Schaltungen zu dimensionieren. Motiviert durch diese Herausforderungen, konzentriert sich diese Arbeit auf die automatische Synthese analoger Schaltungen mit Hilfe von Evolutionären Algorithmen. Als analoges Substrat wird ein FPTA benutzt, das ein Feld von konfigurierbaren Transistoren zur Verfügung stellt. Der Einsatz von echter Hardware bietet zwei Vorteile: erstens können entstehende Schaltungen schneller getestet werden als mit einem Simulator und zweitens funktionieren die gefundenen Schaltungen garantiert auf einem echten Chip. Softwareseitig eignen sich Evolutionäre Algorithmen besonders gut für die Synthese analoger Schaltungen, da sie keinerlei Vorwissen über das Optimierungsproblem benötigen. In dieser Arbeit werden neue genetische Operatoren entwickelt, die das Verständnis von auf dem FPTA evolutionierten Schaltungen erleichtern und außerdem Lösungen finden sollen, die auch außerhalb des Substrates funktionieren. Dies ist mit der Hoffnung verbunden, möglicherweise neue und ungewöhnliche Schaltungsprinzipien zu entdecken. Weiterhin wird ein mehrzieliger Optimierungsalgorithmus implementiert und verfeinert, um die Vielzahl von Variablen berücksichtigen zu können, die für die gleichzeitige Optimierung von Topologie und Bauteiledimensionierung notwendig sind. Die vorgeschlagenen genetischen Operatoren, sowie die mehrzielige Optimierung werden für die Evolution von logischen Gattern, Komparatoren, Oszillatoren und Operationsverstärkern eingesetzt. Der Ressourcenverbrauch der durch Evolution gefundenen Schaltungen wird damit vermindert und es ist möglich in einigen Fällen einen übersichtlichen Schaltplan zu erstellen. Ein modulares System für die Evolution von Schaltungen auf konfigurierbaren Substraten wurde entwickelt. Es wird gezeigt, dass mit diesem System FPTA-Architekturen modelliert und direkt für Evolutionsexperimente verwendet werden können.
Computing with analog micro electronics can offer several advantages over standard digital technology, most notably: Low space and power consumption and massive parallelization. On the other hand, analog computation lacks the exactness of digital calculations due to inevitable device variations introduced during the chip production, but also due to electric noise in the analog signals. Artificial neural networks are well suited for parallel analog implementations, first, because of their inherent parallelity and second, because they can adapt to device imperfections by training. This thesis evaluates the feasibility of implementing a convolutional neural network for image classification on a massively parallel low-power hardware system. A particular, mixed analogdigital, hardware model is considered, featuring simple threshold neurons. Appropriate, gradient-free, training algorithms, combining self-organization and supervised learning are developed and tested with two benchmark problems (MNIST hand-written digits and traffic signs). Software simulations evaluate the methods under various defined computation faults. A model-free closed-loop technique is shown to compensate for rather serious computation errors without the need for explicit error quantification. Last but not least, the developed networks and the training techniques are verified on a real prototype chip.
Die Entscheidungspsychologie hat sich seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zunehmend den realistischen Entscheidungssituationen zugewendet. Die artifiziellen Entscheidungsaufgaben der experimentellen Forschung haben an Bedeutung verloren. Heute gehören zum Bereich der Entscheidungsforschung neben einfachen Entscheidungssituationen vor allem komplexe Entscheidungssituationen – auch solche mit Konflikten der Person. Dabei zeigt sich die Unterschiedlichkeit der unter dem Begriff der Entscheidungssituation versammelten Sachverhalte. Vor diesem Hintergrund entwickelt die Dissertation einen "pluralistisch" orientierten Theorieansatz, der über die derzeit im Wesentlichen einseitig orientierte Forschungsperspektive der Entscheidungspsychologie hinausgeht.
This work focuses on laser-induced incandescence (LII) at elevated pressure. LII is a laser-based technique for measuring particle sizes and volume fractions of nano-sized particles in aerosols. These particles, as emitted by traffic in the form of soot, cause a significant health risk, as nano-sized particles can penetrate deeply into the lungs and are considered important for causing asthma, fibrosis and the development of tumors [1,2]. Over the past 20 years, LII has been developed and applied mainly for soot diagnostics in flames. However, only little work has been performed before on LII in sooting flames at elevated pressure. Nonetheless, this is important for applications in technical high-pressure environments, namely Diesel engines. Construction of a sooting high-pressure burner. In order to investigate the ability of LII as a tool for soot diagnostics at elevated pressure, a sooting high-pressure burner was constructed in coopera-tion with the research group of Prof. Dr. Dr. h.c. H. Gg. Wagner and Dr. H. Jander of the Universität Göttingen. Several improvements compared to previous burners were made. The burner produced long-term stable, laminar ethylene/air flames up to 10 bar with pressure fluctuations less than ± 2%. In LII diagnostics, this burner is unique in its performance world wide. Modeling laser-induced incandescence. The LII signal results from the heat-up of particles by a nanosecond laser pulse and subsequent cooling due to near-blackbody radiation and different compet-ing heat-loss paths. This process was modeled by setting up an energy and mass balance for the differ-ent heat- and mass-loss mechanisms. Recent advancements on the different sub-models were com-bined in a numerical model. This model, called LIISim, enables the modeling of LII signals as well as the fitting of experimental LII decay curves with a Levenberg-Marquardt non-linear least-squares fit-ting algorithm. Additionally, a perl script was written which allows the access to the LII model using a web browser. For the first time, an LII model was made available to the scientific community by a web interface. This will simplify the comparison of different LII models and reveal deficiencies in the underlying sub-models. LIISim is available at http://www.liisim.com. Particle sizing with LII at variable pressure. The log-normal size distribution of soot particles was measured in the new high-pressure burner at pressures of 1 – 10 bar using LII. The flame temperature as well as the peak particle temperature are required as input parameters for the data evaluation with LIISim. These parameters were determined by two-color pyrometry of non-laser-heated soot (flame temperature) and by two-color LII (peak particle temperature). Low laser fluences of 70 – 115 mJ/cm2 at 1064 nm were used to avoid evaporation. C2 fluorescence within the 550 nm detection channel might interfere with the LII signal. However, spectrally-resolved detection showed no narrow-band interferences in the region of 656 – 400 nm for the low laser fluences used in this study at all investi-gated pressures. Additional to the LII measurements, soot samples were taken from the flame and the particle-size distribution was determined from transmission-electron microscopy (TEM) images of these samples. For the first time, soot particle-size distributions obtained with LII could be compared with a second, independent method at elevated pressures. Moreover, a first comparison of different heat-conduction models used for the evaluation of experimental LII signals could be performed. The results show excellent agreement between the mean diameter of the particle-size distribution obtained by TEM analysis and LII for all pressures, if the LII data are evaluated with the model of Fuchs taking into account the reduced heat conduction of aggregated particles. This work significantly advanced the understanding of LII at high pressures which further improves the applicability of this diagnostics technique to in-situ particle-size measurements in practical high-pressure combustors like Diesel engines.
Die in der Dissertation entworfene Untersuchung programmatischer Beiträge der parlamentarisch relevanten Parteien zur Bildungs- und Schulpolitik auf Bundes- und Länderebene bezieht sich auf den Zeitraum von 2001 ff.Dabei stehen parteipolitische Stedllungnahmen, Forderungen sowie Lösungsansätze zur Problematik im Umfeld der PISA-E-Ergebnisse (Ländervergleich) im Zentrum der Studie. Die Analyse erfolgt auf der Basis, auf der Bezugsgröße eines vom Verfasser entwickelten Kriterienmodells, welches primär auf wissenschaftstheoretisch verorteten schultheoretischen Beiträgen der deutschsprachigen Schul- und Bildungsforschung gründet.
Die große Bandbreite des E-Learning an der Universität Heidelberg umfasst alle Formen des Blended Learning von der Bereitstellung elektronischen Lehrmaterials über elektronische Kommunikation bis hin zu in Studiengänge integrierte, vollständig Internet-basierte Kurse, experimentelle Lehrformen eingeschlossen. In dieser Broschüre dokumentiert das neu eingerichtete E-Learning-Center der Universität die Fülle der aktuellen Ansätze und Projekte auf dem universitären Campus.
-Siehe Zusammenfassung-
Clinical evidence suggests the involvement of stress and glucocorticoids (GC) in the etiopathogenesis of Alzheimer’s disease (AD), a disease marked by severe memory impairments as well as alterations in mood and emotional state. The experiments described in this dissertation represent an attempt to establish the cellular mechanisms through which stress and GC may impact on the development of AD. These studies focused on the hippocampus and prefrontal cortex (PFC), brain areas that are severely affected in AD; both areas were found to respond to stress and GC hypersecretion with neuronal atrophy and death, effects that are mediated by glucocorticoid receptors (GR). Furthermore, stress and GC were shown to induce impairments in cognitive behaviors which depend on the structural integrity of the hippocampus and PFC. The neurodegeneration which accompanies AD is characterized by mis-processing of the amyloid precursor protein (APP) and abnormal hyperphosphorylation of the microtubule-associated protein tau; the latter leads to cytoskeletal disruption and synaptic loss. Experiments in laboratory animals and cell systems established that stress/GC can contribute to AD pathology by triggering the amyloidogenic pathway of APP processing by increasing the expression of APP-cleaving enzymes (BACE and nicastrin), giving rise to the APP C-terminal fragment 99 (C99) which, after further processing, yields amyloid beta (A). While A is the APP product to which AD pathology is usually ascribed, C99 also has deleterious effects on neuronal survival and cognition. The present studies showed that stress/GC-induced changes in APP processing were paralleled by impairments in hippocampus- and PFC-dependent behaviors and anxiety (in animals), as well as by increased abnormal hyperphosphorylation of tau, decreased tau degradation, and reduced stability of microtubules; additional evidence obtained suggests that synaptic loss may also be a consequence of stress/GC-induced alterations in APP processing and tau biochemistry. A more detailed analysis of the mechanisms through which GC (the main physiological response to stress) might influence tau revealed the involvement of a number of kinases (GSK3, cdk5 and MAPK), all of which have been implicated in AD pathology. Since normal laboratory species do not develop AD pathology unless they are engineered to express human forms of APP or tau, one part of this work examined whether GC could induce their harmful effects in a rat neuronal cell line that had been stably transfected with htau. The results of those experiments confirmed the hypothesis that htau is responsible for making neurons sensitive to the AD-like pathological effects of GC; specifically, as compared to wild-type cells, those expressing htau showed increased sensitivity to GC and A, while at the same time increasing APP mis-processing to C99 and A, as well as tau hyperphosphorylation. In summary, these experiments describe, for the first time, the processes through which stress/GC can lead to AD-like pathology. They raise the hypothesis that stress/GC primarily trigger APP mis-processing, which then leads to tau kinase activation and tau pathology; the tau kinases then feeds back to exacerbate the pathobiochemistry in a positive feedback loop. Lastly, the results reported herein suggest new preventative and therapeutic strategies, and also suggest that the AD-related proteins tau and APP may be general key players in mediating the effects of stress and GC in stress-related disorders.
Eine funktionsfähige städtische Verkehrsinfrastruktur ist das Rückgrad städtischer Siedlungen. Die Planung, Errichtung und Instandhaltung entsprechender Angebote bleibt auch in Zukunft eine wichtige Aufgabe der räumlichen Planung. Seit Mitte der 1980er Jahre befindet sich die öffentliche Verwaltung jedoch in einem tief greifenden Transformationsprozess, der zum einen auf ordnungspolitischen Zielen („Mehr Markt“ – „weniger Staat“), zum anderen auf der Krise der öffentlichen Finanzen beruht. Vor diesem Hintergrund sollen öffentlich-private Kooperationen dazu beitragen, Aufgaben der öffentlichen Hand gemeinsam mit privaten Partnern durchzuführen und privates Kapital einzubinden – so auch bei der städtischen Verkehrsinfrastruktur. Öffentlich-private Kooperationen können bei verschiedenen Aufgaben und in unterschiedlichen Formen eingegangen werden. Das Spektrum umfasst Leistungen bei Planung und Beratung, Betrieb und Instandhaltung sowie Finanzierung. Die Rolle der Privatwirtschaft reicht vom Auftragnehmer, der die öffentliche Verwaltung unterstützt, bis hin zum gleichberechtigten Partner, der maßgeblich die weitere Stadtentwicklung mitprägt. Damit einhergehend wandelt sich das Verhältnis von Privatwirtschaft und öffentlicher Verwaltung im Sinne einer „kooperativen Stadtentwicklung“. Um die Chancen und Risiken von öffentlich-privaten Kooperationen beurteilen zu können, werden in der vorliegenden Arbeit zunächst die Determinanten der kommunalen Stadt- und Verkehrsplanung sowie die verschiedenen Möglichkeiten der Kooperation erörtert. Darauf aufbauend werden die wichtigsten räumlichen, sozialen, rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen diskutiert, die beispielsweise Fragen der demokratischen Legitimation, des Rechts- und Sozialstaatsprinzips oder der Daseinsvorsorge betreffen. Da bei öffentlich-privaten Kooperationen ein intensiver Austausch zwischen den beteiligten Partnern erforderlich ist, werden außerdem Fragen der projektinternen Kommunikation thematisiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden zunächst die Ergebnisse einer Raumanalyse erläutert, die für die Untersuchungsregion Rhein-Main-Neckar durchgeführt wurde. Die Untersuchungsregion Rhein-Main-Neckar setzt sich aus den beiden Metropolregionen Rhein-Main und Rhein-Neckar zusammen und liegt im Kernraum der EU. Der überwiegende Teil der Untersuchungsregion befindet sich im näheren Einzugsgebiet der großstädtischen Zentren Frankfurt-Offenbach, Mainz-Wiesbaden und Mannheim-Ludwigshafen-Heidelberg. Neben der Lage wird bei der Raumanalyse auf die Siedlungs-, Verkehrs- und Wirtschaftsstruktur sowie die Höhe der öffentlichen Verschuldung eingegangen. Daraus lässt sich zum einen der kommunale Handlungsspielraum ableiten, zum anderen können so für die Ebene der Landkreise bzw. kreisfreien Städte mittel- bis langfristige Entwicklungsperspektiven aufgezeigt werden. Anschließend stehen die Ergebnisse einer Erhebung im Mittelpunkt, die in der Untersuchungsregion unter den Kommunen mit mehr als 10.000 Einwohnern durchgeführt wurde. Dabei werden zum einen die strukturellen Eckdaten der befragten Kommunen skizziert sowie die Erfahrungen und Potenziale bei Planungs- und Beratungsleistungen bzw. Finanzierungs- und Betriebsleistungen erörtert. Außerdem erfolgt eine Analyse zum räumlichen Bezug der Kooperation, d.h. der räumlichen Nähe zwischen den beteiligten Partnern. Darauf aufbauend werden die Auswirkungen von öffentlich-privaten Kooperationen erörtert, die erfahrungs- bzw. erwartungsgemäß aus Sicht von kommunalen Planungsbeteiligten auftreten. Das betrifft neben gesellschaftspolitischen Aspekten (z.B. Daseinsvorsorge), Fragen des Verkehrsangebots und der Verkehrsverlagerung sowie eine Bewertung der potenziellen städtebaulichen Auswirkungen (Verhältnis von öffentlichem und privatem Raum, Disparitäten innerhalb der Kommunen etc.). Zur Beurteilung der Optimierungspotenziale wird außerdem auf die Projektorganisation eingegangen (Risikoverteilung, Kontroll- und Steuerungsaufwand, Partizipation von Bürgern und Interessengruppen etc.). Bei der Analyse der Ergebnisse werden stets räumliche Indikatoren berücksichtigt. So erfolgt eine Beurteilung der Aussagen nach Stadtgröße (Groß- und Kleinstadt), Lage im Raum (Zentrum und Peripherie) und Lage innerhalb der Kommunen (Stadtzentrum und Stadtrand). Die ermittelten Ergebnisse fließen anschließend in eine praxisorientierte Handlungsempfehlung für Kommunen ein, die auf dem Grundgedanken der Stadtkonzeption aufbaut und Aussagen zu Planung, Finanzierung, Betrieb und Instandhaltung von städtischen Verkehrsinfrastrukturen trifft. Sie beinhaltet außerdem die Empfehlung, auf regionaler Ebene ein Kompetenzzentrum für öffentlich-private Kooperationen zu installieren. Die Ergebnisse der Raumanalyse und der empirischen Erhebung sowie die Inhalte der Handlungsempfehlung wurden im Rahmen von Besprechungen mit Planern aus den Bereichen Stadt-, Verkehrs- und Regionalplanung überprüft und verifiziert.
Cerebellar stellate cells are interconnected interneurons located in the outer molecular layer. They provide inhibition to Purkinje cells, thereby modulating the final output of the cerebellum. In this work, electrophysiological means were employed to study the stellate cell network at the single synapse level. Sustained excitatory input invading the molecular layer was found to depress the chemical transmission between stellate cells, due to a decrease in the release probability of the inhibitory neurotransmitter ?-Aminobutyric acid (GABA). Analysis of synaptic parameters combined with the application of pharmacological tools indicated the involvement of metabotropic GABAB receptors and ionotropic L-?-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA)-receptors localized in the axon of stellate cells. Ca2+ imaging experiments performed with Two-photon Microscopy confirmed the role of presynaptic receptors in affecting the axonal Ca2+ signals that trigger GABA release. These findings support the relevance of presynaptic receptors and provide another example of neurotransmitter spillover and cross talk between synapses, enriching the scenario of signal transmission at central synapses.
Abstract Apoptosis, also known as programmed cell death, is a very critical process for the maintenance of tissue homeostasis in multicellular organisms. In our immune system, which is comprised of different cell types with different but interconnected functions, apoptosis plays a crucial role in preserving homeostasis during development, throughout adult life and upon termination of immune responses. Any defects in apoptosis can potentially lead to autoimmunity or cancer. CD95 (Fas/APO-1) belongs to the family of the so-called death receptors, and upon binding with its ligand, the CD95L, can instruct CD95-bearing cells to undergo apoptosis. The CD95/CD95L system is crucial for homeostasis of the immune system, and deregulation of CD95-mediated apoptosis results in several diseases including autoimmune syndromes, leukaemias or AIDS. CD95-mediated apoptosis is used by the T-lymphocytes of the immune system at several stages during their development and after the termination of an immune response, so that the quality and quantity of activated T cells are controlled. In these cases, the T cells being activated through their TCR die via CD95-mediated apoptosis upon restimulation, a process collectively known as activation-induced cell death (AICD). One characteristic of cancer is its resistance to apoptosis. Leukaemias are no exception. One of the ways a cancerous T-lymphocyte evades death is by deregulating its CD95/CD95L system by e.g., downregulating the CD95L. NF-AT and Egr proteins (1-3) are amongst the different transcription factors that take part in the regulation of the CD95L. Upon TCR stimulation different signalling pathways lead to the activation of NF-AT and the transcriptional activation of Egr factors. These then bind on the CD95L promoter and activate it. Wilms’ tumor gene 1 (WT1) encodes a four-zinc-finger protein. Alternative splicing at the pre-mRNA level yields several transcript variants, of which the best characterized are the so called WT1-KTS and WT1+KTS isoforms. The WT1-KTS isoform, which lacks three amino acids between zinc-fingers three and four, is suggested to be a transcription factor that belongs to the Egr family and has target sequences similar to Egr1. WT1 is expressed during the early stages of haematopoiesis and has been implicated in leukaemogenesis. Its role in leukaemias is controversial as it is either found to be mutated or overexpressed, and overexpression is linked with more immature leukaemias. It is therefore uncertain whether WT1 is a tumor suppressor or tumor promoter. It was threfore of interest to analyze the expression of WT1 in T cell leukaemias and understand its role in CD95-mediated apoptosis.
The development of modern engine concepts like spray-guided spark-ignition direct injection (SG-SIDI) or homogeneous charge compression ignition (HCCI) requires fast, non-invasive in-situ diagnostics methods. Hence, laser-based optical diagnostics are essential for internal combustion (IC) engine research. Within this work, microoptical systems that enable the ap-plication of optical diagnostics methods on unmodified production-line engines or engines with micro-invasive optical access were designed, characterized and realized in a joint project collaborating with the Institut für Technische Optik (ITO) at the University of Stuttgart. These microoptical systems include a fiber-optic spark-plug sensor and an endoscopic UV imaging system. The used optical diagnostics are based on laser-induced fluorescence (LIF) of the fuel tracers toluene and 3-pentanone. The respective total fluorescence signal and its spectral dis-tribution yield information about temperature, pressure and mixture composition (i.e. fuel/air-equivalence ratios). The fiber-optic spark plug is designed to perform LIF measure-ments in a defined small probe volume (~2 mm³) close to the spark gap. Its ignition function is fully maintained. With the spark-plug sensor fuel LIF was measured in a commercial IC en-gine. The hybrid UV endoscope (combining refractive and diffractive optical elements) has an about ten times better light collection efficiency than a commercial UV endoscope with simul-taneous high spatial resolution over a broadband spectral range. Its performance is demon-strated in various experiments. Microoptics for the generation of lightsheets and excitation beam patterns are also presented. For a quantitative application of tracer-LIF diagnostics a comprehensive knowledge of the photophysical properties of the used tracers is essential. As a contribution to this photophysical characterization, within this work, tracer-LIF lifetimes were measured via TCSPC (time-correlated single-photon counting) with unprecedented time resolution. The measured bi-exponential decay for toluene LIF could validate the prevailing model. Before the microoptical systems were finished, two experiments in optical single-cylinder engines were conducted with commercial lenses and a simple commercial fiber-optic spark plug. In an air-guided system the fuel distribution and its temporal evolution close to the spark gap were measured with 3-pentanone-LIF and CN* spark-emission spectroscopy simultaneously. In a spray-guided SIDI engine the interaction between the fuel spray and the spark was measured and the spray induced stretching of the spark was observed.
Perfusion CT (Computed Tomography) is a dynamic imaging technique whose aim is to assess the blood supply to tissue. The limited field of view of current CT detectors restricts its use to perfusion studies of a small volume. The introduction of large area detectors in CT, however, will allow perfusion studies of entire organs, increasing the clinical relevance of perfusion CT. On the other hand, this will also increase patient exposure and requirements for the reconstruction hardware as a consequence of the huge amount of acquired data. This thesis deals with dynamic reconstruction algorithms for scanners with large area detectors within the framework of perfusion CT. Its main focus lies on the development of methods efficient in terms of both the X-ray exposure and the computational cost. The first part of the thesis is devoted to the problem of dynamic reconstruction of objects with time dependent attenuation. Theoretical analysis reveals that the reconstruction from projections in a limited angular interval over several rotations can be interpreted as a non-ideal sampling on a regular grid. Dynamic reconstruction can then be performed by estimating a continuous signal from the samples using an efficient interpolation scheme. A temporal interpolation approach based on polynomial spline interpolation is proposed. This approach increases the temporal resolution for a given sampling rate and thus enables the use of slow rotating scanners for dynamic imaging purposes. Assuming that the maximum frequency of the dynamic process is known, the sampling rate can be adapted according to this frequency in order to acquire only the necessary data to estimate the continuous signal accurately. This leads to a reduction of the acquired data and therefore of the computational complexity. The temporal interpolation approach does not consider noise. The noise level in the images is inversely proportional to the applied dose. According to the sampling interpretation, noise can be reduced by limiting the bandwidth of the estimated continuous signal to the bandwidth of the fastest perfusion signal in the volume of interest. This is denoted as optimal-SNR estimation. Optimal-SNR reconstruction can be carried out independently of the number of scans performed during acquisition as long as the sampling condition is fulfilled. Based on this principle, the temporal interpolation is extended to a temporal smoothing approach with polynomial splines. This approach allows adapting the temporal bandwidth of the reconstructed sequence, yielding an optimal SNR reconstruction for a given total applied dose. This can be used either to reduce dose while preserving image quality as in standard reconstruction, or alternatively to increase image quality while using the same dose as in the standard procedure. Finally, the results obtained in this thesis represent the first step towards the use of C-arm systems for perfusion imaging purposes.
Es gibt mittlerweile vielfältige Bezüge von Jugendhilfe und Schule in Deutschland. Neben „Schulsozialarbeit“, die erstmals in der sechziger Jahren mit der Schulreform an Gesamtschulen installiert wurde, gibt es heute viele weitere Kooperationsformen zwischen Jugendhilfe und Schule. Da die Bezüge zwischen Jugendhilfe und Schule in Deutschland nach wie vor in hohem Maße klärungs- und entwicklungsbedürftig sind, will die vorliegende Arbeit dazu beitragen, sie im historischen, aktuell-konzeptionellen, gesetzlichen, methodischen und internationalen Kontext zu analysieren. Dazu wird zunächst Grundsätzliches zu Jugendhilfe und Schule diskutiert (z. B. die Verortung der Jugendhilfe innerhalb der sozialen Arbeit,das föderative Schulsystem in der Bundesrepublik, gesellschaftliche Aufgaben von Jugendhilfe und Schule). Im historischen Teil wird diskutiert, wie die Kooperation am Ende des 19. Jahrhunderts begann, die allerdings schon in den zwanziger Jahren aufgegeben wurde und erst wieder mit der Bildungsreform in den sechziger Jahren bzw. gegen Ende des letzten Jahrhunderts einsetzte. Es werden verschiedene Ansätze der Zusammenarbeit von Jugendhilfe und Schule untersucht, die exemplarisch für das Arbeitsfeld sind. Neben der Auseinandersetzung mit gesetzlichen, methodischen und planerischen Ansätzen, erfolgt eine Analyse der Zusammenarbeit von Jugendhilfe und Schule auf der internationale Ebene. Schließlich wird ein neues Konzept vorgestellt, in dem "Schulsozialarbeit" nur ein Teil der Kooperation ist, die durch viele weitere Ansätzen ergänzt wird.
Die Katalyse ist das ideale Instrument zur Erreichung der Ziele der „Green Chemistry“, weil Selektivität und Aktivität einer Umsetzung beeinflusst werden können. Der ideale Katalysator ist dabei komplett wiederverwendbar. Die Anwendung von Flüssig/flüssig-Zweiphasen-Systemen ist dafür eine gute Alternative, wobei die Natur des Solvents eine wichtige Rolle spielt. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von ionischen Flüssigkeiten variieren mit der Kombinationen von Kation / Anion in einem weiten Bereich; sie werden daher als „designer solvents“ bezeichnet. Das Ziel dieser Arbeit war die Synthese von Phosphino-modifizierten ionischen Flüssigkeiten, die als Liganden durch Komplexierung an Übergangsmetalle in der Zweiphasenkatalyse erfolgreich eingesetzt werden können. Ihre Anwendung in der Zweiphasenkatalyse, in SILP-Systemen und in der Optimierung der SILP-Katalyse durch den Einsatz von polaren organischen Polymeren, die die Langzeitstabilität der SILP-Systeme erhöhen sollten, wurde auch untersucht. Eine einfache, modulare und flexible Synthese für die eingesetzten Phosphino-funktionalisierten ionischen Flüssigkeiten wurde entwickelt. Im ersten Schritt werden, ausgehend von N-Methylimidazol, durch eine SN-Reaktion mit einem Alkylierungsagens, 3-Methyl-Imidazoliumhalogenide hergestellt, die in 1-Position über einen Spacer noch mit einer Halogenfunktion ausgestattet sind. Durch eine weitere SN-Reaktion dieses Halogens mit einem Phosphid können so die Phosphino-funktionalisierten Imidazolium-Salze hergestellt werden, welche ionische Flüssigkeiten darstellen, die über Phosphindonorgruppen verfügen, die ihrerseits zur Stabilisierung von Übergangsmetallfragmenten dienen. Die hergestellten Phosphino-funktionalisierten Imidazolium-Liganden wurden mit geeigneten Rh-Präkatalysatoren zuerst in der flüssigen, einphasigen Hydroformylierung eingesetzt, anschließend in der Flüssig/flüssig-Zweiphasenkatalyse mit ionischen Flüssigkeiten als zweiter Flüssigphase. Es folgte die Supported-Ionic-Liquid-Phasen-Katalyse, in denen der Präkatalysator auf einem anorganischen Träger durch Adsorption in Ab- und Anwesenheit eines polaren, organischen Polymers immobilisiert wurde. Das Polymer sollte dabei die Wechselwirkung zwischen der adsorbierten IL und dem anorganischen Trägermaterial erhöhen und so zu einer Verbesserung der Stationarität des Katalysators führen. Die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze wurden hinsichtlich der Aktivität, Selektivität und des Recyclingverhaltens und somit hinsichtlich ihres Nutzens im Sinne der Nachhaltigkeit verglichen.
For a physical understanding of adhesion, surfaces of defined adhesion properties are required. In this work, biofunctional nanopatterns were employed, which allow molecules to be positioned in a quasi-hexagonal lattice. For such an arrangement of streptavidin molecules the surface energy was analysed microinterferometrically. Furthermore, nanopatterns were used to investigate integrin-mediated cell adhesion, which is a highly complex biological process and essential for numerous cell functions. With nanopatterns the distance between adjacent single integrin binding sites is precisely defined. Recent cell culture experiments have revealed that this distance strongly affects cell adhesion, especially the formation of adhesion clusters, known as focal contacts. To quantify the adhesion cluster formation for different integrin binding site spacings, cell adhesion was studied at different timescales using magnetic tweezers and atomic force microscopy (AFM). The experiments demonstrated that an integrin binding site spacing of 70 nm and more prevents the cooperative formation of early adhesion clusters in initial adhesion. In long-term adhesion studies, after several hours of cell adhesion, it turned out that focal contact formation cooperatively increases the local adhesion strength. The obtained results could be related to theoretical models and make an important contribution to the physical understanding of cell adhesion.
In dieser Arbeit wird die Lie Algebra des N=2-Strings, der sich auf einem Torus bewegt, konstruiert, einige Eigentschaften untersucht und insbesondere gezeigt, daß diese keine Verallgemeinerte Kac-Moody Algebra darstellt.
Peat bogs are excellent environmental archives of atmospheric deposition of many major and trace elements and of mineral dusts. Geochemical studies of major and trace elements, mineralogy of atmospheric dust and their radiogenic isotope compositions in the peat, provide important information about the mineralogical host phases of major and trace elements transported through the atmosphere, grain size fractionation during transport, and their possible source areas (PSAs). To date, no peat bog records of atmospheric dust depositions in southern South America have been reported. Therefore, the major and trace elements, and mineralogical and radiogenic isotopic compositions of inorganic fraction in a peat bog from southern South America were investigated. The main goal was to characterize the atmospheric dust deposition in southern South America, and to identify their PSA. For this purpose, a 542 cm long core from the Oreste bog in southern Chile, Isla Navarino (55º13’13’’S, 67º37’28’’W), was used. The peat formation at the Oreste bog began at ~ 11160 14C yr before present (BP) (13 ka cal. BP). Because of the limited amount of mineral material available from thinly sliced cores (~ 2 – 3 mg from a 2 cm slice), an analytical method was developed to extract, isolate, and chemically characterize atmospheric dusts from ombrotrophic peat. About 2 g of dried peat was combusted overnight at 550 °C that on ashing yielded ca. 20 mg. 1M HCl was allowed to react for 15 min to dissolve soluble minerals such as carbonates, sulphates, and oxides which were mainly formed during combustion. Acid insoluble ash (AIA) was then separated from the solution (acid soluble ash: ASA) by using polycarbonate filters of pore size 0.2 µm. The analytical procedure effectively extracted and isolated the AIA fraction which was composed of silicates and refractory oxides derived from crustal weathering, as well as volcanic ash and glass particles. The residue obtained was analyzed directly on the filters using the TITAN and EMMA XRF spectrometers for major (Al, Ca, Fe, K, Si, and Ti) and trace (Cr, Mn, Pb, Sr, and Zr) elements. Although the AIA amounts to no more than a thin layer (ca 2-3 mg) of atmospheric dust, excellent XRF spectra were obtained. Afterwards, Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to identify the predominant minerals in selected AIA samples. Similarly, radiogenic isotopes of Pb and Sr compositions in selected AIA and ASA were measured by Multicollector Thermal Ionization Mass Spectrometer (MC-TIMS). The concentration of titanium (Ti) was used as a surrogate of mineral input in the peat because of its association with accessory minerals which are generally resistant to chemical weathering. The mineral accumulation rate (MAR) was calculated by using Ti concentration in bulk peat, dry bulk density, and long term peat accumulation rate. The distribution of calcium (Ca), manganese (Mn) and strontium (Sr) in bulk peat, and 87Sr/86Sr compositions in the ASA indicate that the peat was truly ombrotrophic above ~ 300 cm. The distribution of Ca, Mn, Sr, and Ti in the bulk peat were used to show that the mineral dust accumulation for the last ca. 6000 yrs were predominantly atmospheric and effectively constant (0.43 ± 0.12 g m-2 yr-1) except at ca. 4200 cal yr BP. This was further supported by the Ti and zirconium (Zr) concentrations in the acid insoluble ash (AIA). At ca. 4200 cal yr BP where the dust abundance was elevated, Zr was enriched relative to Ti. The SEM micrographs showed that most of the minerals above ca. 400 cm of the peat profile were fine (10 – 20 µm or less) and rounded, except at ~ 300 cm where volcanic tephra grains (> 20 – 40 µm) were predominant. Combined together with the relatively stable amount of AIA, they reflect long-range transport of atmospheric mineral dust and the climate stability for the past ca. 6000 yrs. The Sr isotope compositions of AIA for the last six millennia (above ~ 420 cm) varied within a narrow range of 0.7087 < 87Sr/86Sr < 0.7090 (average: 0.70884 ± 0.00014; n = 9), except at ca. 50 – 60 cm, 160 cm, and 300 cm. At ~ 300 cm, where the tephra grains were predominant and at the other two exceptional points, the Sr isotope compositions deviated towards less radiogenic composition. Similar deviation was also observed in the fen peat before six millennia (at ~ 490 cm). The available age dates, Sr isotope compositions of AIA, elemental concentration of silica (Si) and potassium (K) (expressed in the oxide form and used as a K2O/SiO2 ratio), and the published volcanic eruption records in southern South America collectively indicated four episodes of tephra input from the Mt. Burney volcano (87Sr/86Sr = 0.7042) to the Oreste bog. For the rest of the profile, the Sr isotope compositions indicate that the atmospheric dusts were derived from the Patagonian belt (southern South America). In general, they collectively supported the previously held view that the atmospheric mineral dusts were well mixed and relatively stable for the last ca. 6000 yrs. In addition, the observed average value of Sr isotope compositions in the Oreste bog (87Sr/86Sr = 0.70884 ± 0.00014) were identical to the Eastern Antarctic ice core dust (ICD) deposited during the Last Glacial Maximum (LGM) and Glacial Stage 2 (87Sr/86Sr = 0.7088 ± 0.0002). Therefore, various Anrgentinian sediment (southern South America) deposits accounted for the dust deposition in the Eastern Antarctic ice at least since the Late Pleistocene.
The continuous crossover between a Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS)-type superfluid of fermion pairs and a Bose-Einstein condensate (BEC) of tightly bound bosonic molecules can be attributed to the spontaneous breaking of global $U(1)$ gauge symmetry which underlies both quantum condensation phenomena. Recently much attention has been paid to this problem, since Feshbach resonances allow for an experimental implementation of crossover physics in cold fermion gases. The strong interactions close to resonance call for an analysis beyond Mean Field Theory. We develop a systematic functional integral approach for the description of this phenomenon. Starting from a Yukawa-type atom-molecule model, a symmetry analysis allows to both construct the equation of state and to classify the thermodynamic phases in a unified way. The onset of superfluidity is signalled by the emergence of a massless Goldstone mode associated with the broken continuous U(1) symmetry. Beyond Mean Field, we include fluctuations of the molecule field self-consistently via the solution of suitable Schwinger-Dyson equations. The phase diagram is computed, and a variety of universal features are established. A new form of crossover from an exactly solvable narrow resonance limit to broad resonances or pointlike interactions is found. At low temperature our results agree well with quantum Monte Carlo simulations and recent experiments. Our approach is further developed in the frame of functional renormalization group equations. While the effective bosonic theory in the BEC regime shows the characteristics of a Bogoliubov theory for small temperatures, the phase transition is of second order.
Turbulence in Earth's atmosphere severely limits the image quality of ground-based telescopes. With the technique of Adaptive Optics, the induced distortions of the light can be measured and corrected in real-time, regaining nearly diffraction-limited performance. Unfortunately, when using a single guide star to measure the distortions, the correction is only useful within a small angular area centered on the guide star. The first part of this thesis presents a laboratory setup, which uses four guide stars to measure the turbulence-induced distortions and one deformable mirror to correct the most turbulent layer. With such a Layer-Oriented Ground-Layer Adaptive Optics (GLAO) system, the area of useful correction is significantly increased. The system is characterized in static and dynamic operation, and the influence of non-conjugated turbulent layers, the effect of brightness variations of the guide-stars and the impact of misalignments are studied. Furthermore, calibration strategies and the performance of the Kalman control algorithm are examined. The second part of this thesis focuses on SCIDAR measurements of the atmospheric turbulence above Mt. Graham. This dataset provides for the first time a statistical and thorough analysis of the vertical turbulence structure above the LBT site. Based on 16 nights of measurements, spread over one year, Mt. Graham appears to be an excellent site for an astronomical observatory. By extending an analytical model, describing the filtering of the turbulence-induced distortions by an AO system, we calculate performance expectations of the LINC-NIRVANA instrument. In particular, the optimal conjugation heights of the deformable mirrors are studied. Furthermore, we present a new method to measure the atmospheric turbulence near the ground with 40 times increased vertical resolution, compared to standard SCIDAR. First on-sky results demonstrate the power of this technique.
Aufgrund zunehmenden Wissens um die Regulation des Wachstums maligner Zellen können neue Therapieansätze gefunden werden. Dafür ist es notwendig, mehr über die komplexen Mechanismen der Tumorentstehung und der unbegrenzten Proliferation, der Immortalisierung, von Zellen zu wissen. Immortale Zellen besitzen im Unterschied zu normalen Zellen kein begrenztes Teilungsvermögen, welches abhängig von der Anzahl der Zellteilungen und der Länge der Telomere (Harley et al., 1990) ist. Genauso unterscheiden sich Zelllinien von primären embryonalen (normalen) Zellen. Diese teilen sich bereits nach wenigen Passagen nicht mehr und treten in die Seneszenz ein, die mit charakteristischen morphologischen, zellphysiologischen, molekularen und biochemischen Veränderungen verbunden ist (Kanungo, 1994). Murine und humane Fibroblasten unterscheiden sich in den Mechanismen der Seneszenz: Der Hauptmechanismus der Seneszenz. Die 20%ige Sauerstoff Atmosphäre der Zellkulturbedingungen übt in den primären, embryonalen murinen Fibroblasten (MEFs) einen oxidativen Stress auf die Zellproliferation aus. P19/ARF-p53 scheint der wichtigste Regulationsmechanismus für die Seneszenz in diesen Zellen zu sein. Mit der Inaktivierung von Tumorsuppressorgenen wie z.B. p53 oder pRb durch Punktmutationen oder Deletionen kann die zelluläre Seneszenz unterbrochen und die Zelle zur Immortalisierung gebracht werden. Als Transkriptionsfaktor und Tumorsuppressor weist das p53- Gen Mutationen in 50% aller menschlichen Tumoren auf. Bekannt ist der p53- Polymorphismus im Codon 72 im Exon 4 in der Polyprolindomäne, das entweder für die Aminosäure Arginin (CGC) oder Prolin (CCC) kodiert. Beide Varianten zeigen biochemische Unterschiede im Zellzyklus, der Apoptose und der Tumorgenese-Regulation Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der spontanen Immortalisierungsrate der MEFs und der Hupki Maus Fibroblasten, die einen Teil des humanen Arginin p53- Gens vom Exon 4 zum Exon 9, HUFs R/R genannt, tragen (die HUFs wurden von der Humanen P53 knock in Maus (Hupki Maus) (Luo et al., 2001a) etabliert). Die MEFs weisen eine deutlich höhere Empfindlichkeit gegenüber der 20%igen Sauerstoffatmosphäre der Zellkulturbedingungen als die HUFs R/R auf. Nur ca. 10% (11 von 121) der gesamten primären Zellpopulationen überlebte die Seneszenz und traten in den Immortalisierungsprozess ein. Mehr als 60% der etablierten Zelllinien (7 von 11) weisen entweder p53 missense- Mutationen (5 von 7) vom Typ G>C oder C>G Transversion, mit einer Überexpression an p19 Protein, oder den p19/ARF- DNA Verlust (2 von7) auf. Dagegen verhielten sich die HUFs R/R, die in 90% der primären Zellklone zu immortalisierten Linien auswuchsen (109/120), deutlich resistenter gegenüber den angewandten reaktiven Sauerstoffspezies (reactive oxygene species (ROS)) als die MEFs. Nur 20% der HUFs Zellklone (4 von 20) weisen eine Punkmutation oder eine Deletion in der p53-DNA-Bindungsdomäne auf. 80% der restlichen Zelllinien sind nicht dadurch betroffen Die durchflusszytometrische Analyse der Apoptose mittels Annexin/PI- Kit zeigt, dass die stressigen in vitro Zellkulturbedingungen mehr primäre MEFs in die Apoptose treiben als HUFs R/R. Nachdem die erste Hupki Maus mit dem p53 Arginin Protein ein recht gutes Model für in vivo und in vitro Untersuchungen des humanen p53 Gens darstellt, wurde eine zweite Hupki Maus mit der Prolin- Variante hergestellt, um die multiplen Fragestellungen nach dem p53 Polymorphismus zu beantworten. Die ersten im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten in vitro Studien zeigen in den Hupki Prolin (HUFs PP) Fibroblasten eine hohe Menge an p21 WAF in den klassischen in vitro Zellkulturbedingungen auf, die in den primären, embryonalen Hupki Arginin Fibroblasten. Erst nach Induktion mit gamma-Strahlen erreicht wurde. Dagegen weisen die HUF Zellen mit der p53 Arginin Variante eine Induktion der Perp (P53 apoptosis effactor related to PMP22) nach einer Gamma-Strahlen Exposition auf. Studien zeigten einen Zusammenhang zwischen dem heterozygoten Arg/Pro Genotyp und dem Lungenkarzinom (Fan et al., 2000). Auch das Prolin- Codon Pro/ Pro Genotyp weist eine Assoziierung mit Lungentumoren (Kawajiri et al., 1993) auf. Von 47, mit dem Prokarzinogenen Benzo(a)pyren B(a)P behandelten, primären, embryonalen heterozygoten Hupki Arginin/Prolin (HUFs RP) Zellpopulationen ließen sich 20 (42%) als Zelllinien etablieren: Davon weisen 25% der Zellklone eine p53 G>C, C>G oder C>T Punktmutation auf dem Prolin- Allel auf, gefolgt vom einem Verlust der Heterozygosität (LOH) des Arginin-Allels. Dieses Ergebnis scheint sich von der Immortalisierung der mit B(a)P behandelten Hupki hetereozygoten Arginin Fibroblasten (Liu et al., 2005) deutlich zu unterscheiden.
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In this work, the challenging task of modelling Hydrogenase is subjected to three different approaches. The first strategy used here is bioorganometallic. A wide range of sulfur containing ferrocene-peptide derivatives were synthesized and fully characterized. As a second approach, organic self-assembled oligoquinoline were designed and synthesized. These two kind of structures were further used a scaffold for Hydrogenase mimics. In the third approach, a theoretical computational study of the ferrocene-peptide derivatives is led. In order to investigate a wider range of ferrocene-peptide as a molecular scaffold, a molecular force field was successfully implemented and validated for CHARMM. After the deprotection of the thiol group in the bioorganometallic approach, the free SH groups were coordinated with iron-carbonyl, so as to mimic the Fe-only Hydrogenase active site. The complexes thus obtained were comprehensively characterized and their electronic and electrochemical properties were extensively studied.
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It is an old question to characterize those differential equations or differential modules, respectively, whose solution spaces consist of functions which are algebraic over the base field. The most famous conjecture in this context is due to A. Gorthendieck and relates the algebraicity property with the p-curvature which apprears as the first integrability obstruction in characteristic p. Here we prove a variant of Grothendieck's conjecture for differential modules with vanishing higher integrability obstructions modulo p - these are iterative differential modules - and give some applications.
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Das Motility Assay ist ein in vitro Modell zur Visualisierung der Bewegung von einzelnen Aktinmolekülen über eine myosinbedeckte Oberfläche mittels Epifluoreszenzmikroskopie. Als einfachstes Muskelmodell war es damit bisher jedoch nicht möglich, die eklatante Diskrepanz zwischen in vivo und in vitro Ergebnissen zu erklären. Ziel der vorliegenden Promotionsarbeit war es deshalb, ein verbessertes Modell zu entwickeln, das es ermöglicht, Bewegungsabläufe in Muskelzellen mit guter physiologischer Übereinstimmung darzustellen. Hierzu wurde das in vitro Motility Assay verwendet, das durch Einführung neuer präparativer Techniken, computergestützter Messmethoden und Kombination mit regulativen Proteinen erstmals in der Lage war, Verkürzungsgeschwindigkeiten von intakten isolierten Myocythen im Modell in sehr guter Näherung nachzustellen. Ein weiteres Ziel der Arbeit war die Herstellung der biochemischen Komponenten für den Aufbau einer Optische Falle zur Messung von Kraftereignissen im Pikonewtonbereich, die die Ergebnisse des Motility Assays dahingehend ergänzen sollen, dass nicht nur Aussagen zur Geschwindigkeit, sondern auch zur calciumabhängigen Kraftentwicklung erhalten werden können. Als Beispiel einer klinischen Fragestellung wurde der Einfluss eines mit Motorproteinen interagierenden Proteinfragments (sNC2-Fragment des MyBP-C) getestet. Es konnte gezeigt werden, dass (i) es mit dem neuen Modell möglich ist, Interaktionen zwischen Proteinen oder Substanzen mit den Motorproteinen zu quantifizieren und (ii) das Modell in der Lage ist, für bestimmte Anwendungen Muskelpräparate zu ersetzen.
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Das Endocannabinoidsystem steht in enger Verbindung mit Extinktionsprozessen bei klassisch konditionierten Reaktionen. Da verhaltenstherapeutische Expositionsübungen bei Angststörungen Ähnlichkeiten mit dem Extinktionsvorgang innerhalb der klassischen Konditionierung aufweisen, könnte eine Aktivierung des CB1-Cannabinoidrezeptors Implikationen für eine psychopharmakologische Unterstützung von Expositionstherapien haben. Das Anliegen dieser Arbeit war es daher eine potenzielle Förderung der Extinktion einer konditionierten Furchtreaktion durch 10 mg Delta-9-THC (Tetrahydrocannabinol) zu untersuchen. Die Konditionierung erfolgte mittels eines differentiellen Verzögerungsparadigmas unter Beobachtung der konditionierten Reaktion auf subjektiven und peripherphysiologischen Parametern. Eine implizite Konditionierung wurde durchgeführt, indem die Versuchspersonen während der auditiven Reizdarbietungen eine visuelle duale Aufgabe ausführten. Nur in einer der beiden Experimentalgruppen (THC vs. Plazebo) manifestierte sich während der Akqusitionsphase eine differentielle elektrodermale Reaktion, welche als Indikator einer gelernten Furchreaktion gilt. Die Versuchspersonen zeigten dagegen in den subjektiven Reizeinschätzungen (Valenz und Erregung) keine differentielle konditionierte Reaktion. Das Delta-9-THC wurde nach der Akquisition, d.h. 110 Minuten vor der Extinktion, im Rahmen eines doppelblinden Designs verabreicht. Eine extinktionsfördernde Wirkung konnte durch das Delta-9-THC nicht nachgewiesen werden. Dieses Ergebnis ist einzuschränken, insoweit die Voraussetzung für eine Prüfung, nämlich eine vergleichbare elektrodermale Konditionierungsstärke in beiden Untersuchungsgruppen, nicht gegeben war. Zur Kontrolle der Beeinflussung subjektiver Nebenwirkungen und der Beeinträchtigung verschiedener Gedächtnisleistungen sind die Versuchspersonen mit einem breiten Spektrum an Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsaufgaben vor und nach der Substanzeinnahme getestet worden. Bis fünf Stunden nach der Substanzeinnahme wurden die Probanden mehrfach zu psychoaktiven und körperlichen Nebenwirkungen befragt. Es konnten keine Beeinträchtigungen kognitiver Leistungen und keine subjektiven Nebenwirkungen, die aus anderen Studien bekannt waren, durch die gewählte Delta-9-THC-Dosis nachgewiesen werden. Eine Analyse der Konzentration von Delta-9-THC und 11-OH-Delta-9-THC im Blut der Versuchsteilnehmer bestätigte jedoch eine stattgefundene Metabolisierung. Die verabreichte Dosis von 10 mg beeinträchtigte weder Lernen noch Gedächtnis oder Wohlbefinden. Die Untersuchung einer extinktionsfördernden Wirkung von Delta-9-THC bei einer konditionierten Reaktion steht auch weiterhin aus, in der Hoffnung auf Erkenntnisse, die sich auf eine mögliche zukünftige Unterstützung von Konfrontationstherapien übertragen ließen.
The objectives of this paper are (1) demonstrate the superiority of the time series analysis over the traditional methods in dealing with dynamical phenomena; (2) discuss various possible research applications of time series procedures in psychology; and (3) solve some methodological problems occurring in applied settings. After a brief introduction into time- and frequency-domain analyses, a range of applications of time series procedures in psychology was discussed; theories and empirical studies from different fields of psychology employing time-series terminology and methods were presented. Three simulation studies designed to solve methodological problems typical for time series research in psychology, such as handling of instationary time series, identifying of appropriate dynamical models and reliable detection of long-range dependencies between successive observations in a series, represented the main field of the paper.
Aufbau und Untersuchung von elektronoisch aktiven Phenothiazinsystemen: Monodisperse Phenothiazinoligomere und Phenothiazin-Ferrocen-Hybridoligomere, Polymere und Copolymere und Donor-Akzeptorsysteme. Die Synthese der Zielverbindungen erfolgte über ein Baukastensystem aus unterschiedlich substituierten Phenothiazinderivaten mittels Suzuki-Kreuzkupplungsreaktion. Die Module wurden durch teils sequenzielle Reaktion (di)lithierter Vorstufen mit untzerschiedlichen Elektrophilen erzeugt.
Carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), and radiocarbon (14CO2) measurements have been made in Heidelberg from 2001 to 2004 in order to determine the regional fossil fuel CO2 component and to investigate the application of CO as a quantitative tracer for fossil fuel CO2 (CO2(foss)). The observations were compared with model estimates simulated with the regional transport model REMO at 0.5°x0.5° resolution in Europe for 2002. These estimates are based on two available emissions inventories for CO and CO2(foss) and simplified atmospheric chemistry of CO. Both emissions inventories appear to overestimate fossil fuel emissions in the Heidelberg catchment area, in particular in summer and autumn by up to a factor of 2. Nevertheless, during meteorological conditions with high local source influence the CO/CO2(foss) emission ratios compared well with the observed atmospheric CO/CO2(foss) ratios. For a larger catchment area of several 100 km the observed CO/CO2(foss) ratio compared within better than 25% with the ratios derived from model simulations that take the transport from the sites of emission to the measurement station into account. Non-fossil-fuel CO emissions, production by volatile organic compounds, and oxidation, as well as soil uptake, turned out to add significant uncertainty to the application of CO as a quantitative fossil fuel CO2 surrogate tracer, so that 14CO2 measurements seem to be indispensable for reliable estimates of fossil fuel CO2 over the European continent.
We know from observations that supermassive black holes (SMBH) of masses up to $10^{10} \msol$ existed in quasars when the universe was only about $10^9$ years old. The rapid formation of SMBHs can be understood as the outcome of the collision of two large gas-rich galaxies followed by disk accretion. This model relies on a large enough turbulent viscosity in the disk. We show in a linear stability analysis of thin self-gravitating viscous disks that the gravitational instability can drive a turbulence generating the $\beta$-viscosity. For simulating a self-gravitating accretion disk in polar coordinates the hydrodynamics code NIRVANA2.0 is adapted for our needs which includes cooling. The results are disk fragmentation, strong accretion at the inner radial boundary of the calculation domain and strong outflow at the outer boundary which both come about by interactions between clumps. The accretion time scale for a disk mass of $6\ex{8} \msol$ in a radial extent of $29 \pc$ to $126 \pc$ is about $1.2\ex{7} \yr$, corresponding to a viscosity parameter $\beta \approx 0.04$. We can confirm the $\beta$-viscosity interpretation by the turbulent velocity and length scale and by the scaling of the accretion time scale. All this supports the SMBH-formation model.
Beschreibung der Ergebnisse der Klimaschutzkonferenz von Nairobi(6.-17.November 2006)und Kommentierung:sie bereitete den Weg vor für noch rechtzeitige Entscheidung der Vertragsstaatenkonferenz des Kyoto-Protokolls für nach 2012 neue verbindliche Reduktionsziele,damit die Emission klimaschädlicher Treibhausgase bis 2050 um mindestens die Hälfte des gegenwärtigen Umfanges gesenkt werden kann,um eine Klimakatastrophe mit immensen finanziellen Folgelasten zu vermeiden. Nachweis,dass die nach Konferenzende breite öffentliche Kritik an den Ergebnissen unter dem Eindruck des kurz zuvor veröffentlichten „Stern Review on the economics of climate change“ zwar publikumswirksam verständlich erscheint, in der Sache aber ungerechtfertigt ist. Die Studie gelangt zu dem Ergebnis,dass die Kyoto-Vertragsstaaten-Konferenz ihrem vertragsgemäßen Mandat nach geltendem Kyoto-Protokoll,Artikel 9,entsprechend beschlossen hat,wozu sie verpflichtet und was ihr möglich war: als jährliche Überprüfungskonferenz einen Zeitplan mit Aufträgen an die Mitgliedstaaten zu beschliessen,damit bis 2008 die Entscheidung über die nach 2012 individuellen Reduktionsziele sorgfältig vorbereitet werden kann. Die Studie verweist auf die Komplexität des inzwischen durch die Umsetzung des Kyoto-Protokolls geschaffenen Regelwerks.Deshalb bezeichnet sie es als begrüßenswerte Aufgabe des G8-Gipfels und der deutschen EU-Ratspräsidentschaft, dass die Staats-und Regierungschefs den Kyoto-Vertragsstaaten(Industrieländer)politische Leitlinien der Glaubwürdigkeit geben müssen.Ziel sei es,so die Studie, dass die Kyoto-Vertragsstaaten 2007 und 2008 anhand von "Chefsachen"-Leitlinien ihre unterschiedlichen nationalen Lagen und Interesen im Klimaschutz offen verhandeln und in ein Konzept gemeinsamen Interesses einbringen. Die Studie befasst sich auch mit dem Verhältnis zwischen Industrieländern und Entwicklungsländern im Klimaschutz und mit der Rolle der in Nairobi beschlossenen Ausgestaltung des Anpassungsfonds und eines notwendig stärkeren und regional gleichgewichtigeren Einsatzes des Clean Development Mechanism vor allem in Afrika: um mit Hilfe technischer Innovationsprojekte der wirtschaftlichen Entwicklung auch den Klimaschutz zu einem integrierten Bestandteil einer umfassenden Sicherheits-und Stabilitätspartnerschaft zwischen dcr Europäischen Union und Afrika zu machen-Afrika,der Kontinent,der von den Klimafolgen am spürbarsten betroffen ist.
The aim of this paper is to adapt the Viability Theorem from differential inclusions (governing the evolution of vectors in a finite dimensional space) to so-called morphological inclusions (governing the evolution of nonempty compact subsets of the Euclidean space). In this morphological framework, the evolution of compact subsets of the Euclidean space is described by means of flows along differential inclusions with bounded and Lipschitz continuous right-hand side. This approach is a generalization of using flows along bounded Lipschitz vector fields introduced in the so-called velocity method alias speed method in shape analysis. Now for each compact subset, more than just one differential inclusion is admitted for prescribing the future evolution (up to first order) - correspondingly to the step from ordinary differential equations to differential inclusions for vectors in the Euclidean space. We specify sufficient conditions on the given data such that for every initial compact set, at least one of these compact-valued evolutions satisfies fixed state constraints in addition. The proofs follow an approximative track similar to the standard approach for differential inclusions in the Euclidean space, but they use tools about weak compactness and weak convergence of Banach-valued functions. Finally the viability condition is applied to constraints of nonempty intersection and inclusion, respectively, in regard to a fixed closed set M.
Die Homöostase der Epidermis basiert auf einem exakt kontrollierten Gleichgewicht zwischen Proliferation und Differenzierung der Keratinozyten und ist charakterisiert durch die spezifische Expression bestimmter Keratine, Zelladhäsionsmoleküle und Proteasen. Ziel der biomedizinischen Forschung ist die Identifizierung von Proteinen, die typisch für pathologische Veränderungen der Haut sind und als Biomarker in der Diagnostik oder Therapie eingesetzt werden können. In einem experimentellen Ansatz zur Identifizierung von Genen, deren Expression in der Rückenhaut der Maus durch den Tumorpromotor TPA und somit in entzündlicher und hyperplastischer Haut stark induziert wird, wurde eine neue Aspartylprotease (Taps = TPA-inducible aspartic proteinase-like gene in skin) entdeckt. In einer detaillierten Analyse von Mausgeweben konnte nachgewiesen werden, dass Taps ausschließlich in Epithelzellen exprimiert wird und dass die Expression mit der terminalen Differenzierung von mehrschichtigen Epithelien und Drüsenzellen korreliert. Die Regulation der Taps-Expression ist komplex und erfolgt auf der Ebene der TPA-induzierten Transkription über die AP-1-Untereinheiten c-Fos und JunB, der Proteinsynthese durch alternative Translationsstartstellen und posttranslational durch Autoproteolyse. Die Epidermis von Taps-überexprimierenden, transgenen Mäusen entwickelt nach chronischer TPA-Behandlung der Rückenhaut ein deutlich verdicktes Stratum granulosum. Dieser Hypergranulose-Phänotyp ist zellautonom für Keratinozyten und wird möglicherweise durch den Einfluss von Taps auf Zelladhäsionsproteine, wie z.B. E-cadherin, vermittelt. Die Analyse von murinen und humanen Hauttumoren sowie nicht-neoplastischen, hyperkeratotischen Hautläsionen macht deutlich, dass die Expression von Taps mit aberranter Differenzierung jedoch nicht mit neoplastischer Transformation assoziiert ist. Vielmehr zeichnen sich maligne Hauttumore durch die Abwesenheit von Taps-exprimierenden Zellen aus. Somit stellt Taps einen neuen potentiellen Biomarker für die klinische Differentialdiagnose pathologischer Veränderungen der Haut dar.
Innovative Methoden der Fluoreszenzmikroskopie liefern die Instrumente für die Analyse der Struktur und Dynamik des menschlichen Genoms auf supramolekularer Ebene. Während dieser Dissertation wurden verschiedene, sich ergänzende Verfahren zur hochpräzisen Größen- und Distanzmessung weiter entwickelt und auf ihre Anwendbarkeit in der Erforschung der Genomnanostruktur untersucht. Die SMI-Mikroskopie macht durch eine räumlich modulierte Beleuchtung Information über Strukturen zugänglich, die wesentlich kleiner als die optische Auflösung sind. Es wird gezeigt, dass ein SMI-Mikroskop auch mit nur einem Objektiv und einem Spiegel realisiert werden kann. Mit diesem Aufbau können an fluoreszierenden Objekten hochpräzise Größenmessungen bis zu einer kleinsten Ausdehnung von 40nm und Distanzmessungen mit einer Präzision von 4nm durchgeführt werden. Als biologische Anwendung wurden erste Schritte zur Analyse der hypoxieinduzierten Regulation des Erythropoetin-Gens unternommen. Zudem wurden die Kalibrationsalorithmen der spektralen Präzisionsdistanzmikroskopie durch die Berücksichtigung lateraler chromatischer Verschiebungen verbessert. Des Weiteren wurde ein Zweiphotonenmikroskop mit schneller Strahlrasterung entwickelt und aufgebaut. Dabei wird ein Weitfeld-Detektor eingesetzt, sodass große Gesichtsfelder bei gleichzeitiger hoher optischer Auflösung aufgenomen werden können. Dieser Aufbau erschließt zusätzlich die spektrale Signatur der Fluoreszenzlebensdauer.
Schwefelhaltige Spurengase fördern die Bildung und das Wachstum atmosphärischer Aerosolteilchen und haben damit indirekt Auswirkungen auf das Klima der Erde. Eine zentrale Komponente des atmosphärischen Schwefelkreislaufs ist Schwefeldioxid. Es gelangt direkt aus natürlichen und anthropogenen Quellen in die Atmosphäre, entsteht aber auch als Oxidationsprodukt anderer schwefelhaltiger Gase. Flugzeuggetragene Messungen von Schwefeldioxid in der Troposphäre über Südbrasilien in Höhen von 0.7 bis 13km ergaben in der freien Troposphäre in einzelnen Schichten Schwefeldioxidwerte ähnlich den Messergebnissen am Boden. Modellrechnungen deuten auf Ferntransport von Schwefeldioxid aus Kupferhütten oder Vulkanen in den Anden hin. Konvektion pielt eine wichtige Rolle beim Vertikaltransport in die obere Troposphäre. In der Atmosphäre wird Schwefeldioxid innerhalb einiger Tage zu Schwefelsäure umgewandelt. Beim Einsatz von Oxidationskatalysatoren zur Nachverbrennung von Ruß in Dieselmotoren geschieht dies auch im Abgas von Dieselfahrzeugen, so dass diese Schwefelsäure emittieren. Als Aerosolbildner führt sie dann in der Abgasfahne zu einer Erhöhung der Konzentration von Kleinstpartikeln, die nur einige Nanometer groß sind. Diese Partikel können tief in die menschliche Lunge eindringen und gesundheitliche Schäden verursachen. Messungen an einem Diesel-PKW und an einem LKW-Motor auf einem Motorprüfstand bestätigten, dass der Einsatz von Rußfiltern in Kombination mit Oxidationskatalysatoren zu einer Erhöhung der Schwefelsäurekonzentration im Abgas führt.
Ziel der Arbeit ist, jugendliches Essverhalten für die Lebensbereiche Familie und Peergroup zu differenzieren. Dazu werden Bedeutungen des Essens aus der Perspektive der Jugendlichen im häuslichen und außerhäuslichen Bereich untersucht. Aus den Ergebnissen des Beitrags zur Zielgruppenanalyse werden Folgerungen für die schulischen Ernährungsbildung abgeleitet. Forschungsfragen: Lässt sich jugendliches Essverhalten von dem anderer Altersgruppen abgrenzen? Welchen Einfluss hat die Lebensphase Jugend auf die alltägliche Esskultur von Jugendlichen? Wie kann jugendliches Essverhalten hinsichtlich der Bedeutungen der Lebensbereiche Familie und Peergroup, der Familienmahlzeiten und des Körpers näher charakterisiert werden? Theoretische Verortung: Ausgehend von der Ernährungs- und Haushaltswissenschaft und ihrer Didaktik werden Erkenntnisse aus anderen Disziplinen, v. a. aus Bereichen der Ernährungs- und Jugendsoziologie, Entwicklungsbiologie und -psychologie herangezogen, um der Komplexität des Forschungsgegenstandes gerecht zu werden. Gesellschaftliche Rahmenbedingungen prägen menschliches Handeln. Ohne diese außer Acht zu lassen, rücken der handelnde Mensch und die subjektive Bedeutungen in den Mittelpunkt der vorliegenden Forschungsarbeit, um der Interdependenz beider Perspektiven gerecht zu werden. Entsprechend wird der Forschungsgegenstand aus der Perspektive der Jugendlichen beleuchtet und mit kritischem Bezug auf Theorien zu gesellschaftlichen und soziokulturellen Rahmenbedingungen diskutiert. Vorgehen: Aus der Auswertung von Literatur und Studien, ergänzt durch eigene Beobachtungen und Interviews werden Hypothesen generiert, die einer ersten empirischen Prüfung in der „Jugendesskulturstudie 2001“ in Berlin unterzogen werden. Ergebnisse: Jugendliche konnten aufgrund des historischen Wandels eine altersgruppenspezifische Esskultur entwickeln. Jugendliches Essverhalten unterscheidet sich von dem anderer Altersgruppen aufgrund entwicklungsphasentypischer Brechungen und der jugendspezifischen Situation in Abhängigkeit des elterlichen Haushaltes. Zugleich sind sie auch Träger des Wandels der allgemeinen Esskultur und fungieren überdies vielfach als Trendsetter für die Veränderungen in der Esskultur.
The present thesis is about artificial nanostructures in which the electronic motion is restricted in all spatial dimensions precisely in the regime where quantum effects dominate. These structures which are called quantum dots can be prepared in the laboratory and offer a high degree of access to their electronic and transport properties thereby naturally being established as a prominent candidate for future nanoelectronics. In the present thesis a theoretical investigation of the electronic structure and quantum transport properties of quantum dots has been performed. In addition to the research performed, the theoretical framework for investigating transport through open and almost isolated quantum dots are reviewed. Thereby it is natural to divide the present contribution in two parts. In the first part, which deals with transport in open quantum dot systems, we will contribute a parallel algorithm solving for the Green’s function which goes beyond the trivial parallelization with regard to the external parameters of the transport problem, such as Fermi energy or magnetic field strength. Combining techniques of parallel linear algebra and cyclic reduction algorithms, the algorithm proceeds with the parallel treatment of the decomposed scattering region, thereby giving significant flexibility regarding the handling of highly demanding numerical problems as those encountered in materials with complex electronic structure (thereby requiring n-band effective mass models and atomistic Hamiltonians in order to be described). Further on, we apply our formalism to linear artificial crystals which are formed by quantum dots of various geometries. We review their properties from the perspective of building novel electronic devices based on quantum features and how they could operate at large temperatures. In the second part of the thesis, we review the physics of almost isolated dots, whose transport properties are determined solely by their electronic structure. The effects of electronelectron interactions, anisotropy in the confinement and magnetic field on the electronic structure of two-electron quantum dots are calculated via a configuration interaction approach, i.e., exact diagonalization of the two-body Hamiltonian matrix. Additionally, we introduce a stable numerical method for the evaluation of matrix elements containing integrals due to electron-electron (e-e) interactions. In this respect we have employed a combination of Gauss-Hermite and Gauss-Kronrod quadratures, that has allowed for the efficient and direct evaluation of the e-e matrix elements with large basis sets. Contrary to previous works, we were able to calculate several hundreds of excited states. Subsequently those were analysed statistically making it possible to trace the quantum chaotic patterns in the dot-spectrum, which determine the fluctuations of electron transport coefficients and other spectroscopic and thermodynamic properties. As a supplementary tool for our investigations, classical dynamics have been studied in the corresponding classical phase space. Regarding the application of a magnetic field we introduced new maps of the low-lying excitation pro- file of the spectrum that allow the interpretation of experiments in few-electron quantum dots in a simple and straightforward manner. The experimental parameters are the strength of a homogeneous magnetic field applied vertically to the plane of the dot and the anisotropic shape of the dot. Many-body features due to strong e-e correlations can be easily identified by measurements.
Atom chips are robust and extremely powerful toolboxes for quantum optical experiments, since they make it possible to create exceedingly precise magnetic traps for neutral atoms with minimal field modulations. Accurate manipulation of trapped atoms is feasible with magnetic and electric fields created on the atom chip. Therefore atom chips with high quality surfaces and extremely well defined wires were build (roughness < 20nm). Furthermore new generations of atom chips were developed, like the multi-layer atom chip with contact-free wire crossings, the sub-micron structured atom chip and the semiconducting atom chip. Extensive characterisation measurements of atom chip wires demonstrated that the wires stand current densities of up to 10^7A/cm^2 for seconds and voltage differences of more than 500V over 10µm. From the different materials tested doped silicon with a thin silicon dioxide layer is the best qualified substrate for atom chip fabrication. The atom chips fabricated during this thesis have been used in many successful experiments, yielding numerous results. Moreover this thesis established the basics for many further experiments in atom physics and quantum optics and delivers complete instructions for the fabrication of all developed atom chips as well as an introduction to the experiments.
This thesis deals with a special subset of multi-dimensional set of points, called the Skyline. These points are the maxima or minima of the complete set and are of special interest for the field of decision support. Coming from basic algorithms for computing the Skyline we will develop ideas and algorithms for "on-the-fly" or online computation of the Skyline. We will also extend the concept of Skyline with new application domains leading us to user profiling with the help of Skyline.
Aurora-Kinasen sind eine konservierte Familie von Serin/Threonin-Kinasen, die an der Regulation der Mitose und Meiose in eukaryotischen Organismen beteiligt sind. Die Aurora-Subfamilie in Säugern besteht aus drei Kinasen, die Aurora-A, -B und -C bezeichnet werden. Im Gegensatz zu Aurora-A und -B sind die physiologischen Funktionen der Kinase Aurora-C unbekannt. Aurora-Kinasen vom Typ C konnten bisher nur in Säugerzellen nachgewiesen werden. Die Expression der Kinase scheint sich dabei auf die männlichen und weiblichen Keimdrüsen sowie bestimmte Krebszelllinien und Tumoren zu beschränken. Das Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der humanen Proteinkinase Aurora-C in Krebszellen. Die Untersuchung verschiedener Aurora-C-Derivate im Rahmen dieser Arbeit hat gezeigt, dass die Mutante Aurora-C-T191D im Vergleich zu anderen Aurora-C-Derivaten (WT, K72R T198D, T202D) eine erhöhte Kinaseaktivität in vitro aufweist und als hyperaktiv bezeichnet werden kann. Die proteinchemische Untersuchung der hyperaktiven Mutante Aurora-C-T191D hat außerdem ergeben, dass das überexprimierte Protein in HeLa-Zellen posttranslational modifiziert wird. Die physiologischen Auswirkungen dieser Modifikation sind allerdings unbekannt. Die weiteren Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit haben gezeigt, dass der Kinase Aurora-C eine Funktion bei der Regulation der Zellmorphologie in Epithelzellen zukommt. Die Behandlung von HeLa-Zellen mit shRNAs gegen Aurora-C und die Überexpression der hyperaktiven Mutante Aurora-C-T191D in HeLa-Zellen bewirken den Verlust des cytoplasmatischen Raums und der Zellpolarität in den betroffenen Zellen. Ein weiterer Schwerpunkt im Rahmen dieser Arbeit bildete die Identifizierung von Interaktionspartnern der Kinase Aurora-C durch einen Two-Hybrid-Screen in der Hefe Saccharomyces cerevisiae. Unter anderem wurden drei Proteine (Calpain-4, Epiplakin, Interleukin 15) identifiziert, die wie Aurora-C eine Veränderung der Zellmorphologie bewirken können. Im Rahmen dieser Arbeit wurde von den drei Proteinen allerdings nur Calpain-4 näher unter-sucht. Es konnte gezeigt werden, dass Calpain-4 in vitro kein Substrat der Kinase Aurora-C ist und dass die beiden Proteine nach Überexpression spezifisch im Zellkern, an der postmitotischen Brücke und am Zellrand kolokalisieren. Ein weiteres Protein, das im Two-Hybrid-Screen identifiziert wurde, ist das Telomerbindeprotein TRF2. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Kinase Aurora-C das Substrat TRF2 in vitro an der Position Threonin 358 spezifisch phosphorylieren kann.
Progressive loss of mesencephalic dopaminergic (mesDA) neurons is the main pathological feature of Prakinson’s Disease. The homeobox transcription factors, Engrailed-1 and Engrailed-2, are essential for survival and long-term maintenance of this neuronal population. In mutant embryos, null for both genes, the mesDA neurons are generated and start to express their neurotransmitter phenotype, but fail to differentiate and die during midgestation. The mice, heterozygous for Engrailed-1 and homozygous null for Engrailed-2, suffer a Parkinson’s Disease-like postnatal degeneration of their nigral DA neurons. Prior studies had shown that the Engrailed-deficient mesDA neurons die by apoptosis, evident from activation of caspase-3 and presence of pyknotic nuclei. The subject of this study was to elaborate more on the molecular pathway of death and to find out the mechanisms of survival by interfering with this process. In this work, I demonstrate that reduction in expression of Engrailed in mesDA neurons results in a higher sensitivity to mitochondrial apoptotic insult. The increased vulnerability to treatment with MPTP or specific inhibitors of Bcl-2 and Bcl-XL causes release of cytochrome C from the mitochondrial inter-membrane space into the cytosol and subsequent activation of caspases. I also show that the Engrailed deficiency results in increased expression of P75 neurotrophin receptor, which is causal to death of the neurons. The death of Engrailed double mutant mesDA neurons, as a direct result of high expression of P75, can be inhibited by application of TrkB/C-specific neurotrophins, BDNF, NT4 or NT3, by siRNA knockdown (of P75) or by addition of an inhibiting antibody for P75. The rescue effect of these survival factors is diminished by concurrent treatment of the primary cell cultures with an inhibitor of the extracellular signal regulated kinase1/2 (Erk1/2) pathway. Additionally, there is an inverse correlation between expression of P75 and phosphorylation of Erk1/2, suggesting that Erk1/2 deactivation is critical to the death signaling of P75. This study shows a connection between the etiology of PD, exemplified by mitochondrial instability, and the dose dependent survival effect of the Engrailed genes. In addition to causing mitochondrial vulnerability, the absence of engrailed genes activates a death pathway, instigated by the high expression of P75 and inhibition of activation of Erk1/2 pathway.
Michael Rudolph’s article Nativism, Ethnic Revival, and the Reappearance of Indigenous Religions in the ROC: The Use of the Internet in the Construction of Taiwanese Identities deals with rituals presented on Taiwanese Websites in the context of identity construction. Since the mid-nineties, long abandoned and very un-Chinese ritual practices suddenly seemed to become popular again in China’s runaway-province Taiwan: in spite of the fact that most of the island’s 2% of indigenous population had been Christianized for half a century, intellectual elites of different aboriginal groups now referred to ancestor-gods, tattooing and even headhunting again as essential parts of their own traditional repertoire, often making abundant use of the Internet in order to propagate these convictions to a broader Chinese speaking public. This contribution not only scrutinises the political context that made such a development possible, but also assesses this practice in terms of the identity construction of the specific ethnic groups.
Kerstin Radde-Antweiler stresses the aspect of ritual construction by the individual believers in her paper Rituals Online. Transferring and Designing Rituals. In addition to the potential of the Internet to offer interaction and new processes of communication in the context of rituals – the so called "Online-Rituals" –, this medium also offers much information about rituals and instructions how to perform a ritual, in and outside the Internet. This varies from the publication of – at first glance - fixed ritual prescripts to texts on how to design a ritual by him- or herself. These fixed texts are often identified as old traditional scripts, whereas critical analyses show explicit or implicit transfers and receptions of various religious traditions. In the paper, different ritual prescripts presented on Wicca- and Solitaire Homepages, which are often seen as continuation of pre-Christian, matriarchal, Celtic and Germanic cults and mythologies, are analysed and their transfer processes are exemplified. Instances that show the processes of ritual transfer are the choice of the owner-names, the mixture of deities of different religions, the integration of different feasts and festivals etc. The assertion of perpetual continuity from the insider perspective seems contradict those texts which encourage the believers to develop their own individual ritual. Therefore, the elements of newness and invention as well as the phenomenon of Ritual Design in their processes of gaining legitimacy and authority has to be examined.
In Techno-Ritualization – The Gohozon Controversy on the Internet, Mark MacWilliams describes the case of the “Gohonzon”, Nichiren’s sacred mandala consisting of the title of the Lotus Sutra that is used for worship in the various Nichiren Buddhist sects. Whereas this mandala is generally considered as extremely sacred and it is demanded that it should be housed in the home altar and only displayed privately for devotional chanting, it can nowadays be found on the Internet as a “prayer Gohonzon” from the American Independent Movement, a Buddhist group unaffiliated with the official authority Sôka Gakkai International (SGI). The Internet site offers a virtual altar with a fully displayed Gohonzon, twinkling lighted candles before it, and the chant, “Namu Myoho Renge Kyo,” flashing syllable by syllable on the screen. MacWilliam underlines the power of the Internet to transform religious practice with the example of the virtual prayer and to challenge real life ecclesiastical organizations: the way the Internet is being used is transforming the way people “do” religion.
In her article Going on Pilgrimage Online. The Representation of Shia Rituals on the Internet, Sabine Kalinock gives an overview of the representation of Shia ritual in the Internet and discusses the relation between innovations and traditional discourses. Emphasis is laid on the possibilities that the Internet offers and which are especially important in the Muslim and Iranian context: the mixing of the sexes, exchange with believers in other parts of the world and the free expression of critical ideas. Kalinock thereby concentrates on case studies from Iranian religious websites set up by various Shiite communities, official institutions as well as private persons. These Websites are usually presented in at least three languages: Arab, Persian, and English, and deal with religious regulations and rituals, hagiographies and recent miracle stories that are recorded with modern technology and confirmed by physicians. Pictures, video films and audio records supplement the texts. Via email believers can seek the guidance of a leading clergyman of their choice (marja at-taqlid) while various books and online resources provide further advice. In chat rooms men and women discuss, affirm or question the meaning and validity of certain religious rules and rituals.
In her paper Authority in the Virtual Sanga. Sikhism, Ritual and Identity in the Twenty-First Century, Doris Jakobsh analyses the change of authority based on her research on Sikhs on the Internet. She stresses the Web as a ‘third place’ of communication among the Sikhs as well as the phenomenon of new authorities online. However, this does not imply the replacement of the traditional seats of authority, the Akal Takht, SGPC, or gurdwara managements, but one can recognize a significant shift away from these traditional sites of authority toward the ‘new authorities’, the intermediaries of cyberspace. Her analysis shows that this aspect of the Sikh experience brings with it the most profound challenges and, most importantly, a need to bridge the post-modern individual, i.e. ‘Sikh tradition’ intertwined and legitimated by the metanarrative, and the proliferation of new authorities who have become intermediaries of Sikhism online by virtue of their expertise within the digital domain.
Cheryl Anne Casey deals with Practicing Faith in Cyberspace: Conceptions and Functions of Religious Rituals on the Internet. She examines the emerging phenomenon of online religious rituals and their functions for participants in order to illuminate the relationship between changing technologies of communication and our changing conceptions of religion. Her case study considers an online Episcopalian church service within the framework of ritual theory. Keys to the analysis are the particular design chosen for the service (given the multifarious forms which rituals can take in cyberspace) and the relationship between choice of design and the tenets of the particular faith group. The objective of this study is to shed light on the relationship between conceptions of religion, religious experience, and changing media environments by examining online rituals and the meanings and functions these rituals hold for those who access them.
Die digitale Bildverarbeitung hat in den letzten Jahren einen erheblichen Entwicklungsprozess erlebt. Speicher- und CDU-Leistung der modernen Personalcomputer erlauben es, komplexe Verarbeitungsschritte sogar auf einem handelsüblichen Tischrechner durchzuführen. Die schnellsten Rechner sind aber ohne fundiertes theoretisches Gerüst und implementierbare Algorithmen für den wissenschaftlichen Einsatz wertlos. Erst durch die Entwicklung einer Theorie der Bildverarbeitung und der Implementierung der sich aus dieser Theorie ergebenden Algorithmen gelangt die Bildverarbeitung zu ihrem Nutzen in den naturforschenden Wissenschaften. In dieser Arbeit soll gezeigt werden, wie durch die konsequente Umsetzung der theoretischen Methoden der Bildverarbeitung naturwissenschaftliche Fragen angegangen und beantwortet werden können. Beispielhaft soll hier gezeigt werden, wie mit diesen Methoden ein bisher kaum zugängiges Feld der quantitativen Morphologie erschlossen werden kann. In der Hirnforschung gibt es noch immer viele Bereiche der mikroskopischen Anatomie, die aufgrund ihrer Komplexität schwer zu untersuchen sind. Die Untersuchung und Quantifizierung der Faserverläufe im Gehirn sind für ein grundlegendes Verständnis unabdingbare Voraussetzungen, bestimmt doch der Faserverlauf entscheidend die Eigenschaften des Netzwerkes. Bisher wurden solche Faserverläufe einzeln durch einen Experimentator ausgemessen. Dies ist ein sehr langsamer und zeitintensiver Prozess. Auf diesem Feld kann nun die Mathematik und die moderne Datenverarbeitung zeigen, wie elegant sich diese Fragen nun bearbeiten lassen. Die motivierende Fragestellung für diese Arbeit war, wie sich die axonale Konnektivität - die Netzwerktopologie - aufgrund von Deprivierungsexperimenten ändert. Dazu wurde vom Autor im Zuge dieser Arbeit eine Mikroskopie- und Aufnahmetechnik etabliert, welche die biologischen Präparate geeignet abbildet. Für die Auswertung der Daten wurde ein theoretisches Fundament gelegt. Dies führte zur Implementierung eines Softwarepaktes (\axoquant), das die entwickelten Konzepte in Algorithmen umsetzt. Schließlich wurde das Gesamtverfahren auf die biologische Fragestellung angewandt. Es konnte dabei gezeigt werden, wie sich die axonale Verschaltung - die Netzwerktopologie - durch Deprivierung ändert. Des Weiteren konnten der Ort und die Stärke der Änderung bestimmt werden.
Introduction to the Special Issue on Rituals on the Internet.
The 1980s and 1990s have been marked with a series of financial and banking crises all over the world. This turned the attention of economists to such questions as how a financial system should be structured in order to reduce the vulnerability of an economy to the risk of a crisis, or what policy should regulators follow in order to prevent the crises, and what regulatory measures would help in reduction of harmful effects of the crises? This dissertation studies relative advantages of a bank-based financial system against a market-based one. Instead of considering the role of financial intermediaries and financial markets in promoting economic growth, the work focuses on their ability to handle a crisis situation and to provide the optimal allocation of resources. The design of the bailout policy plays an important role in this issue, therefore the analysis begins with a microeconomic discussion of insolvency resolutions and then proceeds to a macroeconomic discussion of an optimal crisis management. The analysis here addresses such issues as constructive ambiguity and forbearance in the bailout policy of banking regulators. In particular, it is shown that ambiguity may be harmful for the economy, since asymmetric beliefs of the public may lead to suboptimal allocation of resources. On the contrary, forbearance may have a positive effect, since it makes intermediaries internalizing the costs of insolvency. In a dynamic context, banking system is more vulnerable to macroeconomic shocks, since it transfers and magnifies the impact of the shock into future periods through borrowing from future generations, which in financial markets is impossible. However, a properly regulated banking system exhibits the property of intertemporal shock smoothing, whereas financial markets concentrate the burden of the shock in one period. The dissertation concludes with a discussion of several banking crises, including the Russian crisis in 1998, the Japanese crisis of 1990-s, and the Swedish crisis of the beginning of 1990-s.
Catalytic surface reactions are of great importance both for chemical industry and as model systems for the study of pattern formation far from thermodynamic equilibrium. A reaction that has been investigated extensively in experiments is the oxidation of carbon monoxide on platinum.In the present work we first develop a mathematical model for CO oxidation on Pt which is valid over a wide pressure range. This requires the use of different model types. While at low pressures in the gas phase the system can be described by a deterministic model in the form of ordinary or partial differential equations, a stochastic particle model is needed at higher pressures due to rising fluctuations. A numerical bifurcation ananalysis for the deterministic model is performed, which yields good agreement with experimental findings. Subsequently, we investigate the consistency of deterministic differential equations models and stochastic particle models for reaction-diffusion systems in a more general setting. We rigorously derive partial differential equations as limit dynamics of certain linear and nonlinear mesoscopic' stochastic particle models in the limit of large particle numbers. The convergence proofs combine techniques from numerical analysis and the theory of Markov processes. Finally, we use the stochastic particle model for CO oxidation on Pt to simulate the spontaneous nucleation and subsequent dying out of pulses (raindrop patterns') that has been observed experimentally.
Die zentralasiatischen Staaten, die aus der Sowjetunion hervorgingen, liegen in der strategischen Region zwischen vier Atommächten – Russland, China, Pakistan und Indien – und an der Schnittstelle zwischen Russland und der islamischen Welt.Die Völker Eurasiens haben heute zum ersten Mal die Möglichkeit, ihr Schicksal und ihre Zukunft selbst In der internationalen Wahrnehmung lässt sich um das Kaspische Meer herum die „Geburt einer neuen Region“ beobachten. Nach dem Zerfall der Sowjetunion wurde ein historisches Schlagwort des 19. Jahrhunderts wieder belebt, das die Einflusskonkurrenz in Zentralasien benannte: „Great Game“.zu bestimmen.In dieser Arbeit werden die rivalisierenden Machtprojektionen der wichtigsten Akteure in Zentralasien seit 1991 beschrieben. Bereits in einer frühen Arbeitsphase des vorliegenden Forschungsprojekts konnte man erkennen, dass die Entwicklungen in der Region nicht ohne die Einbeziehung externer Erfahrungen bewertet werden können. Der realpolitisch wichtigste Faktor für das Interesse der äußeren Mächte in der Region sind die Energiereserven.Der Hauptzweck dieser Studie ist es also, die Interessen der Regional- und Großmächte hinsichtlich der neuen zentralasiatischen Republiken von Kasachstan, Usbekistan, Kirgisien, Turkmenistan und Tadschikistan zu analysieren.
An Borhydrid-Clustern wurden Dichtefunktional-Rechnungen durchgeführt um Regeln zu finden, die ihren Strukturen und relativen Stabilitäten zugrunde liegen. Dazu wurden Strukturinkremente für unvorteilhafte Strukturmerkmale ermittelt, und zwar in 11-Vertex nido- und 12-Vertex closo- Carboranen, -Heteroboranen und -Carbaheteroboranen sowie 12-Vertex closo- Cyclopentadienylmetallacarboranen. Sie reproduzieren die relativen Stabilitäten wie sie aus Dichtefunktional-Rechnungen resultieren sehr genau. Bemerkenswerterweise können die relativen Energien einer sehr großen Anzahl von isomeren Strukturen durch eine recht kleine Anzahl von Strukturinkremente mittels einfacher Summation ermittelt werden, da sich letztere höchst additiv verhalten. Strukturinkremente können als Energiedifferenz zweier Isomere erhalten werden, wenn diese sich in nur in dem einen relevanten Strukturmerkmal unterscheiden, oder durch eine statistische Fittprozedur basierend auf einer größeren Anzahl von verschiedenartigen Strukturen. Sie zeigen periodische Trends, wie zum Beispiel dass sie entlang einer Periode zunehmen und innerhalb einer Gruppe mit steigender Ordnungszahl abnehmen. Sie hängen in erster Linie von der Zahl der Gerüstelektronen ab, die eine bestimmte Heterogruppe zur Clusterbindung beiträgt, und in zweiter Linie von der Elektronegativität des Heteroatoms. Strukturinkremente können auch als Konnektivitätsinkremente ausgedrückt werden. Diese besitzen den Vorzug als einheitlicher Satz von Inkrementen gleichermaßen zur Bestimmung der relativen Stabilitäten von 11-Vertex nido- wie auch 12-Vertex closo-Clustern herangezogen werden zu können. Üblicherweise neigen elektronegativere (kleinere) Heteroatome dazu, in den thermodynamisch stabilsten closo-Diheterododecaboranisomeren nicht-benachbarte Clusterplätze einzunehmen, wohingegen weniger elektronegative (größere) Heteroatome benachbarte Vertices besetzen. Cyclopentadienyl-Übergangsmetallfragmente besitzen in Bezug auf die thermodynamisch stabilsten 12-Vertex closo-Cyclopentadienylmetallaheteroboran- Isomere einen spezifischen ortho-, meta- und para-dirigierenden Effekt auf ein Kohlenstoffatom. Des weiteren wurden Dichtefunktional-Rechnungen an Makropolyedern durchgeführt, und zwar an Strukturen in denen zwei reguläre Clusterfragmente an einer gemeinsamen Kante verschmolzen sind, sich also zwei Vertices teilen. Es wurde der Wendepunkt ermittelt, an dem die Präferenz bei den Boranen von Einfachcluster- zu Makropolyeder-Strukturen wechselt: Alle nido-Cluster sind thermodynamisch stabiler als entsprechende makropolyedrische Borane, solange die Zahl der Vertices kleiner als zwölf ist. Makropolyedrischen Boranen kommt erst bei größeren Molekülen (n ≥ 12) eine größere thermodynamische Stabilität zu. Bei den Anionen findet man eine deutliche Bevorzugung der Makropolyeder allerdings erst ab 17 Vertices. Die zusätzlichen Wasserstoffatome auf der offenen Fläche der Borane haben einen entscheidenden Einfluss auf die relativen Stabilitäten von Einfach- gegenüber makropolyederischen Clustern. Die arachno-9-Vertex und nido-10-Vertex Clusterfragmente sind bevorzugte Bausteine für Makropolyeder und sind meist in den thermodynamisch stabilsten makropolyedrischen Boranisomeren vertreten. Außerdem wurden die strukturellen Beziehungen zwischen den verschiedenen Klassen von Makropolyedern geklärt: Die thermodynamisch stabilsten Isomere von Makropolyedern leiten sich voneinander durch die Entfernung eines Vertexes von der offenen Fläche eines Clusterbausteins ab. Clusterinkremente wurden für verschieden große makropolyederische Borane mit zwei gemeinsamen Vertices ermittelt. Sie erlauben es, die relativen Stabilitäten von Makropolyedern leicht abzuschätzen.
Die Arbeit behandelt die Synthese Metallkomplex-funktionalisierter Oligonucleotide und Peptidnucleinsäuren (PNAs) und deren Anwendung als Sonden für den sequenzspezifischen DNA-Nachweis. Zum einen wurde dazu Metallkatalyse am DNA-Templat genutzt, zum anderen Signalverstärkung durch chemische oder enzymatische Katalyse. Eine Nucleinsäure kann als Templat funktionalisierte Oligonucleotide in räumliche Nähe zueinander bringen und deren intermolekulare Reaktion beschleunigen. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchte Redoxreaktion zwischen einer Metallkomplex- und einer Thiol-funktionalisierten Peptidnucleinsäure am DNA-Templat wurde fluorimetrisch verfolgt. Für die Nachweisreaktionen, die auf Signalverstärkung beruhen, wurden Konjugate von DNA-Oligonucleotiden mit Metallkomplexen synthetisiert, die bei Hybridisierung mit komplementärer DNA das Metallion (CuII, ZnII) freisetzen. Das CuII-Ion (bzw. ZnII-Ion) aktiviert als Cofaktor einen chemischen Präkatalysator (bzw. ein Apoenzym) und die anschließend durch den Katalysator (bzw. das Holoenzym) initiierten Reaktionen machen das DNA-Target durch Umsetzung fluoro- oder chromogener Substrate fluorimetrisch, photometrisch oder sogar für das Auge direkt sichtbar. Das DNA-Target konnte mithilfe dieser Signalwandlung (DNA - Metallion) mit hoher Empfindlichkeit und Sequenzspezifität nachgewiesen werden. Die verwendeten Metallkomplex-funktionalisierten Oligonucleotide wurden zum besseren Verständnis der Signalwandlung hinsichtlich ihrer thermodynamischen und kinetischen Stabilität charakterisiert. In einer Variante dieser Oligonucleotid-Konjugate wirkte das Metallion CuII als intramolekularer Fluoreszenzlöscher, sodass die Bindung einer komplementären Nucleinsäure in Form eines Fluoreszenzsignals verfolgt werden kann.
This paper examines how the Supreme Court in independent India has defined Hinduism and the consequences that flow from attempts to define Hinduism. The Court’s proclivity to define religion, especially Hinduism, can be seen as flowing partly from Articles 25 and 26 — often referred to as the freedom of religion clauses — of the Indian Constitution. Article 25 guarantees the right to “profess, practice and propagate religion”, but also permits the state to regulate “economic, financial, political or other secular activity associated with religious practice” as well as provide for “social welfare and reform” of Hindu religious institutions. Article 26 guarantees religious denominations, among other things, freedom to manage their religious affairs. Since the “wording of Articles 25 and 26 establishes the primacy of public interests over religious claims and provides a wide scope for governmentally sponsored reforms,” the Supreme Court has often had to adjudicate on which religious denomination or institution legally qualifies as Hindu.
Vorliegender Index erschließt die nicht-ersten Titelbestandteile der in Dilwyn Jones: An index of ancient Egyptian titles, epithets and phrases of the Old Kingdom. Oxford : Archaeopress, 2000, verzettelten Titel und Epitheta des Alten Reiches.
Ionotrope Glutamatrezeptoren spielen eine entscheidende Rolle bei physiologischen und pathophysiologischen Prozessen im Gehirn. Die Rezeptoren werden in drei Untergruppen eingeteilt aufgrund ihrer pharmakologischen Eigenschaften und ihrer Sequenzähnlichkeit. Diese sind die AMPA(alfa-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid)-, und Kainat- und NMDA(N-methyl-D-aspartate)-bevorzugenden Rezeptoren. AMPA-Rezeptoren vermitteln schnelle erregende Weiterleitung an den meisten Synapsen des ZNS. Sie werden aus Kombinationen von vier Untereinheiten (GluR-A bis –D oder GluR-1 bis –4) gebildet und werden in verschiedenen Zelltypen unterschiedlich exprimiert. Cerebelläre Körnerzellen exprimieren nur die Gene GluR-D und GluR-B, die resultierenden Proteine bilden heteromere AMPA-Kanäle an den Moosfaser-Körnerzell(mf-gr)-Synapsen, durch die die Körnerzellen erregende Ströme von entfernten Hirnregionen erhalten. Die Körnerzellen ihrerseits leiten die Erregung an Purkinje-Zellen und andere inhibitorische Interneurone im cerebellären Kortex weiter. Wir haben selektiv die AMPA-Rezeptoruntereinheit GluR-D aus adulten cerebellären Körnerzellen entfernt (GrdeltaGluRD) durch Kreuzen von loxGluR-D Mäusen, in denen das Exon 11 von zwei loxP-Stellen flankiert wird, mit einer Linie, die Cre-Rekombinase selektiv in adulten cerebellären Körnerzellen exprimiert. In situ Hybridisierung und Immunzytochemie zeigten, dass in den Nachkommen die mRNA und das Protein der GluR-D-Untereinheit selektiv aus Körnerzellen entfernt waren. Die mRNA der GluR-B-Untereinheit bleibt auf Wildtyp-Niveau, das Protein dagegen zeigt ein erhöhtes Niveau. Diese Steigerung der GluR-B Expression erlaubt wegen der Bildung von wenig funktionellen homomeren GluR-B-Kanälen keine effektive Funktion von AMPA-Kanälen an mf-gr Synapsen: AMPA-Rezeptor-Ströme sind nahezu bei Null, es gab allerdings keinen Effekt bei der evozierten NMDA-Antwort. Wir erwarten dass die mf-gr Synapsen in vivo stumm sind, da es vermutlich keine ausreichende Depolarisation gibt, um eine Öffnung von NMDA-Rezeptor-Kanälen zu ermöglichen. In dieser Beziehung kopiert diese Mauslinie den Phenotyp der “Stargazer“-Mutation. Mikroarray-Analyse und Real-Time-PCR zeigten, dass die Entfernung der AMPA-Rezeptorexpression aus cerebellären Körnerzellen die Expression von vielen Genen beeinflusst. Trotz der nahezu entfernten AMPA-Ströme an mf-gr Synapsen haben GrdeltaGluRD-Mäuse keine motorischen Defizite, was auf kompensatorische Mechanismen hindeutet.
In-vivo imaging of the eye's fundus is the basis for the diagnosis of retinal diseases in ophthalmology. However, the resolution of the images is limited - besides the inevitable diffractive limitation by the finite size of the pupil - by the imperfect optical elements of the eye, causing aberrations. In astronomy, first test measurements of atmospheric aberrations with the novel 4-sided pyramid sensor have confirmed the benefits of this sensor compared with conventional wavefront sensors. This work presents a pyramid wavefront sensor for the measurement of aberrations and their compensation on a confocal laser scanning ophthalmoscope. By contrast, a 3-sided pyramid prism is used and it is demonstrated experimentally, that this prism, which is easier to manufacture than the 4-sided prism, reveals to be an equivalent sensor. The control of the deformable mirror which can compensate the aberrations is implemented by an artificial neural network based on the acquired sensor data. With the trained neural network, aberrations of 150nm RMS could already be reduced to half the error. The neural network is composed of a convolutional S_C-net of 2x4 layers, which extracts feature information out of the signal images of the pyramid, and a 3-layer, feed-forward backpropagation net, that determines the required deflection of the mirror in order to compensate for a given aberration.
Meine Arbeit beschreibt den chinesischen Maler Lin Fengmian und seine Werke, seine geistige Entwicklung und seine Ziele in der Malerei. Er lebte von 1900 bis 1991, in einer entscheidenden Phase der chinesischen Geschichte. Lin Fengmian lebte in einer Zeit der permanenten Revolutionen und politischen und kulturellen Bewegungen in China. Kriege, politisch- wirtschaftliche und gesellschaftliche Krisen in der ganzen Welt boten ein schreckliches Bild im 20. Jahrhundert. Lin Fengmian gehört zur ersten Generation der Intellektuellen Chinas, die durch staatliche Organisation nach Europa reiste, in Europa Kunst studierte und danach die abendländische Kunst in China kreativ praktiziert und weiter berbreitet hat. Er ist zwar nur einer von vielen Malern und Künstlern Chinas, ist aber durch sein lebenslanges Streben nach "Harmonisierung der Kunst in Ost und West" und durch seine Praxis in der Malerei herausragend. Er wird deshalb als "Vorkämpfer" und "Wegbereiter" in der Entwicklung der modernen chinesischen Kunst geachtet. Er ist zugleich eine repräsentative Persönlichkeit, die in Geist und Tat eine Generation der chinesischen Intellektuellen vertreten kann. Auch sein Schicksal, insbesondere in der Kulturrevolution (1966-1976), ist mit vielen anderen Intellektuellen seiner Generation vergleichbar. Die Forschung über ihn und seine Kunst ist ein Versuch, seine Werke als typische Beispiele zu betrachten, die eine Einsicht in die geistige Entwicklung der chinesischen Intellektuellen des 20. Jahrhunderts bieten.
Papillomviren sind weit über das Wirbeltierreich verbreitet. Beim Menschen wurden bereits etwa 100 verschiedene Papillomvirus-Typen charakterisiert. Diese lassen sich aufgrund genetischer oder klinischer Merkmale in verschiedene Gruppen klassifizieren. Eine besondere Bedeutung kommt einigen onkogenen Papillomviren zu, die sich für die Entstehung des Zervixkarzinoms verantwortlich gezeigt haben. Die Erkrankung ist weltweit als zweithäufigste Krebsart bei Frauen von größter Bedeutung. Impfstoffe auf der Basis des Hauptkapsidproteins L1 befinden sich in Entwicklung beziehungsweise sind bereits zugelassen. Das Kapsid des Virus besteht aus 360 Kopien L1 in Pentameren sowie wahrscheinlich 12 Kopien des Nebenkapsidproteins L2. L2 zeigt unter Anderem regulatorische Funktionen bei der spezifischen Erkennung der Wirtszellen und ist essentiell für die Infektiösität der Virionen. Nach der Infektion rekrutiert L2 die virale DNA in den Zellkern und ist wichtig für die Verpackung der DNA und die Reifung infektiöser Viruspartikel. Es wurden in vorangehenden Arbeiten zelluläre Proteine identifiziert, die mit L2 verschiedener Papillomvirus-Typen interagieren. Zwei dieser Proteine waren PLINP und PMSP. PLINP ist ein mit L2 in Assoziation zu PODs (pml oncogenic domains) interagierendes Protein, welches ubiquitär in Zelllinien und Geweben transkribiert wird und dessen Expression bei diversen Tumoren verändert ist. Im Laufe dieser Arbeit wurden Studien veröffentlicht, die PLINP als negativen Regulator des Zellzyklus und des Zellwachstums charakterisieren. Das zytoplasmatische PMSP wird durch L2 in PODs rekrutiert und wurde bisher nicht weitergehend charakterisiert. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung von PLINP und PMSP in Bezug zu ihrer zellulären Funktion sowie zum Lebenszyklus des humanen Papillomvirus. Potentielle Interaktionspartner von PLINP und PMSP wurden mittels des Yeast Two- Hybrid-Verfahrens aus einer humanen Keratinozyten-cDNA-Bibliothek identifiziert und ihre subzelluläre Lokalisation analysiert. Dabei konnte ein Zusammenhang zwischen TIN-Ag-RP als Interaktionspartner von L2, PLINP und PMSP aufgeklärt werden, der möglicherweise auf einen funktionalen Komplex hindeuten könnte. Ein weiterer Interaktionskomplex, der identifiziert werden konnte, besteht zwischen PLINP, eIF3, COP9 Signalosom und dem Proteasom. Eine Analyse der subnukleären Lokalisation konnte zeigen, dass PLINP in der Zelle sehr wahrscheinlich nicht nur in PODs, sondern auch partiell mit Mitochondrien assoziiert vorliegt. Es gab keinen Hinweis auf eine SUMOylierung oder eine andere posttranslationale Modifikation des Proteins, obwohl diese vorzuliegen schien. Es war jedoch möglich, eine Interaktion zu dem POD-lokalisierten Protein Daxx aufzuzeigen und die entsprechenden Interaktionsbereiche in der Sequenz von PLINP und Daxx durch Deletionsanalysen einzugrenzen. L2 kann dabei den Effekt der veränderten Lokalisation von PLINP bei einem Daxx-knockout teilweise revidieren. Eine PLINP-RNA-Interferenz führt zu einer erhöhten Infizierbarkeit von Zellen mit HPV16 Pseudovirionen, hat aber keinen Einfluss auf die Expression oder Lokalisation der Kapsidproteine L1 und L2. Die antivirale Aktivität von PLINP scheint auch nicht durch eine Anlagerung des Proteins an virale Partikel verursacht zu werden.
Innate immunity is the first line of defense against invading microorganisms and provides clues to adaptive immunity for the development of memory for subsequent infections. Insects, similar to other invertebrates, do not have adaptive immunity and thus rely on their innate immune system to combat infections. We have analyzed the role of the peptidoglycan (PGN) receptor protein (PGRP) family and other components of innate immune signaling pathways in the immune defense of the mosquito Anopheles gambiae, the main vector of human malaria in sub-Saharan Africa. The PGRP gene family consists of seven genes with ten PGRP domains. We have shown that from all PGRP genes only PGRPLC has a role in the resistance to bacterial infections of both Gram types. In our experiments we have used the Gram-positive bacterium Staphylococcus aureus and the Gram-negative bacterium Escherichia coli. The PGRPLC gene encodes at least three isoforms that derive from infection-driven alternative splicing of a pool of immature transcripts. Each isoform contains a different PGRP domain, encoded by three exons that all contribute equally to the PGN binding pocket. Structural modeling of the PGRPLC isoforms revealed a potential for all isoforms to bind both types of PGN, the Lys-type, which is mostly found in Gram-positive bacteria and the DAP-type, mostly found in Gram-negative bacteria. The isoform PGRPLC3 seems to be the most important in the defense against both bacteria species, although PGRPLC1 also has a crucial role in the defense against S. aureus. Bacterial defense is mediated by the NF-κB transcription factor REL2, which is the ortholog of the Drosophila Relish. The REL2 gene also encodes two protein isoforms: REL2-S, which only has the NF-κB domain, and REL2-F, which carries an I-κB inhibitory domain and a death domain in addition. REL2-F functions together with the receptor adaptor protein IMD to deal with S. aureus infections, whereas REL2-S has a role in the defense against E. coli. The PGRPLC/IMD/REL2-F pathway (IMD) is also partly responsible for the losses of Plasmodium berghei, which can be observed during the first stages of malaria infection of A. gambiae. P. berghei is a rodent malaria parasite, which has been used as a model in our studies. Whether the pathway is able to recognize the malaria parasite through PGRPLC or another associated receptor is still unclear. Another possibility is that the pathway is activated by the proliferation of commensal bacteria in the mosquito gut following a blood meal. However, we have shown that more than one of the three main isoforms of PGRPLC are required for the reaction to P. berghei. Other PGRP genes, which have been proven to play a role during infection with P. berghei, are PGRPLA2, which also mediates parasite killing, and the almost identical and thus hardly indistinguishable PGRPS2 and S3, which appear to inhibit parasite killing. This is possibly achieved by negative regulation of the IMD pathway through sequestration of PGN, which derives from the commensal bacteria and constitutively activates the pathway. We have shown that REL1, the second NF-κB transcription factor of A. gambiae, which is orthologous to the Drosophila Dorsal (Dif does not exist in Anopheles), is not involved in the mosquito resistance to bacterial infections. This fact provides additional evidence that the REL2-associated pathways are of utmost importance in the A. gambiae defense to bacteria. In addition, REL1 has no role in the documented P. berghei killing. However, silencing of the REL1 inhibitor CACT (the ortholog of the Drosophila Cactus) during a parasite infection leads to a very strong refractoriness phenotype: most of the midgut-invading ookinetes are eliminated (presumably by lysis) and the remaining of the ookinetes are melanized. We thus assume that under wild-type infection conditions the parasite is either evading recognition by the REL1-associated receptors or actively modulating activation of REL1. In conclusion, the data reported in this PhD thesis suggest significant divergence of immune signaling between the mosquito A. gambiae and the fruit fly D. melanogaster. The observed differences most likely reflect their different lifestyles and, consequently, different infectious agents, which the two insects encountered during their evolutionary lifetimes. In mosquitoes one of these agents is the malaria parasite.
Kurzbeiträge, aktuelle Mitteilungen und Nachrichten aus allen Bereichen des Bibliothekssystems der Universität Heidelberg.
Die Dissertation beschäftigt sich mit dem Problem der Bedingtheit des Verstehens, wie es sich einerseits in der postmodernen Hermeneutik Jacques Derridas zu lesen gibt und andererseits in der Poesie Paul Celans, bedingt durch eine "Poetologie des Gegenwortes", erscheint. Dabei wird bewußt gemacht, wie sich das Arkanum des Verstehens sowohl bei dem Denker, als auch bei dem Dichter aus der Rezeption des Gedankengutes der jüdischen Mystik sowie der Gedankenwelt Martin Heideggers erschließen lässt und auf welche Weise beide motivgeschichtlich und stilistisch Eingang in das Denken und Dichten Derridas und Celans gefunden haben. Zur Diskussion gestellt wird zwecks eines besseren Verständnisses die Abkehr vom griech. "logos", hin zur jüdischen "milah".
The aim of my project was to identify and functionally characterise novel human proteins that influence cancer relevant cellular processes like cell proliferation, signalling, and apoptosis upon over-expression. The focus of my work was 1) The establishment of a high throughput cell based assay to screen for proteins involved in the modulation of cell signalling pathways, specifically the activation of the ERK1/2 pathway, 2) to apply this assay in a screen of previously uncharacterised proteins, and 3) to characterise one candidate protein from this assay and to validate its association with the ERK1/2 pathway. The principle of the assay is based on the detection of phosphorylated ERK1/2 in cells over-expressing N- and C-terminal YFP tagged proteins. Data acquisition was done using a flow cytometer with an integrated 96-well plate reader. A total of 200 proteins were screened, out of which eleven novel cancer relevant modulators of ERK1/2 activation were identified. One of the candidates, the Radial spoke head like -1 (Rshl1), which was identified as an inhibitor of ERK1/2 activation was followed up, and shown to be down regulated in kidney cancer. The protein was identified as an inhibitor of proliferation in another cell based assay. The corresponding gene is located on chromosome 19q13.3 at the primary ciliary dyskinesia locus, and the encoded protein contains a radial spoke domain. However, the biological role of this protein was not described. I found that Rshl1 indeed localizes to primary cilia but also to the cytoplasm and nucleus of human kidney cells. Further, I found that its localisation is cell cycle phase dependent. Rshl1 co-localised with MEK1, ERK1/2 and CDK2 and interacts with MEK1, CDK2 and ERK3. Its role as an inhibitor of proliferation was elucidated by the finding that over-expression of Rshl1 caused a G0/G1 phase arrest in human kidney cells via an up-regulation of p57KIP2 expression and stabilization of ERK3. Rshl1 thus regulates the cell cycle by inhibiting the ERK1/2 kinase. It interacts with critical signalling proteins in the cell and maintains homeostasis by arresting cells in the G0/G1 phase. In conclusion, I screened 200 novel proteins for their influence on ERK1/2 activation and identified eleven novel modulators of ERK1/2 pathway. Detailed functional analysis of Rshl1, which was an inhibitor of ERK1/2 activation, identifies this protein as a novel player in the MAPK pathway, and shed light on its role in homeostasis and tumorigenesis.
Chromatin, organized into individual chromosomes, is the physiological carrier of the genetic and epigenetic information in eukaryotes. In the nucleus of an intact cell, the structure of chromatin is dynamic and essential for genomic activities. The most dramatic changes in chromatin structure occur in mitosis, when compact metaphase chromosomes are formed, organized and partitioned equally to two daughter cells. How this vital reorganization of chromatin is accomplished remains poorly understood in vivo. To address this, in the first part of my thesis I developed quantitative assays to determine the kinetics of mitotic chromosome compaction, using multidimensional confocal microscopy of live cells stably expressing fluorescent histone 2b. Condensation was measured at three different scales: Large-scale (~800 nm), where the chromatin volume was measured by high resolution 4D imaging; medium scale (~200 nm) by statistical analysis of pixel intensities; and molecular scale (~10 nm) by a FRET reporter of histone tail environment. These measurements show that (i) mitotic compaction may start at least 20 min before prometaphase; (ii) it correlates with changes in histone tail conformation; (iii) chromatin density is not highest in metaphase but in late anaphase chromosomes. In the second part, I focused on the novel finding of highest compaction in anaphase. Single chromosome measurements revealed that chromatids compact in anaphase by a mechanism of lengthwise shortening that starts only after segregation of the sister chromatids is complete. This axial shortening was not affected in condensin-depleted cells, and was independent of the poleward pulling motion on kinetochores, but it nevertheless depended on dynamic microtubules. Perturbation of this shortening caused a severe phenotype of multi-lobulated daughter nuclei, strongly suggesting a function in post-mitotic nuclear assembly and architecture. In addition, if anaphase compaction was perturbed in condensin-depleted cells, segregation defects increased 3-fold, suggesting a second role for anaphase compaction as a rescue mechanism for segregation defects. In the third part, the quantitative compaction assays were used to probe the role of PNUTS, a major protein phosphatase 1 nuclear-targeting subunit, in the regulation of chromatin structure. In live cells depleted of PNUTS by RNAi, compaction was slowed at least 3-fold. Our collaborators in the group of Philippe Collas at the University of Oslo had shown that PNUTS accelerates chromatin decompaction in vitro. PNUTS is thus involved in mitotic chromatin structure in vivo and in vitro, and my findings make it an interesting target for future research to understand the molecular mechanism of chromosome compaction.
Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt den Zerfall des freien Neutrons durch nur drei Parameter. Dem gegenüber stehen eine Vielzahl experimenteller Beobachtungsgrößen, die es erlauben, durch Präzisionsmessungen das Standardmodell zu überprüfen. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Spektrometer PERKEO III zur Untersuchung des Neutronenzerfalls wird seinen Vorgänger PERKEO II ersetzen, dessen statistische und systematische Grenzen in den letzen Jahren erreicht wurden. Mit dem neuen Instrument sind Messungen mit einem kontinuierlichen oder gepulsten Neutronenstrahl möglich. Damit kann entweder die Statistik gegenüber dem Vorgänger um bis zu zwei Größenordnungen erhöht werden, oder aber die beiden größten, instrumentspezischen systematischen Einflüsse vermieden werden. Die nun zur Verfügung stehende Ereignisrate wird in einer ersten Messung mit PERKEO III im Winter 2006/2007 für eine Bestimmung des schwachen Magnetismus aus der Elektronen-Asymmetrie A genutzt werden. Diese Größe war bisher im Neutronenzerfall statistisch nicht zugänglich. Die Systematik dieses Experiments wird mit Hilfe unserer Messung mit PERKEO II analysiert. Für diese Messung wird PERKEO III am Leiter H113 des Instituts Laue-Langevin, Grenoble, installiert werden. Der Neutronenstrahl aus diesem Leiter wird charakterisiert und eine Parametrisierung der Strahleigenschaften ermöglicht eine schnelle Berechnung von Strahlprofilen und absoluten Ereignisraten. Eine Bestimmung der Reflektionseigenschaften zweier unmagnetischer Neutronenspiegel dient der Vorbereitung eines zukünftigen Experiments zum Neutronenzerfall.
Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden selbstaggregierende Multischichten aus Alkyl-Siloxanen auf einer Biphenylthiol-Modelloberfläche auf Gold mit Hilfe verschiedener Meßmethoden wie Infrarot-Reflexions-Adsorptionsspektroskopie (IRRAS), Summenfrequenz-Spektroskopie (SFG), Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS), Ellipsometrie, Raster-Kraft-Mikroskopie (AFM) und Kontaktwinkelmessung charakterisiert. ω-Mercaptobiphenyle wurden benutzt, um stabile, auf Molekülebene manipulierbare OH-Oberflächen herzustellen, die man als Substrat für die Untersuchung des Selbstaggregationsmechanismus der Alkyltrichlorsilane verwenden kann. In der vorliegenden Arbeit wurde als Vertreter der n-Alkyltrichlorsilane n-Octadecyltrichlorsilan (OTS) herangezogen. Für die ω-Mercaptobiphenyl-Filme (4’-Hydroxy-4-Mercaptobiphenyl, HMBP; 4’Methyl-4-Mercaptobiphenyl, MMBP; Mercaptobiphenyl, MBP) auf Gold wurde gezeigt, dass sie eine vollständig ausgebildete, dichtgepackte Monolage auf Gold (111) bilden, in der die Moleküle nah zur Oberflächennormalen orientiert sind. Die gemischten HMBP/MMBP-Monoschichten haben sich als ein geeignetes System zur präzisen Modifizierung der Hydrophobizität einer Goldoberfläche erwiesen. Für die Qualität der darauf adsorbierten OTS-Schicht scheint der geschlossene Wasserfilm auf der Modelloberfläche verantwortlich zu sein. Die HMBP-Modelloberfläche auf Gold ermöglicht einen Zugang zur direkten spektroskopischen Untersuchung von OTS, da sie keine signifikanten Peaks im CH-Bereich der IRRAS- und SFG-Spektren zeigt. Als ein weiterer Vorteil erweist sich bei der Übertragung der OTS-Adsorption auf ein Goldsubstrat, dass dieses ein großes Signal/Rausch-Verhältnis bietet und dadurch die Verfolgung der Adsorption nicht nur im CH-Bereich sondern auch im „Fingerprint“-Bereich der IRRAS-Spektren ermöglicht. Wir haben die CO-Valenzschwingung der IRRAS-Spektren benutzt um zu zeigen, dass im Durchschnitt ca. 26 % der OTS-Moleküle an den OH-Oberflächengruppen chemisch gebunden sind. Da das zweidimensionale Siloxan-Netzwerk angeblich aus Trimeren besteht , zeigt dieses Ergebnis, dass nur ein Molekül pro Trimer an der Oberfläche gebunden ist, während die Restlichen frei sind, um an die Nachbartrimere zu binden und so ein Siloxan-Netzwerk auszubauen. Das breite Doppelsignal bei 1105 cm-1 und 1205 cm-1 ist ein Zeichen für OTS-Polymerisation auf der Oberfläche und kann benutzt werden um sie nachzuweisen. AFM-Aufnahmen haben gezeigt, dass die Bildung der OTS-Monoschicht sowohl auf einem Siliziumoxyd-Substrat als auch auf unserer HMBP/Au-Oberfläche mit Inselwachstum beginnt. Eine Nachbehandlung der OTS/HMBP/Au-Filme mit Ethanol/Toluol verdichtet den Film und führt zur Bildung von hochgeordneten OTS-Monolagen, in denen die Moleküle um 23º im Verhältnis zur Normalen verkippt sind. Die gewonnene Erfahrung mit den Mercaptobiphenyl-Filmen wurde weiter genutzt, um dünne Phenothiazin-Filme auf Gold spektroskopisch zu untersuchen (Kapitel 4). Alle drei untersuchten Moleküle (CSK 320c, CSK 320b, CSK 325) bilden Monolagen auf Gold und sind nah zur Normalen orientiert. Ein hoher Bedeckungsgrad wurde bei den CSK 320c- und -320b-Filmen festgestellt. Die schlechtere Ordnung und der niedrige Bedeckungsgrad bei CSK 325 wurde mit der störenden sterischen Wirkung der Hexankette erklärt.
Die Erforschung der Chromatinstruktur in Interphasezellkernen basiert im Wesentlichen auf der in situ Hybridisierung von fluoreszenzmarkierten Sonden (=FISH), lichtoptischen Mikroskopieverfahren und digitaler Bildanalyse. Für die Quantifizierung der Bildinformation wurden neue effiziente Algorithmen entwickelt und anschließend auf verschiedene biologische Systeme angewendet. Zur quantitativen Analyse der Topologie und Morphologie von spezifisch fluoreszenzmarkierten Chromatinregionen wurde ein Softwarepaket entwickelt, welches folgende Parameter mißt: absolute und relative Positionen, normierte und absolute Distanzen, Schwerpunktswinkel von Chromatinregionen und die Minkowskifunktionale von Chromosomenterritorien. Die Anpassung eines Ellipsoidmodells an Zellkerne wurde mittels Lagranger Optimierung realisiert. Zusätzlich wurde ein Algorithmus entwickelt, welcher das Kugel-, Ellipsoidvolumen und die Kompaktierung von markierten Genen anhand der Halbwertsbreiten einer an die Intensitätsverteilung angepaßten zweidimensionalen Gaußverteilung bestimmt. Das Softwarepaket wurde an den Chromosomenterritorien 18 und 19 in Fibroblastenzellkernen getestet. Die Anwendung auf Zellkerne des Cervix-Gewebes erlaubte es erstmals ein vollständiges topologisches Modell des Chromosomenterritoriums 18 und des BCL2 Gens mit der Differenzierung und Expression zu verknüpfen. Das Kugel-, Ellipsoidvolumen und die Kompaktierung des SNRPN Gens wurden abgeschätzt. Es konnte aufgezeigt werden, dass herkömmliche Meßmethoden unzureichend sind, daß aber auch FISH-Artefakte das Ergebnis beeinussen können. Daher wurde eine neue Methode zur vitalen kombinatorischen Oligonukleotid-FISH (=vCF) eingeführt. Während bei allen Standard-FISH Methoden destruktive Veränderungen der Chromatinstruktur auftreten können, ermöglicht die vCF eine schonende in situ Hybridisierung in lebenden T-Lymphozyten.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der selektiven Akkumulation von T-regulatorischen Zellen (Tregs) im humanen Pankreaskarzinomgewebe durch ihre Adhäsionsmolekül-Expression und dem daraus resultierenden Mikromilieu, welches die Funktion zytotoxischer T-Zellen im Tumorgewebe supprimiert. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass es zu einer selektiven Akkumulation von Tregs im Tumorgewebe kommt. Diese erschwerte wahrscheinlich durch Zell-Zellinteraktionen und Ausschüttung von TGF-ß die Erkennung und Zerstörung von Tumorzellen durch tumorinfiltrierende zytotoxische T-Zellen. Zusätzlich konnte bewiesen werden, dass es zu einer gesteigerten Vaskularisierung im Tumorgewebe kam, welche der besseren Versorgung von hoch-proliferativen Tumorzellen diente. Weitere Untersuchungen bewiesen die Tumormilieu-induzierte Modulation von endothelialen- und Treg- CAM-Expressionsmustern, welche in vitro und in vivo zu selektiv verstärkter Adhäsion und Transmigration von Tregs durch Tumorendothel führte. Die Treg selektive Tumorinfiltration wurde in vitro und in vivo unter anderem durch Bindung von CD62L, ß-7 Integrin und CD166 an ihre tumorendothelial exprimierten Bindungspartner MAdCAM-1, VCAM-1, CD62-E und CD166 vermittelt. Die spezifische Blockade dieser Proteinbindungen mittels Antikörpern inhibierte in vitro und in vivo eine Treg-selektive Migration durch Tumorendothel und inhibierte nur schwach die Transmigration durch Kontrollendothel. Die notwendigen inhibitorischen Treg-Effekte in nicht-pathologischen Geweben würden somit bei einer Treg selektiven Migrationsblockade erhalten bleiben. Dies könnte zur Steigerung der zytotoxischen Funktionalität im Tumor führen, ohne eine Auto-Immunität zu induzieren.
SUMMARY The present work provides an analysis of kinetochore function and structure with respect to Ame1, a central component of the yeast Saccharomyces cerevisiae kinetochore. Applying mutant analyses (ame1-2) and biochemical binding assays the following results were obtained: 1. Classical kinetochore functions, chromosome attachment, chromosome segregation, and the supervision of these events by the spindle assembly checkpoint were analyzed in the ame1-2 mutant: • The Ame1 protein is needed for the establishment of bipolar attachments to microtubules emanating from opposing poles. Under tension one of the attachments is lost due to a structural weakening of the kinetochore, which results in monopolar segregation of sister chromatides. • Checkpoint analysis revealed that checkpoint functions are not impaired in the mutant, as judged by the inducement of the occupancy checkpoint and the ability of ame1-2 cells to sense their own attachment / tension defect. 2. ame1-2, as also other kinetochore mutants, causes a severe defect in the stability of interpolar microtubules (mitotic spindle). This effect is somewhat surprising, since kinetochores and interpolar microtubules do not interact with each other. Failure in spindle formation caused by kinetochore defects can be explained in two alternative ways: First, kinetochore proteins can also function as spindle stabilizing MAPs (microtubule associated proteins). Second, spindle defects are also observed if a separation of spindle poles occurs in absence of Esp1 and Cdc14 activity. Following experimental evidence suggests that the spindle defect in ame1-2 is not due to the above mentioned causes, but rather results from an alternative function of the kinetochore that is compromised in the mutant in a cell cycle dependent manner: • Ame1 does not locate to the mitotic spindle and thus is not a MAP. • As mentioned above, the ame1-2 mutant fails to achieve a stable bipolar attachment leading to the separation of spindle poles. In parallel the mutant senses this defect and maintains an active spindle assembly checkpoint which inhibits Esp1 and Cdc14 activation. As described (Higuchi and Uhlmann, 2005), such a spindle defect can be rescued by overexpression of Esp1 or Cdc14. The main cause for the spindle defect in ame1-2 however, is not a spindle pole separation in presence of low Esp1 or Cdc14 activity: i) Overexpression of Cdc14 in ame1-2 does not rescue the spindle defect of the mutant. ii) Overexpression of Esp1 in ame1-2 does only allow for a partial rescue of the spindle defect. iii) Inactivation of the spindle assembly checkpoint by Mad2 depletion also leads to only a partial rescue of the spindle defect. iv) A considerable number of cells separate their spindle pole bodies in presence of active Esp1, but nevertheless display a spindle defect. v) Most spindle defects occur at spindle pole distances that are characteristic of metaphase, when spindle stability is independent of the presence and activity of Esp1. • The ame1-2 kinetochore defect is more severe (particularly the kinetochore localization of the Mtw1 complex) when the mutation is induced prior to an establishment of bipolar attachment than after. This differentially compromised kinetochore structure in ame1-2 is apparently reflective of derived kinetochore functions. Similar kinetochore defects (monopolar segregation, failure in Cdc14 release) are observed, no matter if the mutation is induced before or after bipolar attachment. However, only the latter situation allows for the assembly of wild type metaphase and anaphase spindles. Thus, a certain kinetochore structure (including the Mtw1 complex) may be involved in generating a spindle stabilizing factor. 3. The present structural model of the S. cerevisiae kinetochore has been refined in the current work by the following findings: • A direct protein interaction network between the Okp1 / Mtw1 / Spc105 / Ndc80 kinetochore complexes could be established by in vitro binding assays performed with isolated protein complexes. • These data together with those derived from ChIP analyses of the ame1-2 mutant show a clear dependency of the centromeric association of all other central and outer kinetochore complexes on the Okp1 complex and are thus placing this complex in close proximity to the DNA binding CBF3 complex. • However, when bipolar attachments are achieved prior to the induction of ame1-2, the localization of the Mtw1 complex becomes independent of the presence of the Okp1 complex. The functional characterization of Ame1 in combination with the biochemical mapping of intra-kinetochore interactions allowed for a structural refinement of the present-state kinetochore model. Moreover, a direct influence of the kinetochore on spindle stability has been uncovered, which may be attributed to the presence of the Mtw1 complex.
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Die Magnetresonanzbildgebung von Proben mit kurzen effektiven Spin-Spin-Relaxationszeiten, z.B. der Lunge (T2* ca. 1 ms), erfordert kurze Echozeiten, die mittels Messsequenzen mit im k-Raum-Zentrum beginnenden Auslesetrajektorien erreicht werden. In dieser Arbeit wurden spiralförmige und radiale Ausleseschemata sowie zugehörige Fourier-Bildrekonstruktionsverfahren entwickelt und für die Bildgebung derartiger Proben an klinischen Tomographen bei einer Magnetfeldstärke von 1,5 T optimiert. Mit beiden Sequenztypen wurde eine auflösungsunabhängige minimale Echozeit von 0,5 ms erreicht. Typische Parameter einer schnellen spiralförmigen Abtastung resultieren in ca. 4- bis 8-fach größeren Auslesezeiten als bei der in dieser Hinsicht optimalen Radial-MRT, bei der Auslesezeiten von 1,3 bis 1,8 ms zu signifikant geringeren Signalverlusten und Blurring-Artefakten durch T2*-Relaxation führen. Beim Gridding-Bildrekonstruktionsalgorithmus liefert die Dichte-Präkompensation mit der besten der untersuchten Wichtungsfunktionen eine um 11% schmalere Halbwertsbreite (FWHM) als die Postkompensation, die dafür ein um 67% günstigeres Signal-Artefaktverhältnis bietet. In der in-vivo Anwendung konnte mittels der Radial-MRT erstmalig mit einer Gradientenechotechnik bei einer Messdauer von etwa 1 s/Schicht eine Darstellung feiner Gefäße der menschlichen Lunge mit einer effektiven Auflösung von unter 2 mm erreicht werden (nominelle Auflösung 1,4 mm). Im Lungenparenchym wurde T2* mit 0,6 bis 1,7 ms bestimmt. Durch die radiale parallele Bildgebung mit einem Reduktionsfaktor 4 bis 6 ist bei vergleichbarer Messzeit mit konventionellen Techniken eine deutliche Auflösungsverbesserung erzielbar.
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The aim of the project was to identify and functionally characterize novel human proteins that dominantly induce apoptosis upon overexpression. To achieve this, a cell-based high throughput assay was developed. The assay is based on the detection of activated caspase-3 in cells overexpressing proteins tagged C- and N-terminally with YFP. Apoptotic cells were detected by staining with a specific antibody directed against the activated form of caspase-3. The assay was automated and data acquisition was done using a flow cytometer with an integrated 96-well plate reader. A total of 200 proteins have been screened in the assay, out of which five were identified to be significant activators of apoptosis. One of the candidates, Vacuole Membrane Protein 1 (Vmp1), which forms vacuoles in cells and subsequently induces apoptosis when overexpressed, has been functionally characterized in detail. It has been reported that VMP1 mRNA is differentially expressed in cancer, acute pancreatitis and kidney ischemia and that the overexpressed protein is localized to the Endoplasmic reticulum. But the function of this protein and its role in cancer and other diseases was previously unknown. In this study I show that the vacuoles are formed by the Endoplasmic reticulum due to accumulation of overexpressed Vmp1, and that Vmp1 is actually a plasma membrane protein involved in the formation of initial cell-cell contacts. Its function as a cell-cell adhesion protein was confirmed by identifying that Vmp1 interacts with the tight junction protein ZO-1, and that down regulation of Vmp1 induces cell detachment. Further, down regulation of Vmp1 resulted in a massive increase in the invasion potential of kidney cancer cells, which is consistent with the findings that VMP1 mRNA level is significantly lower in kidney metastases compared to primary tumours. Thus, these results are the first to show that Vmp1 is a cell adhesion protein, and that its expression level is a critical determinant of cancer cell invasiveness, metastasis formation and induction of apoptosis. In summary, I have established and applied a high throughput cell-based assay to screen for inducers of apoptosis. Functional characterization of one of the candidates from this screen revealed it to be a disease relevant regulator of cell-cell adhesion. This demonstrates the strength of this high throughput approach in the identification of proteins involved in diseases.
Understanding cellular signaling pathways and their cross talk increasingly depends on the visualization of their spatio-temporal dynamics. This thesis investigates different factors influencing the performance of two FRET based protein kinase C (PKC) probes, KCP-1 and KCP-2. KCP-1 consists of the truncated PKC substrate pleckstrin, sandwiched between two fluorescent proteins, EYFP and GFP2. KCP-2 is a shortened version of KCP-1, missing the last 18 amino acids of the pleckstrin insert (the acidic loop). The EYFP/GFP2 emission ratio of KCP-1 increases upon phosphorylation, while it decreases in KCP-2. Both probes are reversible. We examined the influence of linker length, charge distribution in particular domains of the probe, and fluorophore dimerization on probe performance. Different FRET pairs, including novel fluorescent proteins and novel labeling techniques, were tested in an effort to vary and optimize the spectral properties of KCP probes. Both probes, KCP-1 and KCP-2, were shown to be sensitive to elongation in their N-terminal linker region. The signal amplitude of the probe was diminished with increasing linker length. Shortening of the same linker region reduced probe performance, although not to the same extent as elongation. This demonstrated the importance of linker length for proper orientation of the fluorophores in the probe molecule. Any changes in the N-terminal PH domain of the pleckstrin insert, for example shortening or replacing basic amino acids with uncharged or acidic residues, had severe impact on probe performance. The direction of the KCP-1 signal was reversed, showing a decrease instead of an increase after phosphorylation. The reversal of signal in KCP-1 probes reflects that specific interactions between the PH domain and the acidic loop are crucial for probe performance. In KCP-2, the impact was less striking, although the signal was reduced. Abolishing the fluorescent proteins' ability to dimerize, led to strongly reduced KCP-2-like signals in both probes. This is the first time that fluorophore dimerization was shown to be essential for the mechanism of action of a genetically encoded sensor. Based on this data, we propose the following models for the mechanism of these PKC probes: In unphosphorylated KCP-2, dimerization of fluorophores serves as a clamp, pulling the two fluorophores together to a closed, quasi cyclized conformation. Phosphorylation of the probe leads to a more open conformation, increasing the average distance between the two fluorophores. This results in a decrease of FRET efficiency after phosphorylation. Two interactions determine the mechanism in KCP-1. Again, the dimerization of the two fluorophores serves as a clamp, pulling the fluorophores to close proximity. An additional interaction between the PH domain and the acidic loop changes the relative orientation of the transition dipole moments in the probe, resulting in a decreased initial FRET efficiency, compared to KCP-2. Phosphorylation of the probe imposes a strain on the intramolecular architecture that rearranges the transition dipoles, leading to an increase in FRET efficiency. The need for a molecular clamp, dimerization of fluorescent proteins in KCP-1 and KCP-2 probes, within the molecule explains why probes containing new monomeric fluorescent proteins or other labels based on full sized proteins did not yield functional sensors. Using the small fluorophore FlAsH, however, we were able to create a smaller sized PKC probe. This probe will allow NMR experiments and structural analysis of a FRET probe for the first time.
Neuronal activity induces processes important for memory formation and cell survival by inducing calcium influx through synaptic NMDA receptors. Calcium subsequently activates the ERK-MAP kinase cascades that transmits the signal from the synapse to the nucleus. A second mode for synapse-to-nucleus communication involves a propagating calcium signal that invades the cell nucleus. Nuclear calcium is a key regulator of gene expression mediated by the transcription factor CREB. The nuclear architecture contains intranuclear structures that have been shown to facilitate calcium influx into the nucleus. This thesis describes a novel mechanism in which calcium influx through NMDA receptors induces morphological changes in the majority of hippocampal neurons by forming infoldings of the nuclear membrane. These infoldings are generated by an increase in the surface area of the nuclear membrane and require activation of the ERK-MAP kinase cascade as well as a nuclear calcium signal. Infoldings are formed rapidly within one hour and can be reversed by silencing of synaptic activity. The stability of infoldings increases within days after activation of synaptic NMDA receptors, suggesting the involvement of gene transcription in the stabilization process. Synaptic activity is counteracted by overactivation of extrasynaptic NMDA receptors. Calcium influx through these receptors leads to a rapid loss of nuclear infoldings. It also activates pathways leading to the shut-off of CREB and to cell death. I attempted to dissect the intracellular pathways downstream of synaptic and extrasynaptic NMDA receptors by designing a specific antagonist for extrasynaptic NMDA receptors. This should be achieved by coupling of Conantokin-G, a peptide antagonist against the NR2B subunit of NMDA receptors, to beads of a specific size. The peptide coupled to beads should allow blockade of extrasynaptic NMDA receptors and thereby block cell death pathways, leaving synaptic NMDA receptors unaffected.
Im Rahmen der Dissertationsarbeit wurden drei Projekte verfolgt, die sich mit den molekularen Mechanismen der Plasmodium-Anopheles Interaktionen beschäftigen. 1. Die melanotische Einkapselung von Plasmodium-Parasiten im Mitteldarm der Anopheles gambiae Mücke stellt eine effiziente Immunantwort dar, die den Lebenszyklus des Malaria-Erregers unterbrechen kann. Die Prophenoloxidasen (PPOs) gelten als Schlüsselenzyme dieser Reaktion. Eine funktionelle Charakterisierung der neun PPOs von An. gambiae erfolgte durch die gezielte Herunterregulierung der Gene mittels RNA-Interferenz in der adulten Mücke, verbunden mit anschließenden Infektionsexperimenten. Für sechs PPO-Gene konnte unter bestimmten Knockdown-Voraussetzungen eine deutliche Reduktion der melanisierten Parasiten nachgewiesen werden. Interessanterweise hatte das gene-silencing in suszeptiblen und refraktären Mücken unterschiedliche Auswirkungen. Während der Rückgang der melanisierten Parasiten beim G3/dsCTL-MA2 gleichzeitig in einer steigenden Anzahl lebender Oozysten resultierte, führte die Reduktion der eingekapselten Plasmodien im refraktären L3-5 Stamm dagegen zu keiner erhöhten Überlebensrate. 2. Die Invasion der Plasmodium-Sporozoiten in die Speicheldrüse der Mücke ist entscheidend für die Übertragung auf den Säugetierwirt. Da Sporozoiten präferentiell die beiden lateralen Lappen der Speicheldrüsen und erst dann den medialen Lappen invadieren, wurde mittels subtraktiver cDNA-Hybridisierung eine lateral-spezifische cDNA-Bibliothek erstellt, um potentielle Speicheldrüsen-Rezeptoren zu identifizieren. Als mögliche Kandidaten wurden die Gene SGS4 und 5 der SGS-Familie von An. gambiae beschrieben. 3. Sporozoiten sind die einzigen Stadien innerhalb des Plasmodium-Lebenszyklus, die in der Lage sind, zwei vollkommen unterschiedliche Organe zu invadieren – die Speicheldrüse der Mücke und die Leber des Säugetiers. Im dritten Teil der Arbeit stand die molekulare und funktionelle Charakterisierung des Sporozoiten-spezifischen UOS3 Gens von Plasmodium berghei im Mittelpunkt. Genetische Deletionsstudien haben gezeigt, dass UOS3 essentiell für die gliding motility und Zellinvasion der Sporozoiten in die Speicheldrüsen der Mücke und Hepatozyten des Säugetiers ist. Damit konnte erstmals neben dem Invasin TRAP ein weiteres Parasiten-Gen beschrieben werden, das zentrale Sporozoiten-Funktionen vermittelt.
Die vorliegende Arbeit besch\"aftigt sich mit der Analyse und der Anwendung der Reduktionsmechanismen QSSA und ILDM, die beide im Rahmen der Modellierung von chemischen Verbrennungsprozessen entwickelt worden sind. Beide Mechanismen reduzieren die Anzahl der zu modellierenden Spezies erheblich, was eine bedeutende Kostenersparnis bei der numerischen Behandlung zur Folge hat. Der dadurch entstehende systematische Fehler bedingt, dass eine so erhaltene L\"osung nicht notwendigerweise eine L\"osung des detaillierten Problems ist. In einigen Anwendungen f\"uhrt der reduzierte L\"osungsweg daher zu physikalisch fragw\"urdigen Ergebnissen. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit ist daher die Untersuchung der Anwendbarkeit dieser Reduktionsmechanismen als Vorkonditionierer f\"ur L\"oser von station\"aren Problemen. Diese Art der Anwendung impliziert die Konvergenz der Berechnungen zu einem physikalisch sinn\-vollen Grenzwert, gegeben dass Konvergenz vorliegt. Ungl\"ucklicherweise kann gezeigt werden, dass Konvergenz mit den Reduktionsmechanismen als Vorkonditionierer unter keinen Umst\"anden vorliegen kann. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt liegt in der adaptiven Anwendung der Reduktions\-mechanismen bei instation\"aren Problemen. Mit so vielen reduzierten Zeitschritten wie m\"oglich und so wenigen detaillierten Schritten wie n\"otig soll eine zuvor vorgegebene Genauig\-keit erreicht werden. Mit Hilfe der Technik der dualen L\"osungen kann ein Verfahren ent\-wickelt werden, das eine L\"osung liefert, die um einen beliebig kleinen Faktor von der detailliert gerechneten L\"osung abweicht. Das Verfahren ist so konstruiert, dass mit gleichem Rechenaufwand auch die Zeitschrittweite adaptiv gesteuert werden kann.
Willkommen bei Moodle, der eLearning-Plattform der Universität Heidelberg. Ziel dieser Kurzanleitung ist es, Ihnen Moodle nahe zu bringen, um Ihnen die ersten Schritte mit Moodle zu erleichtern. Moodle ist ein Lernmanagementsystem und stellt Dozenten Kursräume zur Verfügung. Diese Kurzanleitung wurde für die Moodle Version 1.6 verfasst.
Willkommen bei Moodle, der eLearning-Plattform der Universität Heidelberg. Ziel dieser Kurzanleitung ist es, Ihnen Moodle nahe zu bringen, um Ihnen die ersten Schritte mit Moodle zu erleichtern. Moodle ist ein Lernmanagementsystem und stellt Dozenten Kursräume zur Verfügung. Diese Kurzanleitung ist für die Moodle Version 1.6 angepasst.
62 kreuzbandinsuffiziente Patienten ohne zusätzliche Sportverletzungen nehmen an der Studie teil. 31 Patienten, 18 Männer und 13 Frauen, mit einem Durchschnittsalter von 29,87 (16-46) Jahren unterziehen sich einer VKB-Rekonstruktion mittels der Patellarsehne. 31 weitere Patienten, 16 Frauen und 15 Männer, mit einem Durchschnittsalter von 34,23 (16-55) Jahren werden mittels der Hamstringssehnen operativ versorgt. Beide Operationstechniken werden in einer neuartigen, implantatfreien und insertionsnahen Press-Fit Technik durchgeführt. Alle Patienten durchlaufen die gleiche standardisierte Rehabilitation. Ausgewählte Parameter werden einen Tag präoperativ, sowie 3, 6 und 12 Monate postoperativ mittels Scoring-Systemen, („IKDC-Score“, „Lysholm-Score“, „Tegner-Activity-Score“, „Schweiger-Score“), funktionellen Testmethoden („Single-legged-hop“ Test, isokinetischer Maximalkrafttest der Knieextensoren und –flexoren, Kraft der Knieinnenrotation, „kneeling" und „knee-walking" Test), sowie klinischen Testmethoden („Extensions- und Flexionsdefizit“, „KT 1000“ Test, „Lachman“ Test, „Pivot-shift“ Test, „a.p.-Translations“ Test, „MCL und LCL“ Test) erfasst. Aufgrund theoretischer und praktischer Überlegungen werden der „kneeling“ Test, der „knee-walking“ Test , sowie der „KT 1000 Arthrometer“ Test zu den drei Hauptzielkriterien dieser Untersuchung bestimmt. Die Überprüfung der Hypothesen erfolgt mit Hilfe der zweifaktoriellen Varianzanaylse. Bezüglich der Scoring-Systeme ergibt die Betrachtung des Zwischensubjekt-effektes, dass sich bei keinem der Fragebögen eine Treatmentgruppe zu der anderen unterscheidet. Bei allen drei kann daher die Nullhypothese H0 angenommen werden. Ähnliches gilt auch bei der Analyse des Interaktions-effektes. Die Kurvenverläufe beider Treatmentgruppen unterscheiden sich bei keinem Score signifikant voneinander und daher trifft wiederum jeweils die Null-hypothese H0 zu. Letztlich erbringt Auswertung der Pilaispur bei allen Scores eine signifikante Veränderung über den gesamten Untersuchungszeitraum. Daher tritt jeweils die Arbeitshypothese H1 ein. Bei den funktionellen Testmethoden ergibt die Auswertung des Zwischen-subjekteffekts überwiegend ein Zutreffen der Nullhypothese H0. Nur beim „kneeling“ und dem „knee-walking“ Test, sowie dem „isokinetischen Kniebeugerkraft“ Test trifft jeweils die Arbeitshypothese H1 ein. Ein ähnliches Bild ergibt auch die Auswertung des Interaktionseffekts, da nur bei dem „kneeling“ und dem „knee-walking“ Test, sowie dem „isokinetischen Kniestreckerkraft“ Test die Arbeitshypothese H1 eintritt. Mit der Ausnahme des „isometrischen Innenrotationskraft“ Tests ist mit Hilfe der Analyse der Pilaispur bei allen funktionellen Testmethoden eine signifikante Veränderung über den Untersuchungszeitraum beobachtbar und somit jeweils die Arbeitshypothese H1 zu beobachten. Bei den klinischen Testmethoden kann mit Hilfe der Analyse des Zwischen-subjekteffekts nur bei den zwei Testmethoden „a.p.-Translations“ Test und „Pivot-shift“ Test eine Signifikanz festgestellt werden, so dass jeweils die Arbeitshypothese H1 Geltung findet. Ein signifikanter Interaktionseffekt kann sowohl bei den beiden genannten Testverfahren, als auch beim „Lachman“ Test beobachtet werden. Bei diesen drei Testverfahren gilt die Arbeitshypothese H1. Bei allen klinischen Testverfahren können über die Auswertung der Pilaispur signifikante Veränderungen im gesamten Studienverlauf beobachtet werden. Es gilt jeweils die Arbeitshypothese H1. Bezüglich der beiden dargestellten Transplantattechniken können mit Hilfe der genannten Testmethoden, insbesondere bei den Hauptzielkriterien, signifikante Unterschiede zu Gunsten der Hamstringpatienten ermittelt werden. Basierend auf den Ergebnissen, sowie der größeren subjektiven Patientenzufriedenheit, scheint die Hamstringsehnenplastik in der dargestellten Technik der Patellar-sehnenplastik überlegen zu sein. Die Frage nach der Sportfähigkeit kann im Rahmen dieser Arbeit nicht endgültig geklärt werden, da diese zu vielen Einflussgrößen unterliegt. Jedoch kann mit Hilfe des „Tegner-Activity-Scores“ gezeigt werden, dass die Mehrzahl der Patienten ein Jahr postoperativ ihr ursprüngliches Aktivitätsniveau wieder erlangen, und dabei bei den funktionellen und klinischen Testmethoden den jeweils in der Literatur verfügbaren Normwert überschreiten.
Das Design und die Synthese von "Single-Site"-Katalysatoren für die Copolymerisierung von Kohlendioxids und Cyclohexenoxid (CHO), Untersuchungen zu ihrer Struktur-Reaktivitätsbeziehung sowie die Optimierung der Reaktionsparameter waren Hauptaugenmerk dieser Arbeit. Die Liganden für das Katalysator-Design beruhen auf 2,2'-Bisphenol-Derivaten, entweder Methylen- (1-6 basierte Systeme) oder Sulfid-verbrückt (7 basierte Systeme). Die meisten der verwendeten Liganden wurden bereits in der Literatur beschrieben. Ihre Reaktionen mit Aluminiumverbindungen (AlEt3, AlEt2Cl, AlEt2I erzeugt in situ und Al(OPri)3) führen zu Aluminiumbisphenoxid-Verbindungen mit reaktiven Al-Cl-, Al-C2H5- oder Al-OPri-Einheiten. Die Strukturen der isolierten Komplexe hängen im allgemeinen vom verwendeten Lösungsmittel und den Substituenten in der Ligandenstruktur ab (entweder klein oder sterisch anfordernd). Aus den Reaktionen von Al-Alkyl-Verbindungen mit in ortho-Position mit sterisch anspruchsvollen Substituenten ausgestatteten Bisphenolderivaten (1-5) in koordinierenden Lösungsmitteln werden monomere Komplexe gebildet (THF - 1-5 a-b oder Et2O - 1-4 c-d); in nicht-koordinierenden Lösungsmitteln (Pentan oder Hexan) werden dimere Komplexe (1-4 e-f, 5f) gebildet. Die Geometrie um die Aluminiumatome in den Methylen-verbrückten Komplexen zeigt verzerrt tetraedrische Eigenschaften und ist Lösungsmittel-unabhängig. Die Reaktion von 2,2'-Methylenbis(4-Phenol), 6, mit AlEt3 in Ether führt zu einem oligomeren Komplex mit verschiedenen Koordinationszahlen an den Aluminiumzentren. Ein monomerer Alkoxidekomplex, 7a, wurde im Laufe der Reaktion von AlEt3 mit 2,2'-Thiobis(4-tert-octylphenol), 7, in THF als Lösungsmittel erhalten; er zeigt eine trigonal-bipyramidale Geometrie; in Hexan wird ein dimerer Komplex 7c und sein Al-Cl Gegenstück, 7f, gebildet. Die Reaktion der Bisphenol Liganden mit Al(OPri)3 führt zu dimeren Komplexe, überbrückt durch Isopropoxid-Einheiten (1-7 g). Alle neuen Komplexe wurden strukturell charakterisiert mittels Einkristallröntgen-Beugung, und NMR- und IR-Spektroskopie. Die synthetisierten Aluminiumverbindungen wurden als Katalysatoren in der Copolymerisierung von Kohlendioxid und CHO eingesetzt. In allen Experimenten zur Optimierung der Reaktionsparameter und der Selektivität wird nur die Bildung von Polyethercarbonaten beobachtet.
Die Studien zur Optimierung der Kupplungƒ{Isomerisierungsƒ{Reaktion (KIR); Eintopf, MultikomponentSynthese von Heterozyklen
Eines der Hauptprobleme der antiviralen Therapie ist das Entstehen resistenzassoziierter Mutationen. Der Nachweis solcher Mutationen ist für eine erfolgreiche Therapie eine entscheidende Voraussetzung. In dieser Arbeit wurde ein Microarray zur Detektion von relevanten Mutationen innerhalb der Protease (PR) und –Reversen Transkriptase (RT) des humanen Immundefizienzvirus (HIV) entwickelt und validiert. Als zeit und kostengünstigere Alternative zur routinemäßig eingesetzten Sanger-Sequenzierung wurde die Arrayed Primer Extension (APEX)-Methode zur genotypischen Resistenzbestimmung etabliert. Zur Abfrage von 26 resistenzassoziierten Codons innerhalb der PR- und 33 Codons innerhalb der RT-kodierenden Region wurden Oligonukleotide erstellt. Aufgrund der enormen Variabilität des HIV Genoms berücksichtigen diese alle Sequenzvarianten, die mit einer Frequenz von >5% (PR) bzw. >10% (RT) in der Los Alamos Datenbank verzeichnet sind. Um diese Sequenzabdeckung technisch und finanziell zu realisieren, wurde die Verwendung degenerierter Oligonukleotidsonden für APEX etabliert. Für die Validierung des PR und RT Microarrays wurden 94 bzw. 48 PCR Produkte aus Patientenproben mit bekannter Sequenz analysiert. Dafür wurden die APEX-Reaktionsbedingungen erfolgreich angepasst. Die Vergleichssequenzen wurden durch Sanger-Sequenzierung ermittelt. 93% (PR) bzw. 88% (RT) aller untersuchten Positionen wurden mittels APEX übereinstimmend bestimmt. Der Anteil an Positionen, für die aufgrund schwacher Signalintensitäten keine Sequenzzuweisung vorgenommen werden konnten, liegt bei 3% (PR) und 5% (RT). Es wurde gezeigt, dass dieses Ergebnis durch Optimierung der Sonden deutlich verbessert wird. Die zufällig ausgewählten Proben umfassten sowohl HIV-Subtyp B als auch nicht Subtyp B Sequenzen. Aufgrund der verwendeten Sonden ist die Übereinstimmung für die untersuchten Subtyp B Proben im Vergleich mit den nicht Subtyp B Proben höher (94% / 88% für PR; 88% / 84% für RT). Sequenzmischungen wurden qualitativ gut detektiert, eine Quantifizierung ist aber Sonden-abhängig. Der Fehlerbereich ist vergleichbar mit dem anderer Genotypisierungsmethoden. Das entwickelte Testverfahren kann kostengünstig mit hohem Probendurchsatz durchgeführt werden. Parallel zur HIV-Genotypisierung wurde anhand zweier Beispiele gezeigt, dass auch Mutationen im Wirtsgenom, die mit der Krankheitsprogression assoziiert sind, sehr gut mittels APEX nachgewiesen werden können. Dies wird künftig eine sinnvolle Ergänzung des Microarrays sein und eine individuellere Therapie ermöglichen.
Das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) ist der Auslöser des erworbenen Immundefizienz-Syndroms (acquired immune deficiency syndrome, AIDS). HIVInfektion, weltweit eine der problematischsten Infektionskrankheiten, betrifft etwa 40 Millionen Menschen und tötet schätzungsweise 3 Millionen Menschen jährlich. Obwohl die Behandlung von HIV-Patienten heute möglich ist, gibt es weiterhin keinen Impfschutz und keine Heilung. Mit der vorliegenden Arbeit habe ich Zellbiologie und Virologie vereint, um mittels quantitativer Elektronenmikroskopie (EM) neue Einblicke in die HIV-Infektion zu gewinnen. Im ersten Teil habe ich die Verteilung eines zellulären, ESCRT benannten, Proteinkomplexes analysiert. ESCRT ist essentiell für die Freisetzung von HIV aus infizierten Zellen und spielt sowohl beim Sortieren von Proteinen in die internen Vesikel eines multivesikulären endosomalen Kompartiments (multivesicular body, MVB) als auch bei der Bildung dieser Vesikel eine Rolle. ESCRT fand sich im gesamten endosomalen System einschliesslich der Plasmamembran, und war besonders an tubulär-vesikulären endosomalen Membranen, aber nicht an MVBs, angereichert. Entgegen der Erwartungen führte HIV-Infektion nicht zu einer Umverteilung von ESCRT zu den Orten der Virusfreisetzung aus Zellen, der Plasmamembran in primären humanen T Zellen bzw. Endosomen in Makrophagen. In T-Zellen fand sich mehr ESCRT an der Plasmamembran als in Makrophagen, was darauf hindeutet, dass endogene ESCRT Mengen für die HIV-Freisetzung hinreichend sind. Die Ergebnisse weisen auch auf eine bisher unbekannte Rolle von tubulär-vesikulären endosomalen Membranen bei der Funktion von ESCRT hin. Im zweiten Teil habe ich den Ort der HIV-Freisetzung aus infizierten Makrophagen mittels EM untersucht. Neuere Studien wiesen darauf hin, dass neu gebildete HIV-Partikel in die Endosomen infizierter Makrophagen entlassen werden und somit in intrazellulären Speichern akkumulieren, die die Heilung infizierter Patienten erschweren könnten. Übereinstimmend mit bekannten Daten zeigte unsere EM-Analyse von Makrophagen, dass Viren in grossen, intrazellulären Vakuolen akkumulierten. Eine Methode zur eindeutigen Unterscheidung von endosomalen Membranen und der Plasmamembran offenbarte aber die komplexe Morphologie der Plasmamembran mit vielen Aus- und Einstülpungen. In diesen tiefen Einstülpungen, die nicht von endosomalen Membranen, sondern von der Plasmamembran begrenzt werden, wurden Viruspartikel freigesetzt und angehäuft. Dieses Ergebnis eröffnet einen neuen Blickwinkel auf die HIV-Infektion von Makrophagen, besonders deren mögliche Rolle bei der Persistenz von Viren. Zusammenfassend haben diese Daten eine wichtige Bedeutung hinsichtlich der scheinbar zentralen Rolle von MVBs/Endosomen bei der HIV-Freisetzung als auch der Rolle von ESCRT bei deren Bildung.
Summary: The conditional gene expression system controlled by the tetracyclineresponsive trans-activator (tTA) in transgenic mice is an important and well characterized genetic tool. In my studies I investigated the function of the Tetregulated genes in the brain when inserted into the chromosome and when applied as extra-chromosomal elements with recombinant Adeno-Associated Virus (rAAV). First, the pool of tTA expressing mouse lines was increased by generating eight functional itTA-expressing TgThy-1.2(xx)-itTAnls transgenic mouse lines. Since for tTA expression the Thy-1.2 promoter was used, which is known to be highly integration-site dependent, lines were obtained which all differed in tTA expression level, expression pattern and ontogenetic profile in the central nervous system (CNS). These mice are a valuable tool for studies on physiological functions of different neuron populations during various developmental stages. Second, the effect of the chromosomal insertion site of Tet-responder genes on their expression was analyzed. In three different Tet-responder mouse lines, the precise integration sites and copy number of tet-responder genes were determined. No correlation between copy number of the Tet-responder gene and its expression was detected, supporting the finding that the chromosomal insertion site has strong effects on the expression of the transgene. Strong Tet-responder gene expression was observed in mice of the transgenic line SA87.5, which has three copies of a transgene inserted in the Pik3c3 gene locus. By retargeting the same position of the Pik3c3 gene locus in embryonic stem cells, only one copy of the transgene was introduced. However, due to the presence of the neo selection marker the single Tet-responsive transgene showed poor induction by tTA. After Cre-virus mediated neo removal, the expression of the Tet-responsive transgene was improved. The limitations of chromosomally inserted Tet-regulated gene elements can be overcome by using the recombinant Adeno-Associated virus (rAAV) mediated gene delivery system to introduce the different elements of the Tet-system into the CNS. It is shown that both Tet-activators and Tet-responder genes are functionally delivered by rAAV vectors, and tissue specific, homogeneous, rapid and robust expression of multiple proteins simultaneously controlled by tTA in rAAV infected CNS areas can be achieved. Moreover these viruses were used to demonstrate that the transcriptionally inactive Tet-responder genes are often epigenetically silenced during development when inserted into the host chromosome, but remain inducible when introduced extra-chromosomally after development.
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Zur Zeit sind Bestrebungen aktuell, Kindergartenkinder in dem Bereich Naturwissenschaften zu fördern. Die Jungen und Mädchen sind in diesem Alter in der Lage, selbständig zu erkunden, zu forschen und zu erklären. Dieser Drang kann durch frei zugängliche interaktive Experimentier-Stationen wesentlich gefördert werden. In dem Projekt „Versuch macht klug“ an Hamburger Kitas erfolgte die Entwicklung und Evaluation solcher Experimentierstationen. Der vorliegende Bericht beschäftigt sich mit der Frage, inwiefern man von „Lernen“ sprechen kann, wenn sich Vorschulkinder mit solchen interaktiven Stationen auseinandersetzen. Der Autor benutzt dabei die in Science Centern erprobte Methode zur Ermittlung „Tiefe des Lernens“. Die Beobachtungen erfolgten mit Hilfe der Videographie und ermöglichte eine kategoriegeleitete Untersuchung an einer exemplarischen Station. Die Auswertung zeigt, wie erfolgreich die Kinder an der Station arbeiten und welche äußeren Bedingungen darauf Einfluss haben können.
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Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die simultane Ionisation von Projektil und Target im Stoß eines He-Targets mit einem H^- -Projektil bei einer Projektilenergie von 200 keV kinematisch vollständig untersucht. Die emittierten Elektronen und das Targetion wurden koinzident und impulsaufgelöst über den vollen Raumwinkel detektiert. Durch Vergleich der experimentellen Daten sowohl mit theoretischen Vorhersagen als auch mit aktuellen Elektronenstoßexperimenten konnte gezeigt werden, dass die Ionisation des Targets durch eine Wechselwirkung mit dem nur schwach gebundenen aktiven Elektron des H^- -Projektils erfolgt und damit alle Merkmale einer reinen Elektronenstoßionisation aufweist. Es zeigte sich aber auch, dass die zugrunde liegende Dynamik, bei der mindestens vier Teilchen aktiv beteiligt sind, zu komplex ist um alle Aspekte theoretisch befriedigend zu beschreiben. Die Emissionscharakteristik des Projektil-Elektrons wird von keiner Rechnung korrekt wiedergegeben. Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein Target aus kaltem atomarem Wasserstoff für Ion-Atom Experimente entwickelt und aufgebaut. Da es sich bei atomarem Wasserstoff um das einfachste Atom handelt dessen elektronische Zustände analytisch exakt berechnet werden können, wird es damit erstmals möglich sein die Dynamik des Drei-Körper Systems im Ion-Atom Stoß experimentell zu untersuchen.
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Feuchtgebiete sind Ökosysteme, die durch die Anwesenheit von Wasser, spezielle Bodenverhältnisse und eine besondere Vegetationszusammensetzung geprägt sind. Sie zählen zu den am stärksten bedrohten Ökosystemen der Erde. Im Verlauf des 20. Jahrhunderts nahm weltweit sowohl ihre Fläche als auch ihre Qualität (bezüglich Artenvielfalt etc.) stark ab. Viele von Wasser beeinflusste Flächen, v.a. in Flussauen, wurden gezielt entwässert, um sie für Siedlungen, Industrie oder wegen der fruchtbaren Böden für intensive Landwirtschaft nutzbar zu machen. Im natürlichen Zustand stellen Flächen mit Feuchtgebieten allerdings ebenfalls wertvolle ökonomische Ressourcen dar (u.a. dienen sie dem Hochwasserschutz, der Nährstoffspeicherung, Erholung und Naturschutz), so dass eine Umwandlung bzw. Degradation dieses Naturkapitals oft nicht zu einer wirklichen Steigerung der gesellschaftlichen Wohlfahrt führt. Im Rahmen der Betrachtung der Problematik der Erhaltung und der Rückgewinnung von Überschwemmungsflächen, welche im Fokus dieser Arbeit stehen, werden Flächennutzungskonflikte in Flussgebieten in Verbindung mit den Schwierigkeiten des institutionellen Rahmens deutscher Bodenmärkte untersucht. Zur Schärfung der Argumentation wird ein extremes Beispiel für die Rückgewinnung von Feuchtgebieten - der Abbruch einer Siedlung im potenziellen Überschwemmungsbereich eines Flusses - herausgegriffen. Eine abstrakte Einheitssiedlung sowie tatsächliche Umsiedlungen dienen der Ermittlung der volkswirtschaftlichen Kosten eines solchen Vorhabens, welche dann den in anderen Studien erfassten Nutzen von Feuchtgebieten gegenübergestellt werden können. Die Berechnungen zeigen, dass es schon allein unter Berücksichtigung der zum Schutz der Siedlung notwendigen Erhaltungs- und Erneuerungskosten eines Hochwasserschutzdeiches ab einem bestimmten Zeitpunkt empfehlenswert sein kann, diese Siedlung nicht weiter aufrecht zu erhalten. Der Nutzen des zu erstellenden Feuchtgebietes muss hier gar nicht bekannt sein, um eine Entscheidung zugunsten einer Absiedlung zu treffen (allerdings: starke Sensitivität gegenüber den verwendeten Diskontsätzen). Daneben kann gezeigt werden, dass ein optimaler Zeitpunkt für Abbruch bzw. Umsiedlung ermittelt werden kann, bei welchem die Differenz zwischen Nutzen und Kosten des Vorhabens maximal ist.
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Die Bestimmung der Kinetik der (cyclopentadienyl)Cobalt- (CpCo–) katalysierten Cyclotrimerisierung von Phenylacetylen in überkritischen Medien wie überkritischem Kohlendioxid (scCO2) oder auch überkritischem Wasser (SCW) bildete den Schwerpunkt in vorliegender Arbeit. Die Messungen dazu wurden in einem 30 ml Fensterreaktor mit manuellem Probenahmesystem durchgeführt. Die erhaltenen Proben wurden via off-line GC analysiert. Da derzeit keine Daten zur Löslichkeit von Phenylacetylen und Triphenylbenzol in scCO2 vorliegen, wurden die Reaktionsbedingungen (c, p, T) experimentell so bestimmt, dass im Reaktor homogene Bedingungen vorlagen, so dass repräsentative Proben aus dem Reaktor entnommen werden konnten. Die Reaktionen wurden im Temperaturbereich von 130 – 170°C unter einem CO2-Druck von 380 bar durchgeführt mit konstanten Mengen an Phenylacetylen und unterschiedlichen Katalysatorkonzentrationen. Der CO-Einfluß auf die Umsätze wurde durch ein Experiment mit einem CO-Vordruck von 10 bar in scCO2 untersucht. Die erhaltenen Messdaten wurden im Rahmen eines gemeinsamen kinetischen Modells auf der Basis des Reaktionsmechanismus ausgewertet. Die Stoffstromanalysen zeigten, in Übereinstimmung mit den experimentellen Daten, dass eine Katalysatorumwandlung in eine weniger aktive Form ([CpCo(cyclobutadien)]) und eine katalytisch inaktive Form ([CpCo(cyclopentadienon)]) stattfand. Mit Hilfe des Modells wurden die Zeitkonstanten von 2.86.10-3 s-1(130°C), 1.11.10-2 s-1 (150°C) s-1, 3.74.10-2 (170°C) s-1 und eine Aktivierungsenergie von 96.8±1.4 kJ/mol berechnet. Analoge Messungen wurden in SCW durchgeführt. Die Reaktion verlief bei 400°C und 400 bar so schnell, dass nach 1 min Reaktionszeit kein Phenylacetylen mehr nachgewiesen werden konnte. Basierend auf den erhaltenen Daten von Messungen in scCO2, sollte die Zeitkonstante bei 400°C etwa 300 s-1 betragen.
HIROCS is a multi-color survey designed to construct a statistically significant galaxy cluster sample for galaxy evolution studies using a multi-color classification scheme in the redshift range 0.5 < z < 1.5. After contributing to the survey specifications, tests of the multi-color classification with the observational setup showed the feasibility of the project. The photometric redshift accuracy of delta(z) = 0.076 was estimated at the R band limit of ~25 mag. The new algorithm for the galaxy cluster detection was developed and tested with COMBO-17 data. In the three COMBO-17 fields covering 0.78 square degrees 15 cluster candidates were identified in the redshift range 0.3 < z < 0.9. The power of the search method was demonstrated by a comparison with the cluster detections from the Voronoi tessellation. For the determination of the cluster selection function in HIROCS and COMBO-17 procedures to simulate galaxy clusters were introduced. Due to the lack of fully reduced HIROCS data, the COMBO-17 selection function was quantified; rich clusters are expected to be found in the redshift range covered by COMBO-17. First steps towards an analysis of cluster candidates were carried out using the COMBO-17 candidates. Finally, a rich cluster at redshift ~0.7 was identified in the first HIROCS infrared data.
This master thesis deals with the implementation of a search engine using Latent Semantic Indexing (LSI) called BoSSE. Four different search types were implemented which allow a search for documents or terms similar to a given term, query or document. These search types are evaluated and the importance of term weighting, exclusion of non content words and the right selection of k for the reduction of dimension are discussed. Furthermore, an introduction to Latent Semantic Indexing (LSI) and an explanation of the Singular Value Decomposition (SVD) is given.
In the development and production of industrial parts, both the macroscopic shape and the microstructure of the parts surface on a µm-scale strongly influence the parts properties. For instance, a surface in frictional contact should be structured in a way to reduce the expected wear by optimizing its lubrication properties. A gasket surface must not be too rough to prevent leakage, etc. The measurement of surface roughness started a few decades ago with the advent of tactile profilometers. These drag a stylus along a line over the surface and record the vertical deflection of the stylus as it moves over the surface, thus recording the height of the surface at the sampling points. Modern measurement techniques make it possible to acquire a complete three-dimensional height map of the surfaces. Obviously, the techniques for analysing two-dimensional profiles are not adequate for the analysis of three-dimensional height maps. Although many propositions for 3D-analysis have been made, these often lack a sound theoretical background. Hence, their understanding is limited and only a few are used regularly, resulting in an inadequate surface descrip- tion. A simple but powerful approach is to use the Minkowski functionals of the excursion sets of the data to charactarize the surface structure. These func- tionals can be interpreted in different ways depending on the model for the surface. Two models seem especially suited for technical surfaces: Random fields for surfaces with no obvious structure, e.g. shot-blasted surfaces and Boolean grain models for surfaces consisting of smaller structuring elements, e.g. sintered materials. In this thesis, a complete framework for the analysis of three-dimensional surface data using the Minkowski functionals is developed. This novel ap- proach allows for a stepwise data reduction: A complex data set is first reduced to three characterizing functions, from which further parameters can be derived. Due to a novel fast and accurate estimator for the characterizing functions, this technique is also suitable for time-critical tasks like the application in production automation.
Seit dem Jahr 2000 läuft an der Pädagogischen Hochschule unter der Leitung von Prof. Theo Klauß und Prof. Wolfgang Lamers ein von der Hochschule gefördertes sehr umfangreiches Projekt in dem die "Bildungsrealität von Kindern und Jugendlichen mit schweren und mehrfachen Behinderungen (BISB)" untersucht wird. Das Projekt bezieht sich auf die Forderung von Johan COMENIUS (1592-1670): Alle Kinder alles auf allumfassende Weise zu lehren (Omnes Omnia Omnina Docere). Kinder mit geistigen Behinderungen gehen in Deutschland erst seit den späten 60-er Jahren in die Schule, Kinder mit schweren und mehrfachen Behinderungen wurden erst seit 1979 in die Sonderschulen aufgenommen. In vielen Ländern gibt es bis heute für sie kein Recht auf Bildung. In den Schulen existieren vielfältige Varianten, diese Schüler zu unterrichten, dennoch herrscht offenbar Unsicherheit, ob dies ihnen wirklich entspricht. Es wurde bislang nicht umfassend untersucht, wie sich ihr Schulalltag gestaltet, wer mit ihnen arbeitet, wie die Rahmenbedingungen sind und wie die Kooperation gelingt. Diesen Fragen wurde im Projekt BiSB durch ein mehrperspektivisches Design nachgegangen, indem zu jeweils zwei Schülern aus allen in Frage kommenden Schulen Baden-Württembergs alle Teammitglieder und die Eltern befragt wurden. Auf diese Weise können gleichzeitig Unterschiede in Bezug auf Qualifikationen, Einstellungen und Sichtweisen zwischen den Berufsgruppen festgestellt werden (vgl. Janz 2006). Die Beteiligung der Schulen war mit 96% (109 von 114 Schulen)ausgesprochen hoch. Insbesondere wurden Daten zu folgenden Bereichen erhoben: - Beeinträchtigungen und Hilfebedarf (entsprechend ICF) - Qualifikationen der Teammitglieder - Kenntnis und Anwendung verschiedener pädagogischer Konzepte - Rahmenbedingungen - Einstellungen und Haltungen der Teammitglieder - Klassenzusammensetzung - Hilfsmittelausstattung - Kooperation mit Eltern Die Ergebnisse des hier vorgestellten ersten Projektteils zeigen, dass die Kinder gut in die Schulen integriert sind und sich nach Meinung ihrer Eltern, Lehrer und Therapeuten wohlfühlen. Der pflegerische Standard ist gut und die Kooperation mit den Eltern findet in ausgeprägter Form statt. Denoch sehen die Teammitglieder auch Verbesserungsbedarf. Es gibt Unsicherheiten, ob das Angebot diesen Kindern tatsächlich entspricht, ob eine Beschulung in homogenen oder heterogenen Klassen sinnvoller ist, bzw. ob die Einzelförderung stärkeres Gewicht erhalten sollte. Der Bericht gibt einen umfassenden Überblick über die Vielzahl an Ergebnissen zu den oben angeführten Themenbereichen.
Reversible protein phosphorylation is of key importance for several mechanisms of life. However, the low abundance of phosphorylated proteins hinders investigations following this direction. To circumvent this problem a new method for the enrichment of phosphorylated proteins out of complex protein mixtures was developed. This method relies on the affinity of the phosphate group towards aluminum hydroxide and was termed MOAC (Metal Oxide Affinity Chromatography). Successful phosphoprotein enrichment even from highly complex protein mixtures was confirmed by separation of phosphorylated from non-phosphorylated standard proteins, detection using a phosphate-specific fluorescent stain, ICP-MS (Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry), and antibodies. To identify phosphopeptides and protein phosphorylation sites proteins were digested with an endoproteinase and subjected to LC/MSn analysis. The determination of protein phosphorylation sites was achieved by making use of the distinct neutral loss of phosphoric acid from peptides phosphorylated on serine or threonine during fragmentation in an ion trap mass spectrometer. However, it was observed that also other posttranslational modifications such as methionine oxidation can mimic phosphorylation when using such data-dependent neutral loss scans. Remedies were defined to circumvent this problem leading to more reliable phosphorylation site identification. The combination of MOAC and a neutral loss driven MS3 approach showed to be highly useful for investigations on plant protein phosphorylation. In one of the first non-targeted phosphoproteomics approaches in plant science this combined approach was applied to enrich phosphoproteins of A. thaliana and of C. reinhardtii leading to the identification of over 40 phosphopeptides, 27 phosphorylation sites, and over 30 phosphoproteins. In addition, over 300 putative phosphoproteins were identified. In a targeted analysis the speculative in vivo phosphorylation site of the metabolic key enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase in A. thaliana could be confirmed. While the detection of phosphorylation and the determination of phosphorylation sites are very important to get a first impression whether or not a protein can be influenced by phosphorylation, quantification of phosphorylation delivers more detailed information on protein regulation by phosphorylation. Using an approach involving ICP-MS it was possible to monitor the overall protein phosphorylation degree for different developmental stages of A. thaliana. These values were compared to the degree of phosphorylation of proteins in C. reinhardtii. This comparison shows that protein phosphorylation is most abundant in rapidly dividing tissue and lowest in dormant seeds. To monitor phosphorylation of key metabolic enzymes under different physiological conditions, a robust method for relative quantification of changes in protein phosphorylation on a linear ion trap was also developed. It was used to investigate a speculative connection between temperature and phosphorylation of sucrose-phosphate synthase (SPS) and to determine the stoichiometry of phosphorylation for the in vitro phosphorylated enzyme. The results indicate that temperature has a profound effect on the phosphorylation level of SPS by influencing the activity or abundance of the kinase responsible for SPS phosphorylation.
The aim of this paper is to adapt the Viability Theorem from differential inclusions (governing the evolution of vectors in a finite dimensional space) to so-called morphological inclusions (governing the evolution of nonempty compact subsets of the Euclidean space). In this morphological framework, the evolution of compact subsets of the Euclidean space is described by means of flows along bounded Lipschitz vector fields (similarly to the velocity method alias speed method in shape analysis). Now for each compact subset, more than just one vector field is admitted - correspondingly to the set-valued map of a differential inclusion in finite dimensions. We specify sufficient conditions on the given data such that for every initial compact set, at least one of these compact-valued evolutions satisfies fixed state constraints in addition. The proofs follow an approximative track similar to the standard approach for differential inclusions in finite dimensions, but they use tools about weak compactness and weak convergence of Banach-valued functions. Finally an application to shape optimization under state constraints is sketched.
Stefan Knoth Titel: Regulation der Genexpression bei der erythroiden Differenzierung Betreuer: Prof. Dr. Stefan Wölfl Zusammenfassung Viele Erkrankungen des blutbildenden Systems, insbesondere Leukämien, haben ihre Ursache in einer Störung der Differenzierungvorgänge, die ausgehend von undifferenzierten Stammzellen des Knochenmarks zu allen Arten von hochspezialisierten Blutzellen führen. Es ist bekannt, dass sich bei der Chronischen Myeloischen Leukämie (CML) mit verschiedenen Substanzen wie AraC oder Butyrat die Proliferation unterdrücken und eine weitere Differenzierung induzieren lässt. Bei CML-Zellen geht man davon aus, dass durch die genannten Chemikalien die Differenzierung in Richtung der erythroiden Reihe stimuliert wird, da verstärkt Hämoglobine synthetisiert werden. Wegen ihrer einfachen Handhabung in Kultur wurden diese Zellsysteme in der Vergangenheit häufig als Modelle zur Untersuchung der erythroiden Differenzierung verwendet. Die therapeutikastimulierte erythroide Differenzierung von CML-Zellen ist also in zweierlei Hinsicht interessant, einerseits aus medizinischer Sicht zur Bewertung der Vorgänge im behandelten Patienten und andererseits hinsichtlich der Eignung dieser Systeme als Modelle zur Erforschung der Erythropoese. In der vorliegenden Arbeit wurden Veränderungen des Transkriptoms als Maß für Differenzierungsprozesse herangezogen. Die Entwicklung von Erythrozyten aus Vorläuferzellen wurde in vier Zellkultursystemen untersucht, die als Modelle für diesen Differenzierungsweg allgemein anerkannt sind. Als Modell für die normale Erythropoese dienten CD34-positive hämatopoetische Vorläuferzellen, die mit Erythropoietin stimuliert wurden. Die drei anderen Modelle basieren auf der CML-Zelllinie K562, wobei die Zellen mit AraC, Natriumbutyrat oder Hämin behandelt wurden. Bei allen Modellen wurden Zellproben in Form von Zeitreihen entnommen. Mit Hilfe der aus den Zellen präparierten total-RNA wurden Hybridisierungsproben hergestellt und auf AFFYMETRIX-U133A-Microarrays hybridisiert. Alle untersuchten Zeitpunkte wurden definierten Stadien der Erythropoese zugeordnet. Dazu wurden FACS-Daten bekannter Oberflächenmarker, morphologische Kriterien sowie Array-Daten einer Vielzahl weiterer erythrozytenspezifischer Gene benutzt. Die überwiegende Mehrheit der Zellen im CD34+-Experiment erreichte die letzten kernhaltigen Stadien Proerythroblast, Erythroblast und Normoblast, vollendete aber die erythroide Differenzierung nicht. Bei den K562-Experimenten ermöglichte der Vergleich der kompletten Datensätze mit den Datensätzen des CD34+-Experiments durch hierarchisches Clusterns ebenfalls eine Zuordnung zu definierten Stadien der Erythropoese. Anschließend wurden die Datensätze nach differentiell exprimierten Genen durchsucht. Im Ergebnis wurden bei den EPO-stimulierten CD34+-Zellen 2363 Gene, bei den AraC-stimulierten K562 1987 Gene, bei den Butyrat-stimulierten K562 1941 Gene und bei den Hämin-stimulierten K562 850 Gene als differentiell exprimiert eingestuft. Um festzustellen, welche Gene in allen oder zumindest mehreren Modellen reguliert werden, wurden die Schnittmengen berechnet. Wegen der geringen Übereinstimmung der Modelle und unter der Annahme, dass das CD34+-Modell die in-vivo-Bedingungen am besten repräsentiert, wurde festgestellt, dass die therapeutikastimulierten K562 als Modelle der Erythropoese ungeeignet sind. Daher wurde im Weiteren nur das CD34+-Modell untersucht. Mittels k-means-clustering wurden regulierte Gene mit ähnlichen Expressionsverläufen innerhalb einer Zeitreihe zu Gruppen (Cluster) geordnet. Dadurch konnten verschiedene Aktivierungsmuster unterschieden werden. Innerhalb der Cluster wurde nach Genen gesucht, deren Produkte an der biochemischen Signaltransduktion beteiligt sind und in einer funktionellen Beziehung zueinander stehen. Die Bedeutung dieser Veränderungen für die regulatorischen und metabolischen Reaktionswege in der Zelle wurde erörtert. Die therapeutikainduzierte Differenzierung von K562 ist zwar kein ideales Modell der Erythropoese, ist aber von großem Wert bei der Beschreibung der biologischen Vorgänge, die bei einer Chemotherapie im Patienten stattfinden. In diesem Zusammenhang wurde konkret nach regulatorischen Proteinen gesucht, deren Expressionsmuster sich in den K562-Modellen deutlich vom CD34+-Modell unterscheiden und die daher neben BCR-ABL für die Ausprägung des CML-Phänotyps wichtig sein könnten. Es wurde eine Auswahl von 18 Genen vorgestellt und für 14 von ihnen wurden die Array-Daten durch quantitative RT-PCR bestätigt. Mit Hilfe eines noch in Entwicklung befindlichen Microarrays mit phosphorylierungs-spezifischen Antikörpern war am Modell der CD34+-Zellen die Signalkaskade ausgehend von der Stimulierung mit Erythropoietin (EPO) zu verfolgen. Es wurde gezeigt, dass durch EPO die Phosphorylierung von AKT und p70S6-Kinase ausgelöst wird. Diese Ergebnisse konnten durch Immunoblots bestätigt werden.
Gegenstand der Arbeit ist das Auseinanderfallen von Status und Geneses der hist.-ethnographischen Bildersammlungen (Foto- und Film) Spencers und Gillens in Australien. Der größte Teil der über 100 Jahre alten Sammlungen unterliegt spätestens seit den 1980er Jahren strengen Restriktionen. Einerseits wird dadurch das Spannungsverhältnis zwischen aboriginaler Repression in kolonialer Vergangenheit und Gegenwart aktualisiert. Anderseits läuf die Forschung Gefahr politisch gegängelt zu werden. Unter Einbeziehung aktueller theoretischer Auseinandersetzungen auf dem Gebiet der Medienanthroplogie versucht die Arbeit den veränderten Rahmenbedingungen von ethnographischer Forschung nachzugehen, und dabei das Verhältnis von Engagement und Distanz, Ethik und Ästhetik am Beispiel der Bilder Spencers und Gillens auszuloten.
Exposure of living organisms to smaller amounts of toxic agents and other adverse effects may be more common in natural environments than direct impact of highly cytotoxic doses of the same agents. Occurring over various time spans or as the consequence of repeated exposures, the accumulation of mutations may be as critical for the organism as the immediate cytotoxic effect. Therefore, cellular response to the treatment with DNA-damaging substances at low concentrations which are genotoxic but do not have a strong cytotoxic effect are of special interest. Investigating the transcriptional response of S.cereveisiae to low doses of the alkylating agent methylmethane sulfonate (MMS) we observed that cellular sensitivity to MMS directly depends on their ability to immediately induce the basic, stereotypical stress response program called ESR. Modulation of basic metabolic pathways and induction of diauxic shift are factors that directly contributed to the increased resistance of the FF18984 strain to MMS. Metabolic adaptation and pre-induction of ESR resulting from nutrient deprivation helped this strain to cope better with the toxic effect of genotoxic agents applied later such as MMS. Our results showed that the major stimulus that triggers the adaptive response and the induction of ESR genes upon MMS treatment is an alteration in glucose utilization. These results point to an important correlation between metabolic pathways and the ability of living organisms to cope with adverse environmental conditions. Moreover, the induction of ESR seemed to be the most important prerequisite for a proper and fast cellular response to DNA damage. Expression of the key enzyme of gluconeogenesis fructose-1,6-bisphosphatase (FBP1) was clearly up-regulated by MMS in glucose-rich medium. Interestingly, deletion of FBP1 led to reduced sensitivity to MMS, but not to other DNA damaging agents such as 4-nitroquinoline (4-NQO) or phleomycin. The reduced sensitivity of the fbp1 mutant was the result of better recovery of this mutant after a long-term treatment with MMS. Reintroduction of FBP1 in the knockout strain restored the wild-type phenotype while overexpression increased MMS-sensitivity of wild-type. The connection between Fbp1p and one of the most important DNA damage signalling cascade that starts with the Mec1/Tel1 damage sensors was investigated with the RNR2-GFP reporter assay. These experiments revealed that the deletion of FBP1 had no effect on induction through the RNR2 promoter while overexpression of FBP1 significantly increased the activity of the RNR2 promoter. These results indicated that the increased intracellular level of Fbp1p after DNA damage caused by MMS probably acts as a signal that mediates cellular response to this toxic agent. Deletion of FBP1 reduced the production of reactive oxygen species (ROS) in response to MMS and in untreated aged cells. The mutant cells showed delayed production of ROS in the first fifteen days in aging culture what resulted in better viability in full medium. In minimal medium the lack of Fbp1p was no advantage for cellular survival. In these conditions aged fbp1 mutants survived even less and accumulated similar levels of ROS. Elevated amounts of Fbp1p shortened life-span, but did not have any influence on ROS accumulation. These results showed that Fbp1p is an important factor that modulates ROS production in response to MMS treatment and aging. However, in media with limited nutrients Fbp1p is a critical factor for cellular survival and its lack is rather a disadvantage. Based on the above observations, we concluded that FBP1 influences the connection between DNA damage, aging and oxidative stress either through direct signalling or an intricate adaptation in energy metabolism. In consequence, the tight regulation of FBP1 expression and age-associated changes in glucose metabolism are not only crucial for the control of gluconeogenesis but also for an appropriate response to aging and DNA damage.
Chlorid hat eine weitreichende Bedeutung für die neuronale Signalverarbeitung. Seine intrazelluläre Konzentration entscheidet, ob GABA oder Glyzin eine erregende oder hemmende Wirkung auf Nervenzellen haben. Entgegen seiner physiologischen Bedeutung stehen nur wenige, mit Problemen in der Anwendung behaftete Techniken zur Verfügung, um intrazelluläre Chloridkonzentrationen messen zu können. Clomeleon ist ein ratiometrischer, genetisch kodierter Chloridindikator bestehend aus einer Fusion von cyan- und gelb-fluoreszierendem Protein, der nichtinvasive Chloridmessungen an lebendem Gewebe erlaubt. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Strategien diesen Indikator in Biosensor-Mauslinien nutzbar zu machen und deren Anwendbarkeit anhand der Frage nach der Entwicklungsabhängigkeit der Chloridkonzentration von Neuronen zu testen. Es wurden sieben Linien transgener Mäuse generiert, die den Indikator unter Kontrolle des Thy1-Promotors exprimieren. Die Linien unterschieden sich in dem Expressionsmuster von Clomeleon. Generell wurde in diesen Linien eine weitverbreitete und hohe Expression des Indikators gefunden. Diese Mauslinien sind für Populations-Imaging gut geeignet. Einzelzell-Imaging ist durch die dichte Expression anspruchsvoll und verlangt nach einem quantitativen Ansatz, der unter definierten Messbedingungen die Ermittlung eines Hintergrundes erlaubt. Unter Beachtung dieser Einschränkung konnte an akuten Hirnschnitten dieser Linie der postulierte Abfall intrazellulärer Chloridkonzentrationen in Nervenzellen nach der Geburt gezeigt werden. Ausgehend von einer Konzentration von 21 mM bei P5 fällt die Chloridkonzentration bis auf 6 mM bei P20. Daraus folgt eine Umpolung der GABAergen Antwort bei P14. Darüberhinaus wurde eine universelle Clomeleon-Indikatormauslinie auf Basis des ubiquitär aktiven ROSA26-Promotors und einer loxP-flankierten Stopp-Kassette erzeugt. Durch Verpaarung mit einer Cre-Aktivatormauslinie erlaubt diese Linie die Expression des Indikators in genetisch definierten Zellpopulationen. Dieses Konzept birgt enorme Möglichkeiten zur Verbesserung der Imagingbedingungen. Einerseits stammt alles gesammelte Licht aus derselben genetisch identifizierten Zellpopulation, was die Aussagekraft von Populationssignalen erhöht. Andererseits besteht für das Einzelzell-Imaging die Chance vereinzelt stehende markierte Zellen zu erhalten, was die für quantitatives Imaging notwendige Hintergrundsbestimmung vereinfacht. Durch die niedrige Expression von Clomeleon in Nervengewebe sind intensitätsbasierte Imagingmethoden nur sehr eingeschränkt möglich, die Verwendung von 2P FLIM bietet jedoch eine sehr erfolgversprechende Möglichkeit, quantitative Messungen trotz der niederen Fluoreszenz durchführen zu können. Ein vergleichbares Konzept verfolgten wir durch Kombination von viralen Gentransfer und Techniken konditionaler Genaktivierung. Hier gelang es durch Infektion mit dem für Zellen völlig untoxischen rekombinanten AAV1/2-Virus in transgenen Aktivator-Mauslinien eine ausserordentlich hohe Expression von Clomeleon in genetisch definierten Nervenzellen zu erhalten. Diese Situation schafft ideale Voraussetzungen für das Imaging einzelner Zellen. Es konnte gezeigt werden, dass die chronische Expression von Clomelon in Biosensor-Mauslinien erfolgreich zur nichtinvasiven, optophysiologischen Darstellung der intrazellulären Chloridkonzentration eingesetzt werden können. Damit steht ein neues Werkzeug zur Verfügung, mit welchem viele, bisher experimentell nicht zugängliche biologische Fragestellungen nunmehr untersucht werden können.
We re-assess the constraints that estimates of the global ocean excess radiocarbon inventory place on air-sea gas exchange. We found that the gas exchange scaling parameter aq cannot be constrained by the excess radiocarbon inventory alone. Non-negligible biases in different global wind speed datasets require a careful adaptation of aq to the wind field chosen. Furthermore, aq depends on the spatial and temporal resolution of the wind fields. We develop a new wind speed- and inventory-normalized gas exchange parameter aqN which takes into account these biases and which is easily adaptable to any new estimate of the ocean excess radiocarbon inventory. Our study yields an average estimate of aq of 0.32+/-0.05 for monthly mean winds, lower than the previous estimate (0.39) from Wwanninkhof (1992). We calculate a global annual average piston velocity for CO2 of (16.7+/-2.9) cm/hr and a gross CO2 flux between atmosphere and ocean of (73+/-10) PgC/yr, significantly lower than results from previous studies.
The global radiocarbon cycle of the last 60 years was simulated with the Global RAdioCarbon Exploration Model (GRACE). The total radiocarbon production by atmospheric nuclear bomb tests was determined using available stratospheric and tropospheric radiocarbon (14C) observations as constraints. To estimate the range of uncertainty in the explosive force of atmospheric nuclear bomb tests and their respective 14C yield factor, we applied different published bomb test compilations. Furthermore, to account for a possible small bias in the available stratospheric excess radiocarbon observations, we tested the different bomb test compilations with both uncorrected and corrected stratospheric 14C observations. For each of these scenarios of the total bomb 14C burden, the model simulated the distribution of excess radiocarbon among the stratosphere, troposphere, biosphere, and ocean carbon reservoirs. With a global bomb 14C production of 598—632*10^26 atoms (99-105 kmol) 14C between 1945 and 1980, simulated excess radiocarbon inventories are in good agreement with all available stratospheric and tropospheric radiocarbon observations as well as with the latest estimates of the ocean excess radiocarbon inventories during the GEOSECS and WOCE surveys from Peacock (2004) and Key et al. (2004). For the very first time, our model is thus capable of closing the excess radiocarbon budget on the basis of our current knowledge of exchange rates and reservoir sizes in the global carbon system.
Ein Experiment sollte den Einfluss von Kausaldiagramm-Analysen auf Problemlöseverhalten und -erfolg im Umgang mit komplexen, dynamischen Systemen untersuchen. Es wurde vermutet, dass die wissensdiagnostische Methode prozessbegleitender Kausaldiagramm-Analysen einen hypothesengeleiteten Problemlösestil sensu Klahr und Dunbar (1988) unterstützt und intensiviert. Als beobachtbare Konsequenz intermittierender Kausaldiagramm-Analysen wurde erhöhter Erwerb von Strukturwissen und gesteigerte Leistung im Steuern des Systems erwartet. 64 studentische Versuchspersonen nahmen an der Untersuchung teil. Sie bearbeiteten das DYNAMIS-Szenario ÖKOSYSTEM über fünf kombinierte Explorations- und Anwendungsdurchgänge. Probanden, die in den Intervallen zwischen diesen Durchgängen Kausaldiagramme anfertigten, zeigten sich im abschließend erworbenen Strukturwissen Vergleichspersonen überlegen, die einen oberflächlichen Rekognitionstest, eine nicht szenariobezogene Aufgabe oder gar keine zusätzliche Aufgabe absolviert hatten. Dies spricht für eine Reaktivität von Kausaldiagramm-Analysen. Keine definitiven Hinweise auf Reaktivität hingegen erbrachte die Analyse der Bearbeitungszeiten und des Strategieeinsatzes im Explorieren des Systems: Kausal-instruierte Probanden benötigten weder mehr Zeit noch explorierten sie ÖKOSYSTEM geschickter. Ein Pfadmodell belegte wie vermutet einen hohen positiven, prädikativen Zusamennhang des Strukturwissens auf die Steuerleistung; dennoch ging der Wissensvorteil bei Kausaldiagramm-Analysen nicht mit verbesserter Steuerleistung einher. Inwieweit spezifisches Eingriffswissen alternativ zum abstrakten Strukturwissen am Steuerprozess beteiligt ist, konnte im Rahmen des Experiments nicht geklärt werden. Als weitere Determinanten auf die Problemlösegüte erwiesen sich der Vernetztheitsgrad des Systems (s. Funke, 1985) und das Geschlecht der Versuchspersonen. Allgemeine und spezifisch mathematische intellektuelle Leistungsfähigkeit hatten entgegen der Erwartung keinen nachweisbaren Einfluss auf den Problemlöseerfolg.
Dieser Aufsatz liefert mit der Interpretation von Rilkes Prosagedicht „Der Löwenkäfig“ ein Beispiel für eine besondere Art und Weise des Umgangs mit einem literarischen Text – die sogenannte prozessuale Lektüre. Diese kehrt in einem noch umfangreicheren Maße als die strukturale Vorgehensweise mehrfache Lesbarkeit und Polyvalenzen hervor. Die Bezüge zwischen den bestimmten Segmenten des Textes werden sowohl vorwärts als auch rückwärts geknüpft. Dabei kristallisieren sich im Prozeß der Semiose einzelne Bedeutungen heraus, die dann in ihrem Ganzen so etwas wie eine ‚objektive’ Interpretation ergeben. Dies geschieht auf dem Wege des ‚Abbaus’ der Polysemie und Polyvalenz.
Der Artikel hat die allgemeine Forschungslage der literarischen Gattungstheorie zum Gegenstand. Zunächst wird der Begriff „Gattung“ unter dem Blickwinkel seiner „funktionalen Etymologie“ erörtert. Anschließend wird er unter der axiologischen, gnoselogischen und ontologischen Perspektive betrachtet.
Kurzbeiträge, aktuelle Mitteilungen und Nachrichten aus allen Bereichen des Bibliothekssystems der Universität Heidelberg. (Dokument 1 enthält die Beiträge, Dokument 2 den Pressespiegel).
Mit der Digitalisierung von „Der Heidelberger Student“ stellt die Universitätsbibliothek Heidelberg eine wichtige Quelle zur Universitätsgeschichte via Internet zur Verfügung. Vorliegender Aufsatz zeigt, wie die Heidelberger Studentenpresse schon bald von den Nationalsozialisten als publizistisches Organ und zur Propaganda missbraucht wurde. Darüber hinaus wird deutlich, welch komfortabler Dienst der Geschichtswissenschaft aus der Digitalisierung und Web-Präsentation des "Heidelberger Student" erwächst.
Durch die in vitro Selektion konnte im Laufe der letzten 20 Jahre eine Reihe an künstlichen RNA-Enzymen (Ribozyme) entwickelt werden. Die Fähigkeit der Ribozyme, eine große Bandbreite an organischen Reaktionen zu katalysieren, unterstützt die Hypothese der RNA-Welt, der zufolge in einer früheren Welt metabolische Umwandlungen durch RNA-Moleküle bewerkstelligt wurden. Die Bindungsausbildung zwischen zwei Kohlenstoffatomen dürfte in solch einer Welt auch bereits eine erhebliche Rolle gespielt haben. In der Natur werden Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen überwiegend durch Aldolreaktionen gebildet, wobei Aldolasen die Reaktion in einem Enaminmechanismus (Klasse I) oder mit Hilfe von Zinkionen (Klasse II) katalysieren. Diese Arbeit beschreibt die Etablierung einer Selektionsstrategie zur Generierung von Ribozymen, die eine Aldolreaktion ähnlich den Aldolasen katalysieren sollen. Für die direkte in vitro Selektion mit photospaltbaren linkerkoppelten Reaktanden wurden zwei verschieden lange RNA-Bibliotheken verwendet. Die Einführung des Aldoldonors an den 3’-Terminus der kombinatorischen Bibliotheken erfolgte über einen flexiblen Dinukleotidlinker durch enzymatische Ligation. Nach stattgefundener Reaktion mit dem biotinylierten Aldolakzeptor konnten aktive RNA-Moleküle durch Affinitätschromatographie von nicht-umgesetzten Sequenzen abgetrennt und durch die im Linker enthaltene photospaltbare o-Nitrophenyleinheit selektiv freigesetzt werden. Die Photospaltstelle im Linker sollte hierbei die Regioselektivität der Aldolreaktion und eine ungewollte Anreicherung an Spezies, die Nebenreaktionen bevorzugen, gewährleisten. In dem kürzeren Pool, der einen randomisierten Bereich von 70 Nukleotiden aufwies, wurde eine Anreicherung an Spezies beobachtet und nach 13 bzw. 14 Runden kloniert und sequenziert. Es wurden insgesamt 85 Sequenzen isoliert, die in 12 Familien mit insgesamt 34 Mitgliedern eingeteilt werden konnten. Sekundärstrukturanalyse und -vergleiche wurden durchgeführt. Zur kinetischen Charakterisierung der isolierten Sequenzen wurden verschiedene Ansätze ausgetestet. Die genauer charakterisierten Spezies beschleunigen die Reaktion zwischen dem 230- und 500-fachen und weisen eine scheinbare Geschwindigkeitskonstante zwischen 2.4 ∙ 10-5 und 5.3 ∙ 10-5 M-1s-1auf. Durch die erfolgreiche Selektion von Sequenzen, die eine Aldolreaktion beschleunigen, konnte das Reaktionsspektrum, das durch RNA katalysiert wird, ausgebaut und die Hypothese der präbiotischen RNA-Welt weiter untermauert werden.
In storage ring experiments the role, which the initial internal excitation of a molecular ion can play in electron collisions, and the effect of these collisions on the internal excitation are investigated. Dissociative recombination (DR) and inelastic and super-elastic collisions are studied in the system of He2+. The DR rate coefficient at low energies depends strongly on the initial vibrational excitation in this system. Therefore changes in the DR rate coefficient are a very sensitive probe for changes in the vibrational excitation in He2+, which is used to investigate the effects of collisions with electrons and residual gas species. The low-energy DR of HD+ is rich with resonances from the indirect DR process, when certain initial rotational levels in the molecular ion are coupled to levels in neutral Rydberg states lying below the ion state. Using new procedures for high-resolution electron-ion collision spectroscopy developed here, these resonances in the DR cross section can be measured with high energy sensitivity. This allows a detailed comparison with results of a MQDT calculation in an effort to assign some or all of the resonances to certain intermediate Rydberg levels.
Etwa 1 % aller Lebendgeburten leiden unter angeborenen Herzfehlern, von denen viele untherapiert zum Tod durch Herzinsuffizienz führen. Um die Früherkennung von angeborenen Herzfehlern zu erleichtern und Therapieansätze zu finden, wurden Tiermodelle entwickelt, die es ermöglichen, angeborene Herzfehler detailliert zu erforschen. Weiches herzm245 (whz) ist eine rezessive, embryonal letale Zebrafischmutante, die im Rahmen der funktionellen Genomanalyse durch ENUMutagenese erzeugt wurde. Homozygot-mutante whz-Embryonen entwickeln im Verlauf ihrer Herzentwicklung eine kontraktile Dysfunktion, die zum vollständigen Verlust der Blutzirkulation und damit zum embryonalen Tod führt. Durch histologische und molekularbiologische Untersuchungen von mutanten whz-Embryonen wurde in der vorliegenden Arbeit gezeigt, dass die Entwicklung des atrioventrikulären Kanals (AVC) bereits im frühesten durch molekulare Marker nachweisbaren Entwicklungsstadium inhibiert ist. So entwickeln mutante whz- Embryonen weder AV-Klappen, noch ein spezialisiertes AV-Überleitungssystem, das im Wildtyp (WT) die sequentielle Kontraktion von Atrium und Ventrikel steuert. Die positionelle Klonierung ergab, dass der whz-Phänotyp durch einen Gendefekt in tbx20, einem Tbox-Transkriptionsfaktor, hervorgerufen wird, der zum partiellen Verlust der transkriptorischen Aktivatorfunktion führt. Die loss of function- Mutation in tbx20 wurde durch einen genetischen rescue von whz durch WT-tbx20 bestätigt. Die durchgeführten Analysen kamen zu dem Schluss, dass im Zebrafisch die Entwicklung des AVC durch die synergistische transkriptorische Aktivität von Tbx20 mit Nkx2.5, Gata5 und Tbx5 reguliert wird und dass bmp4 ein direktes Zielgen von Tbx20 darstellt. Des Weiteren wurde im Rahmen dieser Arbeit im Zebrafisch eine zweite Isoform von Tbx20, Tbx20b, isoliert, die nicht die Entwicklung des AVCs oder des Herzens, sondern die Angiogenese reguliert. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass der FGF-Signalweg sowohl die morphologische als auch die funktionelle Entwicklung des AVCs reguliert und dort möglicherweise durch Tbx20 induziert wird.
The Beetle chip is a radiation hard, 128 channel pipelined readout chip for silicon strip detectors. The front-end consists of a charge-sensitive preamplifier followed by a CR-RC pulse shaper. The analogue pipeline memory is implemented as a switched capacitor array with a maximum latency of 4us. The 128 analogue channels are multiplexed and transmitted off chip in 900ns via four current output drivers. Beside the pipelined readout path, the Beetle provides a fast discrimination of the front-end pulse. Within this doctoral thesis parts of the radiation hard Beetle readout chip for the LHCb experiment have been developed. The overall chip performances like noise, power consumption, input charge rates have been optimised as well as the elimination of failures so that the Beetle fulfils the requirements of the experiment. Furthermore the characterisation of the chip was a major part of this thesis. Beside the detailed measurement of the chip performance, several irradiation tests and an Single Event Upset (SEU) test were performed. A long-time measurement with a silicon strip detector was also part of this work as well as the development and test of a first mass production test setup. The Beetle chip showed no functional failure and only slight degradation in the analogue performance under irradiation of up to 130Mrad total dose. The Beetle chip fulfils all requirements of the vertex detector (VELO), the trigger tracker (TT) and the inner tracker (IT) and is ready for the start of LHCb end of 2007.
Diode pumped all-solid-state ultrafast lasers are promising for mini-invasive refractive surgery and keratoplasty. A funda mental systematical study concerning ultrafast laser tissue interactions is crucial before applying the state of the art laser technology to ophthalmic applications. Porcine cornea samples were treated with three diode pumped all-solid-state ultrafast lasers, namely, a Nd:glass femtosecond laser, a Yb:KYW femtosecond laser, and a Nd:YAG picosecond laser. The pulse width of the ultrafast laser pulses ranges from 800 fs to 20 ps. The corneal ablation threshold as a function of the laser pulse width and the depth in the corneal stroma was precisely determined by simultaneous monitoring of the intensity of the laser-induced plasma and the second harmonic signals coming from the cornea stroma. This study confirmed in a new way that the plasma mediated ablation in the cornea is a function of laser pulse width. Namely the plasma spark and the second harmonic generation signal were detected at the same time. The ablation threshold is proportional to the square root of the laser pulse width, which is consistent with previous studies. The dependence of the corneal ablation threshold on the depth of the stroma is not significant in the first 200 µm. One can determine the LIOB threshold by observing the ablation bubble. One also can determine the LIOB threshold by observing the plasma spark. These two methods have the same sensitivity level.
In dieser Arbeit entwickeln wir eine nichtrelativistische Theorie zur quantenmechanischen Beschreibung longitudinaler Atomstrahl-Spinecho-Experimente, bei denen ein Strahl neutraler Atome eine Anordnung statischer elektrischer und magnetischer Felder durchquert. Der Gesamtzustand des Atoms ist die Lösung der Schrödinger-Gleichung mit matrixwertigem Potential und kann als Superposition lokaler (atomarer) Eigenzustände der Potentialmatrix geschrieben werden. Die orts- und zeitabhängigen Amplitudenfunktionen jedes Eigenzustands repräsentieren die atomaren Wellenpakete und können mit der von uns aufgestellten Master-Formel in einer Reihenentwicklung berechnet werden. Die nullte Ordnung dieser Reihenentwicklung beschreibt den adiabatischen Grenzfall, in höheren Ordnungen werden Mischungen der Zustände und der zugeordneten Amplitudenfunktionen berücksichtigt. Wir geben eine Anleitung zur theoretischen Beschreibung eines longitudinalen Atomstrahl-Spinecho-Experiments und des sogenannten Fahrplanmodells an, bei dem die Schwerpunktsbewegung der Wellenpakete in den angelegten Feldern grafisch dargestellt wird. Die Schwerpunktsbewegung der Wellenpakete wird dabei durch die unterschiedliche Aufspaltung der lokalen Eigenwerte der Potentialmatrix bestimmt. Wir studieren als Beispiel für eine Anwendung der Theorie paritätsverletzende, geometrische (Berry-)Phasen in Atomen. In diesem Zusammenhang führen wir geometrische Flussdichten ein, mit denen man für spezielle Feldkonfigurationen die geometrischen Phasen direkt anhand eines Vektordiagramms veranschaulichen kann. Am Beispiel einer bestimmten Feldkonfiguration zeigen wir die Existenz einer paritätsverletzenden geometrischen Phase.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Pump-Probe Experimente zur Fragmentation von H2 (D2) MolekÜlen in intensiven 6 bzw. 25 fs Laserpulsen durchgefÜhrt, mit dem Ziel, die ultraschnelle Bewegung der beiden Kerne im gebundenen Zustand zeitaufgelöst abzubilden. Hierzu wurde ein hochstabiles Mach-Zehnder Interferometer aufgebaut, das zwei identische Laserpulse erzeugt, die mit einer Genauigkeit von 300 as Über einen Bereich von 0-3300 fs zeitlich zueinander verzÖgert werden können. Die Fokussierung der Laserpulse in einen H2 (D2) Molekülstrahl führte bei Intensitäten von bis zu 10^15 W/cm2 zu Ionisation und/ oder Dissoziation wobei die Impulse aller geladenen Bruchstücke mit einem Reaktionsmikroskop vermessen wurden. Mit 6 fs Pulsen gelang es, die zeitliche Entwicklung eines durch einen Pump-Puls vorbereiteten Kernwellenpakets im H+2 mit einem Probe-Puls abzufragen. Dabei konnte sowohl die Delokalisierung (”Kollaps“) als auch eine anschließende Wiederherstellung (”revival“) des Kernwellenpakets beobachtet werden. Ferner wurde eine Vibrationsanregung in D2 beobachtet und erstmals zeitlich abgetastet, wobei die Dominanz eines neuen rein quantenmechanischen Anregungsmechanismus (”Lochfrass“-Mechanismus) nachgewiesen werden konnte. Bei den Messungen mit 25 fs Pulsen konnte eine theoretisch vorhergesagte Erhöhung der Ionisationswahrscheinlichkeit bei einem internuklearen Abstand von 10 a.u. erstmals experimentell nachgewiesen werden.
Haupthistokompatibilitäts-(MHC)Klasse-I-Moleküle präsentieren den CD8+-T-Lymphozyten intrazellulär prozessierte Antigene. Die Präsentation ist durch eine Vielzahl an Hilfsproteinen einschließlich Tapasin (Tpn) und dem Transporter associated with Antigen Processing (TAP), der aus den nicht kovalent verknüpften TAP1- und TAP2-Untereinheiten besteht, reguliert. Das ER-residente Glykoprotein Tpn hat eine duale Chaperonfunktion, indem es die Peptidfracht der MHC-Klasse-I-Moleküle innerhalb des TAP-assoziierten Peptidbeladungskomplex optimiert und unabhängig davon das Expressionsniveau von TAP reguliert. In der vorliegenden Arbeit wurde die Stabilität der TAP-Untereinheiten in Anwesenheit und Abwesenheit von Tpn untersucht. Dazu wurden TAP1- und TAP2-Untereinheiten voller Länge und N-terminal verkürzte TAP1- und TAP2-Untereinheiten, die jeweils C-terminal mit EGFP markiert waren, entweder in TAP1/2-defizienten und Tpn-/--MC4-Zellen oder in Tpn-kompetenten MCB6TAP1-/--Zellen exprimiert. Es konnte gezeigt werden, dass die N-Domäne von TAP2 für die Tpn-vermittelte Stabilisierung des TAP1/TAP2-Heterodimers wichtig ist. TAP1 war in Abwesenheit von Tpn dagegen stabil. Die TAP2-Untereinheit war daher das geeignete Indikatormolekül, um den kaum verstandenen molekularen Mechanismus der Tpn-vermittelte TAP-Stabilisierung in Tpn-transfizierten MC4-Zellen detailliert zu untersuchen. Hierfür wurden einerseits in der Transmembrandomäne (TMD) und/oder im N-terminal angrenzenden Verbindungspeptid (CP) von Maus(m)-Tpn einzelne oder multiple konservierte Aminosäuren ausgetauscht und andererseits mTpn-TMD-Chimären hergestellt in denen die TMD von mTpn durch heterologe TMD ausgetauscht wurden. Zunächst stellte sich heraus, dass ausgewählte einzelne konservierte Aminosäuren in der TMD von mTpn keine signifikante Rolle bei der TAP-Stabilisierung spielen. Nur die Substitution eines hochkonservierten sauren Motivs (E414/D415) im CP reduzierte die TAP2-Stabilisierung drastisch. Allerdings funktionierte das saure Motiv nicht unabhängig von der Tpn-TMD. Durch weitere Mutationsanalysen konnte zum ersten Mal eine einzelne Aminosäure im CP identifiziert werden, die an der TAP-Stabilisierung beteiligt ist und zwar Glu in der Position 414. Die Ergebnisse des Austausches multipler Aminosäuren innerhalb der TMD zeigte, dass die TAP-Stabilisierungsfunktion von Tpn nicht durch einzelne, sondern durch ein räumliches Motiv an einer Flanke der membranquerenden Helix von Tpn bestehend aus den konservierten Aminosäuren F420, F424, G428, K431 und W435 ausgeübt wird. Der kombinierte Austausch von E414 im CP und des räumlichen Motivs erbrachte einen kompleten Verlust der Tpn-vermittelten TAP2-Stabilisierung und zeigte damit eine kooperative Wirkung dieser funktionsbestimmenden Aminosäuren auf. Die konservierten Aminosäuren des räumlichen Motivs befinden sich hauptsächlich im N-terminalen Teil der TMD von Tpn und interagieren vermutlich mit einer oder mehreren Transmembranhelices innerhalb der N-Domänen von TAP. Dagegen interagiert die ER-luminal exponierte Aminosäure E414 möglicherweise mit einer basischen Aminosäure in einer ER-exponierten Schleife innerhalb der N-Domänen von TAP. Die beschriebenen konservierten Aminosäuren scheinen zwar notwendig, aber nicht ausreichend für die Tpn-Funktion zu sein, da sie sich nicht in die TMD von Calnexin transplantieren ließen. Der Sequenzkontext innerhalb der TMD von Tpn liefert vermutlich zusätzliche essentielle Informationen. In Anwesenheit von verschiedenen Tpn-Mutanten konnte gezeigt werden, dass bereits deutlich reduzierte TAP2-Mengen ausreichen, um die peptidtransportabhängige MHC-Klasse-I-Expression zu induzieren. Die MHC-Klasse-I-Induktion war in guter Korrelation mit der TAP2-Stabilisierung. In dieser Arbeit konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die konservierten Aminosäuren F420, F424, G428, K431 und W435, die ein räumliches Motiv innerhalb der TMD bilden, und die saure Aminosäure E414 im CP für die Tpn-vermittelte Stabilisierung von TAP2 notwendig sind. Für die TAP1-Stabilisierung scheint Tpn keine entscheidende Rolle zu spielen.
Polymodale Schmerzzellen exprimieren Transduktionskanäle, die durch gewebe-schädigende Reize aktiviert werden und einen depolarisierenden Ca2+-Fluß in die Zelle leiten. Einige Schmerzzellen exprimieren Ca2+-aktivierte Cl--Kanäle, die durch den Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration geöffnet werden und einen auswärtsgerichteten Cl--Fluß leiten. Dieser Cl--Efflux depolarisiert die Zellen zusätzlich und bewirkt eine Ver-stärkung der sensorischen Signale. Der „Gain“ dieses Cl--basierten Verstärkungs-mechanismus wird durch die intrazelluläre Cl--Konzentration ([Cl-]i) bestimmt. Es ist be-kannt, dass Cl--Akkumulation in Schmerzzellen durch den Na+/K+/2Cl--Transporter NKCC1 vermittelt wird. Zur [Cl-]i von Schmerzzellen gibt es dagegen keine zuverlässigen Informationen. Darüber hinaus ist nicht bekannt, ob und welche Schmerzzellen den Cl--basierten Verstärkungsmechanismus nutzen. In dieser Arbeit wurde durch Zwei-Photonen Fluoreszenz-Lebenszeit-Imaging-Mikroskopie (2P-FLIM) mit Schmerzzellen in Gewebepräparationen von Mäusen gezeigt, dass die [Cl-]i während der postnatalen Entwicklung verändert wird. In Schmerzzellen neu-geborener Tiere ist die [Cl-]i homogen und hoch, wogegen sie in adulten Tiere über einen großen Konzentrationsbereich streut. Diese Ergebnisse konnten in vitro, an kultivierten Schmerzzellen einer adulten Ratte, mit 2P-FLIM bestätigt werden. Durch funktionelles in vitro-Cl--Imaging mit Schmerzzellen adulter Mäuse, und in Patch-Clamp-Experimenten mit kultivierten Schmerzzellen adulter Ratten wurden Hin-weise erarbeitet, dass TRPV1-exprimierende, Capsaicin-sensitive Schmerzzellen den Cl--basierten Mechanismus zur Verstärkung sensorischer Signale verwenden. In Ganzzell-Ab-leitungen wurden Capsaicin-induzierte, exzitatorische Cl--Ströme mit stark variierenden Amplituden gemessen, die die variierenden [Cl-]i von Schmerzzellen adulter Tiere widerspiegeln. Für kinetische Untersuchungen von TRPV1-Kanälen haben wir Na-CDMNB-caged Capsaicin entwickelt. Seine Verwendbarkeit wurde in dieser Arbeit nachgewiesen. Es wurde eine Adenovirus-basierte Methode etabliert, um kultivierte Schmerzzellen mit dem Anionen-sensitiven YFPI152L auszustatten. Zudem wurde eine Zellerkennungs-Software entwickelt, die automatisiertes in vitro-Cl--Imaging ermöglicht. Es kann nun nach spezifischen Agonisten oder Antagonisten für Ca2+-aktivierte Cl--Kanäle gesucht werden und es ist möglich, weitere sensorische Modalitäten zu identifizieren, die den Verstärkungssmechanismus nutzen.
In vielzelligen Organismen bilden Epithelien an der Körperoberfläche und als Auskleidung der inneren Lumina funktionelle Grenzschichten, die sowohl das Körperinnere von der äußeren Umwelt und die Fortsetzung der Körperoberfläche, d.h. die Lumina der Organe trennen als auch das Körperinnere in verschiedene Kompartimente unterteilen. Dabei sind die Epithelzellen jeweils in charakteristischer Weise durch verschiedene Zell-Zell-Verbindungen zu einem bestimmten Epithelgewebe gekoppelt. Die „Tight Junctions“ (TJ) sind dabei für die Herstellung und Aufrechterhaltung der unterschiedlichen molekularen Zusammensetzungen der einzelnen Kompartimente, vor allem als Haupt-Barriere für die parazelluläre Ausbreitung von Zellen, Partikeln und vielen Molekülarten, besonders wichtig. Während die Zell-Zell-Verbindungen der TJ seit den 1960er Jahren in einschichtigen polaren Epithelien sowohl strukturell als auch funktionell eingehend untersucht worden sind, galt bis zur Jahrtausendwende noch die überwiegende Ansicht in der Fachliteratur – auch als Lehrbuchdogma -, dass TJ oder äquivalente Strukturen in mehrschichtigen Epithelien nicht vorkommen und hier andere Strukturen, nämlich interzelluläre Lipid-Akkumulationen, für die Bildung und Aufrechterhaltung der Barriere-Funktion verantwortlich sind. Nachdem in den letzten Jahren jedoch TJ-Proteine sowie TJ-artige Strukturen und Funktionen in einigen mehrschichtigen Epithelien und davon abgeleiteten Geweben (Hassall-korpuskel und Tumoren) nachgewiesen worden sind, sollte in der vorliegenden Dissertation geklärt werden, welche TJ-Proteine in bestimmten TJ-Strukturen oder in sog. „TJ-verwandten“ Anordnungen in mehrschichtigen Epithelien von Säugetieren vorkommen. Außerdem sollte geklärt werden, ob und wie pathologische mehrschichtige Epithel-Bildungen wie sog. Plattenepithel-Metaplasien oder bestimmte Strukturen in Plattenepithel-karzinomen typische TJ-Proteine enthalten können. Bei diesen Untersuchungen konnten zunächst kleine, punkt- oder zapfenförmig erscheinende TJ-artige Membran-Kontaktstellen als häufige interdesmosomale Strukturen nachgewiesen werden: Mit Hilfe der Gefrierbruchtechnik ließen sich elektronenmikroskopisch in der Membranspaltebene zwischen den Desmosomen diese kleinen Strukturelemente als säulenstumpfartige Erhebungen von bis zu ca. 12 nm Durchmesser darstellen, die an manchen Stellen auch zu linearen, z.T. gewundenen und verzweigten Reliefbändern fusioniert erschienen. Zumindest in bestimmten Plattenepithelien entsprachen die Positionen dieser interdesmosomalen Membran-Kontakte in licht- wie in elektronenmikroskopischen Immunlokalisierungsexperimenten Stellen, an denen typische TJ-Proteine wie z.B. Occludin oder bestimmte Claudine angereichert waren. Diese neuartigen TJ-Protein-Strukturen wurden daher als „Stud Junctions“ (Puncta occludentia) bezeichnet und mit anderen TJ-verwandten, Claudin- bzw. Occludin-haltigen interdesmosomalen Strukturen wie den „Lamellated Junctions“ oder den „Sandwich Junctions“ einiger Plattenepithelien verglichen. Zur möglichen molekularen Struktur und zur Bedeutung dieser „Stud Junctions“ werden Hypothesen vorgestellt. Weiterhin konnten TJ-Proteine und sowohl typische TJ- als auch TJ-verwandte Strukturen in metaplastisch verändertem Bronchialepithel in situ und in vermeintlich mehrschichtigen Zellkultur-Modellen der Plattenepithelmetaplasie nachgewiesen werden, wobei z.T. auch die jeweilige Fähigkeit, eine Barriere-Funktion in der Kulturschale auszuüben, untersucht wurde. Durch biochemische und immunologische Analysen ließen sich dabei TJ-Proteine wie Claudin-1, Claudin-4 und Claudin-7 nachweisen, vielfach zusammen mit Occludin bzw. Protein ZO-1. Elektrophysiologische Messungen ergaben aber, dass in sog. „Monolayer“-Kulturen von aus Bronchialepithelien abgeleiteten Zellen diese TJ-artigen Gebilde für die Barriere-Funktion allenfalls nur eine sehr geringe Bedeutung haben können. Denn im Vergleich mit der von einem Kolonkarzinom abgeleiteten, polaren Epithelzell-Linie CaCo-2 wiesen die polaren bronchialepithelialen Zellen der Linien 16HBE und CaLu-3 recht niedrige - und die an einer Luft-Flüssigkeits-Grenzschicht induzierten Metaplasie-Modelle („Multilayer“-Kulturen) sogar nur äußerst geringe - Widerstandswerte auf, deren Signifikanz überdies noch zweifelhaft blieb. Biochemische Befunde, vor allem bei Immunpräzipitationsexperimenten, legten außerdem den Schluss nahe, dass bei diesen bronchialepithelialen Zellkulturen 1 Zusammenfassung Claudin-1 mit Claudin-7 und dem ebenfalls vorkommenden Claudin-4 Komplexe bilden kann. Dagegen wurden bei CaCo-2 Zellen ausschließlich Interaktionen von Claudin-1 mit Claudin-7 nachgewiesen. Zusätzlich konnten TJ-Proteine (z.B. Occludin, Claudin-1, Claudin-4, Claudin-7, Protein ZO-1, Cingulin) und zum Teil auch TJ-artige Strukturen in bestimmten Bereichen unterschiedlich differenzierter Plattenepithelkarzinome - auch der Lunge - und in Plattenepithelmetaplasien in situ sowie in den entsprechenden Zellkulturmodellen erkannt werden. Auch das erst jüngst entdeckte TJ-Transmembranprotein Tricellulin konnte an den jeweiligen Kontaktstellen von drei Zellen nicht nur in einschichtigen Epithelien und davon abgeleiteten Zellkulturlinien lokalisiert werden, sondern auch an den entsprechenden Stellen in der obersten Schicht von Kulturen mehrschichtiger Keratinocyten der menschlichen HaCaT-Linie. Ein Nachweis von Tricellulin-haltigen Kontakten in mehrschichtigen Epithelien in situ scheiterte allerdings bisher daran, dass im Menschen – mindstens - zwei Spleißformen des Tricellulin-Gens vorkommen, aber für die hier wohl relevante zweite Spleißvariante bisher noch kein spezifischer Antikörper zur Verfügung stand. Die Barriere- bzw. Selektions-Funktion der TJ-Strukturen in mehrschichtigen Epithelien und entsprechenden Zellkultur-Modellen konnte auch mit Hilfe wasserlöslicher Nachweismittel (Tracer) wie z.B. LaCl3 oder mit Dextran-Partikeln verschiedener Größe elektronen-mikroskopisch bzw. in physiologischen Translokationsexperimenten bestätigt werden. Die Befunde werden auch im Zusammenhang mit der Hypothese einer extrazellulären „Lipid-Barriere“ diskutiert bzw. als Bestätigung der Vorstellung, dass es in vielen, vielleicht allen Plattenepithelien zwei verschiedene Barriere-Systeme für parazelluläre Molekülverteilungen gibt, die beide essentiell, aber auch komplementär sind, d.h. dass es sowohl ein TJ-System als auch eine Absperrung durch interzelluläre lipidreiche Dichtungen gibt. Die Ergebnisse dieser Dissertation belegen also, dass es in mehrschichtigen Epithelien generell TJ-Proteine in verschiedenen TJ-artigen Struktursystemen, aber auch in weiteren, bisher noch nicht hinreichend erforschten „Junction“-Strukturen gibt, wobei in jedem Fall mindestens ein komplettes „Abschluss-System“ in den obersten lebenden Zellschichten vorkommt und wohl essentiell ist. Von den zusätzlichen TJ-Protein-haltigen Strukturen ist das in dieser Arbeit definierte interdesmosomale Punctum occludens das räumlich kleinste, durch seine Häufigkeit aber sicherlich auch bemerkenswerteste Strukturelement, das es nun in zukünftigen Experimenten in seiner Funktion und möglichen Beteiligung beim Aufbau größerer TJ-Strukturen aufzuklären gilt. Während die Bronchial-Plattenepithel-Metaplasie in situ einem ähnlichen geordneten Aufbau wie andere Plattenepithelien aufweist, stellen die mehrschichtig erscheinenden Zellkultur-Systeme bronchialepithelialer Herkunft kein Kultur-Modell einer Metaplasie, sondern eine Zellkultur-Struktur sui generis dar, bei der TJ-artige Molekülanordnungen in praktisch allen Zellschichten vorkommen. Die Bedeutung dieser Befunde für einige Funktionen solcher Epithelien, bestimmter krankhafter Entartungen (Plattenepithelmetaplasien) und in der zukunftigen Tumordiagnostik wird diskutiert.
Water-to-air stopping power ratio ( ) calculations for the ionization chamber dosimetry of clinically relevant ion beams with initial energies from 50 to 450 MeV/u have been performed using the Monte Carlo technique. To simulate the transport of a particle in water the computer code SHIELD-HIT v2 was used which is a substantially modified version of its predecessor SHIELD-HIT v1. The code was partially rewritten, replacing formerly used single precision variables with double precision variables. The lowest particle transport specific energy was decreased from 1MeV/u down to 10 keV/u by modifying the Bethe-Bloch formula, thus widening its range for medical dosimetry applications. Optional MSTAR and ICRU-73 stopping power data were included. The fragmentation model was verified using all available experimental data and some parameters were adjusted. The present code version shows excellent agreement with experimental data. Additional to the calculations of stopping power ratios, , the influence of fragments and I-values on for carbon ion beams was investigated. The value of deviates as much as 2.3% at the Bragg peak from the recommended by TRS-398 constant value of 1.130 for an energy of 50 MeV/u.
Für den Nachweis der Langzeitsicherheit eines Endlagers für radioaktive Abfälle, ist es von großer Bedeutung, die Wechselwirkung (Sorption/Einbau) von Radionukliden mit endlagerrelevanten Mineralphasen auf molekularer Ebene zu untersuchen, gebildete Spezies zu charakterisieren und die Reaktionsmechanismen zu klären. Carbonatminerale, insbesondere Calcit, ist eine wichtige Komponente der meisten geologischen Formationen, die zur Zeit als potentiell endlagerrelevante Gesteinsformationen für die Endlagerung hochradioaktiver und langlebiger mittelaktiver Abfälle untersucht werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Wechselwirkung (Sorption und Einbau) von dreiwertigen Actiniden (Cm(III), Am(III)) sowie Lanthaniden (Eu(III), Nd(III)) mit der Mineralphase Calcit auf molekularer Ebene untersucht. Als Speziationsmethode wurden die zeitaufgelöste Laserfluoreszenzspektroskopie (TRLFS) sowie die Röntgenabsorptionsspektroskopie (EXAFS) eingesetzt. Die untersuchten An(III) bzw. Ln(III) dotierten Calcite wurden in Durchflussexperimenten (unter konstanten Bedingungen) hergestellt. Die TRLFS erlaubt die Charakterisierung des Komplexierungszustandes von An(III) bzw. Ln(III) durch die Aufnahme von Emissionsspektren, Anregungsspektren und der Detektion der Lebensdauer des angeregten Zustandes. Um die Strukturparameter der verschiedenen An(III) bzw. Ln(III)/Calcit Spezies zu bestimmen, wurden An(III) und Ln(III) dotierte Calcite mittels der Röntgenabsorptionsspektroskopie untersucht. Mit dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, mit der Kombination von spektroskopischen Speziationsmethoden den Sorptions- und Einbauprozess von Lanthaniden und dreiwertigen Actiniden an/in Calcit auf molekularer Ebene zu untersuchen. Auf die schnelle Sorption des Metallions an der Calcitoberfläche folgt der isostrukturelle Einbau des Fremdions (An(III) bzw. Ln(III)) in das Mineral. Dabei wird das Ca2+ im Calcitgitter gegen An3+/Ln3+ bzw. AnOH2+/LnOH2+ (pH-Wert Abhängigkeit) ersetzt. TRLFS Messungen bei T £ 18 K zeigen zudem, dass bei der Dotierung des Calcits unterscheidbare „Sites“ entstehen, die auf Gitterverzerrungen oder Umstrukturierungen um das Fremdion zurückzuführen sind, welche eventuell durch ladungsausgleichende Mechanismen in der Umgebung von Fremdion bedingt sind.
Single- and polycrystalline bismuth nanowires were created by electrochemical deposition in ion track-etched polycarbonate membranes. Wires fabricated potentiostatically possess a strong <110> texture which becomes more pronounced for wires deposited at lower overpotentials, at higher temperatures, and in nanopores of smaller diameters. By applying reverse pulses, wires that are <100> textured can be grown where the texture increases for shorter pulses and higher anodic potentials. Infrared spectroscopic microscopy on single bismuth nanowires reveals an absorption whose onset is blueshifted with decreasing wire diameter. The observed effect may be attributed either to an increase of the direct band gap at the L-point of the Brillouin zone caused by quantum-size effects, or to a blueshift of the plasma frequency produced by surface defects acting as dopants. In addition, electrical resistance of single bismuth nanowires, embdedded in the template, has been measured as a function of both wire crystallinity and temperature. The results demonstrate that finite-size effects affect the wire resistivity which is higher than the bulk value and depends on the mean grain size. Measurements as a function of temperature demonstrate that the charge carrier mobility saturates at low temperatures because of electron scattering at grain boundaries, resulting in a non-monotonic resistance versus temperature behaviour. Further, measurements of the electrical resistance of wire arrays as a function of the magnetic field show a rising magnetoresistance with increasing diameter and growing mean grain size.
Nitrogen and halogen bearing compounds play an important role in catalytic loss of stratospheric ozone. Balloon borne spectroscopic measurements of the vertical distribution of the most important nitrogen, chlorine and iodine containing species are used to estimate the quality of state-of-the-art instruments and retrieval algorithms and to gain new insights into stratospheric photochemistry. A comparison study between observations of O3 and NO2 in the UV/visible and infrared spectral ranges involving the DOAS and LPMA balloon borne instruments and the satellite borne SCIAMACHY instrument yields reasonable agreement. The variety of trace gases measured by the LPMA/DOAS balloon payload allows for investigation of the budget and partitioning of stratospheric nitrogen and chlorine under several geophysical conditions. Comparison of the observations with the 3-D chemical transport model (CTM) SLIMCAT indicates that the ratio between short- and long-lived nitrogen containing species is overestimated by the model. For a high-latitude winter scenario the 1-D stratospheric chemistry model LABMOS is constrained by the observations in order to test recently published updates of the reaction kinetics of the ClO-ClO and ClO-BrO catalytic cycles with respect to model-measurement agreement and ozone loss rates. The latter are enhanced by 20% to 25% when using the kinetic updates. The determination of upper limits for IO and OIO corroborate earlier findings of the budget of stratospheric iodine in high- and mid-latitudes and extend the data base to tropical latitudes. Given the measured IO and OIO upper limits, model calculations show that total gaseous iodine in the lower tropical stratosphere is less abundant than (0.32 ± 0.11) ppt or (0.38 ± 0.10) ppt depending on whether OIO photolysis occurs or does not.
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Tuberkulose (TB) ist eine chronische Krankheit, an der ein Drittel der Weltbevölkerung infiziert ist. Mehrfachresistente Mycobacterium tuberculosis-Stämme sind entstanden, die durch bisher existierende Antibiotika nicht bekämpft werden können. Wird die Krankheit nicht behandelt, könnte sie sich unkontrolliert ausbreiten und zur Pandemie anwachsen. Es ist daher dringend geboten, neue Methoden zur Bekämpfung von Tuberkulose zu finden. Das Interesse an mycobakteriellen Adenylat-Zyklasen (Adenylyl Cyclases, ACs), die den universellen second messenger cAMP herstellen, ist groß, insbesondere weil regulatorische Prozesse, an denen cAMP beteiligt ist, lebenswichtig für dieses Pathogen zu sein scheinen. Man findet erhöhte cAMP Konzentrationen während der Infektion in den Phagosomen, und dies scheint die Bakterien vor ihrer Vernichtung zu bewahren. Die große Zahl von ACn bei M. tuberculosis legt nahe, daß das Pathogen die Fähigkeit hat, extra- und intrazelluläre Signale wahrzunehmen und mittels cAMP darauf zu reagieren. Diese Vorgänge sind von fundamentalem Interesse, Studie der involvierten Enzyme könnte aber direkt zur Entwicklung von Medikamenten und damit zu neuen Behandlungsmethoden führen. In dieser Studie wird die kristallographische Röntgenstruktur der katalytischen Domäne (cyclase homology domain, CHD) der Klasse III-Adenylatzyklase Rv0386 aus Mycobacterium tuberculosis untersucht. Rv0386 ist eine außergewöhnliche Adenylatzyklase, da sie sowohl ATP als auch GTP als Substrat verwenden kann. Bisher wurden Klasse III-ACs als gegenläufige Dimere (head-to-tail) gefunden. Im Gegensatz dazu zeigt die Struktur von Rv0386 CHD einem neuen, Kopf-Kopf homodimeren Zustand, in dem sich keine aktiven Zentren ausbilden. Dies erklärt auch die geringe Aktivität des Proteins in vitro. Die Kontaktfläche des Dimers ist mit 1497 Å 2 recht groß. Um diesen neuen Dimer hinsichtlich der Kristallisation abzuklären, wurden die Eigenschaften in Lösung mittels Kleinwinkelröntgenstreuung untersucht. Dabei konnte der Kopf-Kopf Dimer verfiziert werden. Um die Substraterkennung zu studieren, wurde hier ein Modell des aktiven Zustands erstellt. Gezeigt werden die ATP- und GTP bindenden Aminosäuren Asn106 und Gln57, die beide Substrate erkennen können, wenn die Seitenketten jeweils um 180° gedreht werden. Eine Diskussion der homologen AC-Strukturen zeigt, dass im Gegensatz zum üblicherweise identifizierten achtsträngigen beta-Faltblatt der Klasse III-ACs bei Rv0386 CHD beta-Strang beta5 fehlt. Bei den gegenläufigen Dimeren trägt beta5 zum Interface bei, was vermuten läßt, daß beta5 in Rv0386 beim Übergang vom inhibierten zum aktiven Zustand gebildet wird. Da beta5 zusätzlich das katalytische Asn106 trägt, kann diese Region als Aktivitätsschalter während der Interaktion der Monomere im katalytischen Dimer angesehen werden. Um vom inaktiven Dimer zum katalytisch aktiven Dimer zu gelangen, müsste man eines der Monomeren um 48,2° drehen und 16,8 Å entlang der Rotationsachse verschieben. Kristallisation wurde mit zusätzliche Substraten oder Inhibitoren versucht. Allerdings scheint der Kopf-Kopf Dimer von Rv0386 CHD so stabil zu sein, dass der gegenläufige Dimer des aktiven Zustands nicht gebildet wird, sogar nach dem Versuch, die Substrat-Bindungsstellen zu besetzen. Co-Faktor Mangan ist notwendig für die Katalyse von Rv0386 CHD in vitro. Unerwarteterweise wird in dieser Arbeit gezeigt, dass Mangan zusätzlich das Oligomerisierungsverhalten beeinflusst. In Gegenwart von Mn 2+ ist Rv0386 CHD ein Monomer, wie über Gel-Chromatographie, analytische Ultrazentrifugation und Kleinwinkelstreuung nachgewiesen. Versuche, den Monomer über Zugabe von Substrat-Analoga in den Dimer zu überführen, führte zu Kristallen, die jedoch für die Analyse noch weiter verbessert werden müssten.
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In eukaryotes, secretory and membrane proteins are targeted to the endoplasmic reticulum (ER) membrane for cotranslational translocation. This requires the specific interaction of the signal recognition particle (SRP), a ribonucleoprotein, with its receptor (SR). The eukaryotic SR is a heterodimeric protein consisting of SRα and SRβ which is anchored to the ER membrane. In all three kingdoms of life the conserved GTPases in SRP and SR (in eukaryotes SRP54 and SRα, respectively) enable the formation of the docking complex in a GTP dependent manner. SRβ is the third and least understood GTPase participating in cotranslational targeting in eukaryotes. Therefore a more detailed view on the GTPase cycle of SRβ and functionally relevant SRβ effector interactions should be obtained. X-ray structure analysis was used to determine the structure of a soluble form of SRβ (SRβΔTM) in its GTP bound state in complex with a fragment of SRα. The structure allows to precisely define the minimal SRβ binding domain of SRα (SRX). The homology to other small GTPases and the underlying principles of regulation together with previous biochemical data allow to attribute a functional role to SRX in the activation of the SRβ GTPase. An immobilised peptide library was used in order to examine the interaction of SR with the translocon. Evidence is presented that the apo- and likely the GDP bound form of SRβΔTM (SRβΔTM-apo/GDP) bind to cytosolic loops of the translocon in contrast to SRβΔTM-GTP in complex with SRXHis or SRαHis. These experiments suggest that the SRX binding surface of SRβ-GTP, as observed in the SRXHis:βΔTMGTP X-ray structure, is the same as engaged in SRβΔTM-apo/GDP binding to the translocon. SRβΔTM-apo binds to peptides of several cytosolic loop regions of the translocon. Mapping of these regions on the available structure of the homologous translocon from Methanococcus jannaschii suggests that SRβΔTM-apo/GDP blocks the translocation pore. Based on the molecular structure of the SRXHis:βΔTM-GTP SRX belongs to the SNARE-like superfamily with the common fold of the longin domains (LDs). The common principles of the LD family are analysed by a comparison of surface hydropathicity and structure based sequence alignment with structurally known LDs. Putative LDs are considered according to secondary structure prediction and primary sequence alignment. The interaction of small GTPases with LDs is suggested to be important for the assembly of large complexes at or targeting of vesicles to the endomembrane system. Important structural information on the mammalian SRP:SR complex are still missing, including the arrangement of the individual protein subunits and the positioning of the SRP RNA. Extensive purification and assembly of a pentameric SRP:SR complex, consisting of SRα:βΔTM, SRP54, SRP19 and a 104 base pair long SRP RNA, was set up in order to establish the basis for further structural studies on this macromolecular complex.
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In dieser Arbeit wurden Verfahren und Messtechniken entwickelt, um interventionelle Eingriffe mit Hilfe eines klinischen Magnetresonanz (MR)-Tomographen durchführen zu können. Die Zielstellung war, die Vorteile der MR-Tomographie (der exzellente Weichteilkontrast und die gute dreidimensionale Darstellung der Pathologie) mit schneller Bildgebung in Echtzeit so zu kombinieren, dass minimalinvasive Eingriffe unter MR-Kontrolle an stark bewegten Organen, wie z.B. dem schlagenden Herzen, durchgeführt werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, mussten vier Bedingungen erfüllt werden: Die Messzeit pro Bild musste unter 0,2 s bei einer Bildauflösung von 1 mm reduziert werden. Dies war insbesondere bei Interventionen im Herzen notwendig, um einzelne Zyklen aber auch kleinere Gefäße aus der Umgebung darstellen zu können. Dieses Ziel wurde erreicht, indem die normalerweise nacheinander (und daher zeitaufwändig) in Phasenkodierschritten akquirierten Bilddaten durch Daten ersetzt wurden, die aus der komplementären Information verschiedener Empfangsspulen stammten. Zur Bildrekonstruktion war somit neben der diskreten Fouriertransformation auch lineare Algebra nötig, um ein Bild mit unverminderter Auflösung und frei von Faltungsartefakten aus den parallel akquirierten Messdaten zu rekonstruieren. Der Vorteil dieser auch als parallele Bildgebung bezeichneten Technik ist die Beschleunigung der Bildakquisition ohne eine Reduktion der Bildauflösung. Um diesen Vorteil in der interventionellen MR nutzen zu können, wurde im zweiten Teil dieser Arbeit das Konzept der dynamischen Spulenselektion entwickelt. Ziel des auf diesem Konzept basierenden Algorithmus ist es, die Empfangsspulen zu selektieren, deren komplementäre Informationen konstruktiv für die Bildrekonstruktion sind. Dieses Verfahren ermöglicht neben der Echtzeitfähigkeit der Bildrekonstruktion die Reduktion von Faltungsartefakten und die Erhöhung des lokalen Signal-Rausch-Verhältnisses in den rekonstruierten MR-Bildern. Der dritte Schwerpunkt dieser Arbeit war die Entwicklung und Implementierung einer neuen Projektionstechnik, mit der die sichere und schnelle Lokalisierung der aktiven Katheter möglich wurde. Im letzten Teil der Arbeit wurde der segmentierte Wellenleiter entwickelt, mit dem es gelang, die Gefahr der HF-Erwärmung deutlich zu reduzieren. Mit Hilfe dieser Neuentwicklungen war es in mehreren Tierexperimenten möglich, einen Katheter unter MR-Kontrolle sicher ins Herz zu navigieren.
Water vapor plays an important role in Earth's radiative budget since water molecules strongly absorb the incoming solar shortwave and the outgoing thermal infrared radiation. Superimposed on the water monomer absorption, a water continuum absorption has long been recognized, but its true nature still remains controversial. On the one hand, this absorption is explained by a deformation of the line shape of the water monomer absorption lines as a consequence of a molecular collision. One the other hand, water dimers possibly contribute to water continuum absorption. Field measurements addressing water continuum and water dimer absorption in the visible and near-infrared spectral region were carried out by means of active Long Path DOAS. The spectral regions of the 4n, 4n+d, and 5n water polyads were selected for the measurements. In these regions three water dimer absorption bands are predicted to exist almost free of interference by strong water monomer absorption. Within the scope of this thesis it is shown that the quality of existing spectral line databases is insuffcient to provide accurate water monomer references in order to confidently detect superimposed water dimer absorption. Therefore, only upper limits of water dimer absorption are obtained. An upper limit of Kp(301K)=0.055/atm is inferred for the water dimer equilibrium constant. The water dimer band broadening is at least 40/cm (FWHM). Water continuum absorption is detected in all three water bands. The measured water continuum absorption and the predictions by the semi-empirical CKD_2.4.1 and MT_CKD_1.0 water continuum models are of same order of magnitude. In contrast, the Ma and Tipping far wing line shape theory underestimates water continuum absorption by one order of magnitude in the 4n and 5n water bands, and by two orders of magnitude in the 4n+d water band. Based on the present state of knowledge about the spectroscopic and thermochemical properties of the water dimer, their contribution to the absorption the visible and near-infrared spectral region is minor.
Der Traum der "kohärenten Quantenkontrolle", mit Hilfe von Laserlicht chemische Reaktionen zu steuern bzw. quantenmechanische Systeme gezielt in einen gewünschten Endzustand zu überführen, ist durch die rasche Entwicklung im Bereich der Erzeugung ultrakurzer Laserpulse und der Kontrolle ihrer spektralen Phase in vielen Bereichen bereits verwirklicht worden. In dieser Arbeit gelang durch die Kombination eines Laseroszillators mit einem oktavbreiten Spektrum und einem eigens dafür entworfenen hocheffizienten Pulsformer ein entscheidender Schritt zur Kontrolle des zeitlichen Intensitätsverlaufs von Laserpulsen auf einer Skala von wenigen Femtosekunden. Durch den Einsatz des Pulsformers als flexible Dispersionskompensation konnten die bislang kürzesten Lichtpulse direkt aus einem Laser-Oszillator mit einer Dauer von 4,3 fs erzeugt werden. Zusätzlich konnten zahlreiche zeitliche Pulsformen wie Doppel- oder Dreifachpulse mit variablem Abstand demonstriert worden. In einer ersten Anwendung konnten zweifarbige Doppelpulse zur Femtosekunden-Spektroskopie an dem Laserfarbstoff HDITCP eingesetzt und drei Molekül-Schwingungsmoden identifiziert werden. Desweiteren wurden die ultrakurzen Laserpulse zur Bildgebung in der nichtlinearen Optischen Kohärenztomographie eingesetzt und dadurch eine bislang unübertroffene Tiefenauflösung von 1,9 µm erreicht. Diese kann durch den Einsatz geformter Laserpulse in Zukunft weiter gesteigert und die chemische Selektivität der Bilder deutlich erhöht werden.
Diese Arbeit stellt eine experimentelle Studie zu Fragmentationsprozessen von Helium durch Elektronenstoß vor. Dabei wurden absolute, vollständig differentielle Wirkungsquerschnitte zur einfachen Ionisation, zur gleichzeitigen Ionisation und Anregung sowie zur Doppelionisation gemessen. Durch Anwendung eines Abbildungsverfahrens für die geladenen Fragmente, einem sogenannten 'Reaktionsmikroskop', wird ein großer Teil des Impuls-Endzustandsraumes abgedeckt und die grundlegenden Einschränkungen der konventionellen Methoden überwunden. Das bisherige Reaktionsmikroskop konnte entscheidend verbessert werden, indem nun der Projektilstrahl parallel zu den Spektrometerfeldern geführt wird. In der Einfachionisation von Helium tritt bei beiden untersuchten Projektilenergien (102 eV und 1 keV) eine erhöhte Emission außerhalb der Streuebene auf, die auch bei Stößen mit Ionen beobachtet wurde (M. Schulz et al., Nature (London) 422, 48 (2003)). Die winkelaufgelösten Querschnitte für die Doppelionisation von Helium bei 105 eV Einschussenergie zeigen, dass der Prozess durch die gegenseitige Abstoßung der Elektronen dominiert wird, wobei jedoch Signaturen einer komplexeren Dynamik erkennbar werden. Die gewonnenen Daten dienen als Test für neu entwickelte theoretische Beschreibungen des dynamischen Drei- und Vier-Körper Coulomb Problems.
Die Messung differentieller Wirkungsquerschnitte von Zwei-Jet Produktion in diffraktiver tief inelastischer Streuung am HERA Beschleuniger wird pr\"asentiert. Der untersuchte Proze\ss\ ist vom Typ $ep\rightarrow eXY$, wobei das zentrale hadronische System $X$ mindestens zwei Jets umfa\ss t und vom System $Y$ durch eine L\"ucke in der Rapidit\"at getrennt ist. Das vorw\"arts liegende System $Y$ besteht aus einem elastisch gestreuten Proton oder einem Dissotiationssystem niedriger Masse. Die Daten wurden w\"ahrend der Jahre 1999 und 2000 mit dem H1 Detektor aufgenommen und entsprechen einer integrierten Luminosit\"at von 51.5~\pb. Die gemessene Wirkungsquerschnitte werden mit NLO QCD Vorhersagen fester Ordnung verglichen. Die Vorhersagen basieren dabei auf diffraktiven Partondichten, die bereits bei H1 durch eine NLO QCD Analyse inklusiver diffraktiver tief inelastischer Streuung bestimmt wurden. Die Vorhersage und die Daten zeigen signifikante Unterschiede. Allerdings wird der Zwei-Jet Wirkungsquerschnitt durch die diffraktive Gluondichte dominiert, die in der oben ge\-nannten Analyse nur mit erheblichen Unsicherheiten extrahiert werden konnte. Deshalb wurde eine kombinierte QCD Analyse der bereits publizierten inklusiven diffraktiven Daten und der Zwei-Jet Daten durchgef\"uhrt. Die kombinierte Ana\-lyse erlaubt die Be\-stimmung der diffraktiven Quark- und Gluondichte mit ver\-gleich\-barer Genauigkeit. Die gleichzeitige Beschreibung inklusiver Diffraktion und der Zwei-Jet Daten best\"atigt die QCD-Faktorisierung.
Es werden Messungen fuer die Produktion diffraktiver D*-Mesonen in tief-inelastischer Streuung (DIS) und Photoproduktion bei HERA vorgestellt. Die Ereignis-Topologie ist durch ep-->eXY vorgegeben, wobei das zentrale System X mindestens ein D*-Meson enthaelt und deutlich durch eine Rapiditaets-Luecke vom fuehrenden System Y des gestreuten Protons getrennt ist. Die analysierten Daten wurden in den Jahren 1999 und 2000 mit dem H1-Detektor aufgenommen und entsprechen einer integrierten Luminositaet von 47.0 pb^{-1}. Die Messungen werden mit Vorhersagen der perturbativen QCD in naechst-fuehrender Ordnung (NLO) verglichen. Diese Vorhersagen basieren auf diffraktiven Parton-Dichtefunktionen, die zuvor durch eine QCD-Analyse der bei H1 gemessenen diffraktiven Strukturfunktion F_{2}^{D(3)} ermittelt wurden. Die Uebereinstimmung der QCD-Vorhersagen mit den gemessenen Wirkungsquerschnitten erweist sich als gut, was die Gueltigkeit der QCD-Faktorisierung in DIS und Photoproduktion unterstuetzt.
High-precision two-photon spectroscopy of hydrogen and hydrogenlike systems constitutes an exceptional tool for experimental tests of fundamental theories. In the analysis of these experiments, theory also plays a vital role in the modeling of time-resolved spectra, the calculation of precise transition matrix elements, and the correction of a number of systematic effects. This thesis gives a detailed analysis of the relevant two-photon excitation dynamics, starting from the single-atom response and leading to a Monte Carlo model which can be used for the analysis of atomic beam experiments. Dynamic polarizabilities of relevant S and D states, quantifying the dynamic Stark shift, and transition matrix elements among these states are calculated, taking into account leading-order relativistic, radiative and non-dipole laser-field effects. An important broadening effect of the experimentally observed spectra in the hydrogen 1S–2S spectroscopy experiment at the Max–Planck–Institut für Quantenoptik (MPQ) is identified and quantitatively described, as well as systematic frequency shifts. Corresponding possible improvements to the experimental setup are proposed. By combining the results of repeated MPQ hydrogen 1S–2S measurements and other experiments, in collaboration with the MPQ group, separate stringent limits on the possible drift of the magnetic moment of the cesium nucleus and the finestructure constant are deduced.
Molecular Imaging is a highly topical research field based on the combination of highly selective markers and appropriate imaging devices. It is mainly concerned with studying the effects of prototype drugs in small animals, following day by day the evolution of the disease in vivo. Amongst the imaging techniques available, fluorescence based imaging is very popular due to the simplicity of the experimental systems and the widespread availability of suitable probes. As however light is heavily scattered in tissue, fluorescence images depend heavily on the inclusion depth so that different images cannot be compared. Fluorescence mediated tomography (FMT) as presented herein is hoped to overcome these shortcomings by providing a quantitative means of estimating fluorochrome concentrations in vivo. Usually, FMT-systems rely on detector readings obtained through light guiding fibers mounted in contact to the imaged animals. Recently, non-contact methods have been proposed, allowing CCD-camera images to be used as projection data. Herein, a study is presented comparing fiber-based and non-contact imaging methods and reliable indicates for the first time the superiority of non-contact techniques. Based on these findings, a novel non-contact tomography system for small animals was developed. In phantoms as well as in an animal study the capabilities of the system to reconstruct fluorescent sources in turbid media are demonstrated.
The southern Cantabrian Mountains expose sedimentary rocks having experienced uplift coeval with alpidic, Variscan and in the south, possibly Cadomian orogenic cycles; these rocks are referred to by their Variscan tectonic expressions: the Cantabrian Zone and Narcea Antiform. This thesis yields new experimental and geologic information from 32 AFT samples there gathered. The Cantabrian Zone, a nearly complete Palaeozoic succession has been characterised as the thin-skinned tectonism dominated arcuate foreland fold-and-thrust belt. South of the León Line fault system non-metamorphic conditions dominate, to the North anchizone to epizone conditions are recorded. The Narcea Antiform, unconformably overlain by the Palaeozoic succession, represents as a Neoproterozoic sedimentary basement, the Variscan foreland-hinterland transition. Metamorphic conditions increase from anchizone to greenschist facies coincident with hinterland directed increasing deformation. Unconformable and deformed, discontinuous Stephanian intramontane fills, overlay pre-Stephanian successions in both the Narcea Antiform and Cantabrian Zone. At the foreland-hinterland transition, they record anchizone to epizone metamorphic signatures, while those confined to the Cantabrian Zone infer lowest metamorphic grades. Experimental results show uranium concentration may be used in the absence of data for more often observed substitutions to the apatite chemical formula [Ca_10(PO_4)_6(F,Cl,OH)_2], to predict correlation between AFT grain-ages and their respective D_par values. Graphs constructed for AFT central-age versus latitude and elevation yield negative slopes, indicating a complex elevation dependent cooling profile affected by differential topography, recent tectonic activity and time dependent changing geomorphic conditions. AFT grain-ages from the Narcea Antiform, the Cantabrian Zone and Stephanian basins reveal thermal conditions coeval with the Variscan orogenic cycle may have been insignificant to totally anneal preexisting fission tracks. AFT grain-age subcomponents indicate AFT partial annealing zone (PAZ) conditions in the Narcea Antiform may have prevailed from as early as Neoproterozoic time. Alternatively, many pre-Stephanian Palaeozoic rocks near major structural lineaments yield AFT-age distributions completely annealed following Late Carboniferous time. Model time-Temperature (t-T) pathways for nineteen samples estimate the thermal evolution of the southern Cantabrian Mountains. Samples from the Narcea Antiform yield AFT single-grain-age cooling signatures, which when evaluated with respect to their 1? errors, may be interpreted to signal earliest entry into the AFT-PAZ at Neoproterozoic time, possibly coeval with subduction along Avalonian-Cadomian-Pan African magmatic arc. Pre-Stephanian cooling in Neoproterozoic samples is lowly constrained. Nevertheless pervasive cooling in these samples occurred coeval with ~3.6 km of pre-Stephanian Palaeozoic sedimentation in the adjacent Cantabrian Basin. Following a latest Variscan to early post-Variscan thermal pulse to upper-PAZ conditions the Narcea Antiform experienced denudation related cooling and exited the PAZ by as early as the Middle Jurassic. Palaeozoic rocks in the southern Cantabrian Zone evidence middle to high-PAZ conditions to between Middle Triassic to Late Jurassic time. Sustained palaeothermal conditions may be associated with a) heat from a locally derived sedimentary cover of between 1 km at ~85 deg.C/km transitioning to that delivered by an assumed ~3-4 km at 30 deg.C/km, and/or b) the circulation of thermal convection-heated high salinity brines, possibly of Triassic age. Rapid late Mesozoic cooling to sub-PAZ conditions coeval with the far field onset of Atlantic then Biscay rift episodes, is evidenced in AFT t-T reconstructions. Late Mesozoic-early Cenozoic reheating, coeval with the transitioning interplay between late Biscay rifting, crustal subduction, onset of alpidic orogenesis and an Early Eocene fluid delivered thermal pulse are evidenced in t-T models showing low to middle-PAZ conditions. Cooling at Latest Palaeogene-Neogene time is dominated by processes associated with alpidic shortening and unroofing. A final heterogeneously delivered thermal reactivation, mostly insignificant to the AFT chronometre, occurs coeval with renewed tectonic activity along the northern Iberian margin, climaxing by latest Miocene (Messinian) time. Heterogeneous cooling of samples is evidenced from Early Pliocene time. Post-tectonic denudation is interpreted to have become the dominant infl uence of cooling in the study area. In light of the absence of extensive Mesozoic or Cenozoic covers in the southern Cantabrian Mountains, AFT t-T models present the only method for time-constrained quantitative estimation of post-Variscan cooling in NW Iberia.
Schülerinnen und Schüler mit schweren und mehrfachen Behinderungen sind in allen Lebensbereichen auf umfassende Unterstützung angewiesen. Für die schulische Bildung ergibt sich daraus die Notwendigkeit der Kooperation verschiedener Berufsgruppen (z.B. Pädagogen, Therapeuten, Pflegekräften). Dennoch wurde bislang nicht umfassend untersucht, wie sich die interprofessionelle Zusammenarbeit in diesem Arbeitsfeld gestaltet. Die übergeordnete Fragestellung der vorliegenden Arbeit, lässt sich - abgeleitet aus der psychologischen und (sonder-)pädagogischen Literatur zur Teamarbeit - in die Untersuchungsschwerpunkte Planung und Konzeption der Kooperation, Unterschiede zwischen den Berufsgruppen und die konkrete Zusammenarbeit gliedern. Die konkreten Fragestellungen in diesen Schwerpunkten werden durch verschiedene methodische Zugänge bearbeitet. Da die Untersuchung an das Forschungsprojekt BiSB (Bildungsrealität von Kindern und Jugendlichen mit schweren und mehrfachen Behinderungen) der Pädagogischen Hochschule Heidelberg angegliedert ist, kann dabei auf die umfangreichen Methoden des Projekts zurückgegriffen werden: Zum einen auf eine flächendeckende, mehrperspektivische Fragebogenerhebung in Baden-Württemberg, zum anderen auf sechs videobasierte, einwöchige Einzelfallstudien sowie auf das Teamklima-Inventar (TKI). Die Ergebnisse der Fragebogenerhebung zeigen u.a., dass interprofessionelle Teamarbeit nicht an allen Schulen konzeptionell verankert ist und dass Teamsitzungen nur bei ca. einem Drittel der untersuchten Schulen regelmäßig wöchentlich stattfinden. Außerdem wird deutlich, dass sich die Berufsgruppen - wie erwartet - hinsichtlich ihrer Voraussetzungen, ihrer Kenntnisse und Einstellungen voneinander unterscheiden. Die Untersuchung der konkreten Zusammenarbeit durch die Befragung (also durch Einschätzungen) und durch Videoanalysen zeigt, dass die Aufgabenverteilung und der Kompetenztransfer in den verschiedenen Teams sehr unterschiedlich geregelt sind und dass es hinsichtlich der Nutzung der Personalressourcen Qualifikations- und Verbesserungsbedarf gibt. Abschließend werden Implikationen für die Teammitglieder, die Schulleitungen und die Aus- und Fortbildung von Lehrkräften abgeleitet.
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Die Arbeiten von ERNST ABBE in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts brachten der Mikroskopie eine neue Leistungsfähigkeit und konnten so die Forschungs¬möglich¬keiten in der Biologie, vor allem in der Botanik, Zellbiologie und Mikrobiologie, und der Medizin deutlich verbessern. Im Jahr 1930 wurde die Fluoreszenzmikroskopie entwickelt und eröffnete völlig neue Möglichkeiten. Bis heute wurden zahlreiche Varianten der Fluoreszenzmikroskopie entwickelt. Hervorzuheben sind dabei die stimulierte Emissionslöschung (Abk.: STED), sowie die Einzelmolekül¬fluoreszenz¬spektroskopie (engl.: single molecule fluorescence spectroscopy, Abk.: SMFS), zu denen Methoden, wie Totalreflexions-Fluoreszenz Mikroskopie (engl.: total internal reflection fluorescence microscopy, Abk.: TRIFM) und die konfokale Einzelmolekül¬fluoreszenzmikroskopie gehören. Die Stärke der Einzelmolekülfluoreszenzmikroskopie liegt in der geringen Konzentration der verwendeten, fluoreszenten Sonden. Der Einsatz solcher Sonden kann wiederum als Reporter für molekulare Interaktionen dienen, oder strukturelle Änderungen, z.B. in der Nanoumgebung, aufzeigen, die eine Heterogenität besitzen. Die Entwicklungen im Bereich der optischen Techniken, ermöglicht eine höhere Auflösung sogar unter die Auflösungsgrenze von ABBE (STED). Dies eröffnet den Biowissenschaften neue Einblicke in molekulare Prozesse in Zellen und leistet somit einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der komplexen Vorgänge in lebenden Organismen. Im Gegensatz zu Ensemble-Methoden, welche nur einen Mittelwert wiedergeben, kann man durch Betrachtung einzelner Moleküle Subpopulationen auflösen. Zu den Parametern, die der SMFS zugänglich sind, gehören die Fluoreszenzintensität, die Fluoreszenzlebensdauer, Orientierung des Dipols oder die Wellenlänge. Die Verwendung der Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (engl.: fluorescence correlation spectroscopy, Abk.: FCS) ermöglicht eine Analyse der Dynamik innerhalb eines gewählten Zeitfensters. Dabei können Diffusions¬geschwindigkeit von Fluorophoren, aber auch photophysikalische Übergänge und der Konformation beobachtet werden. Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und Anwendung neuer Methoden der SMFS für Untersuchungen in lebenden Zellen, insbesondere von Transportprozessen. Daher setzt sich diese Arbeit im Wesentlichen mit zwei Schwerpunkten auseinander: (i) das gezielte Einschleusen fluoreszierender Sonden in lebenden Zellen, (ii) die Entwicklung einer Methode zur Beobachtung von schnellen Transport- und Diffusionsprozessen in lebenden Zellen. Die Verfügbarkeit endogen erzeugter Fluoreszenzfarbstoffe, also innerhalb der Zelle synthetisierter Farbstoff, ist begrenzt. Aufgrund der zusätzlichen geringen Photostabilität und komplizierter Photophysik, bedarf es hier alternativer Methoden. Organische Fluorophore, die entweder endogen oder exogen an den Protagonisten, z.B. ein Protein, gekoppelt werden, müssen die Zellmembran, entsprechend vor oder nach der Kopplung durchqueren. Dieser Transport wird durch die Zellmembran erschwert. Die Internalisierung solcher Stoffe kann z.B. durch Rezeptor vermittelten Transport oder Endozytose geschehen. Jedoch ist der Anspruch an den Transporter und seine Fracht in Bezug auf Größe und Form sehr hoch. Durch manuelle Methoden wie die Elektroporation oder Mikroinjektion werden die Zellen gestresst oder geschädigt und bieten nur bedingt eine Alternative mit Zukunft. Die Verwendung von zellmembrangängigen Proteinen ist in den vergangenen Jahren zu einer neuen Methode zur Aufnahme in Zellen gereift. Die Peptide sind für die pharmazeutische Industrie aufgrund der Zellmembrangängigkeit, die auch zur Überwindung der Blut-Hirn-Schranke ausgenutzt werden könnte und somit Arzneistoffe direkt in die entsprechenden Zellen transportiert, von großer Bedeutung. Zellmembrangängige Proteine, die in Viren oder auch in eukaryotischen Zellen vorkommen, gelangen durch die Zellmembran direkt in den Zellkern, um sich schließlich in den Nukleoli anzureichern. Bisherige Untersuchungen der viralen Proteine, wie z.B. das Tat-Protein des HI-Virus, haben gezeigt, dass die Aminosäuren Arginin und Lysin für den Erkennungs- und Aufnahmeprozess verantwortlich sind. Entsprechende Modifikationen des Tat-Proteins wurden teilweise sogar besser von den Zellen aufgenommen, als das Tat-Protein selber. Durch Verwendung von Homologen zu den nativen Aminosäuren besteht die Möglichkeit, die Peptide resistenter gegen einen möglichen Abbau durch Peptidasen zu machen. In Kooperation mit Prof Dr. D. SEEBACH, von der ETH-Zürich, wurden HeLa-Zellen mit Fluorescein markierten -Peptiden inkubiert. Die inkubierten -Peptide, basierend auf den -Aminosäuren, konnten mit Hilfe der Fluoreszenz des Farbstoffes mittels Fluoreszenz¬mikroskopie beobachtet und dokumentiert werden. Ebenso wie bei den -Peptiden konnte bei den -Peptiden das typische Anfärbungsmuster der Zellen ab einer Peptidlänge von acht Aminosäuren beobachtet werden. Das Dekamer wurde nahezu in allen Zellen vor allem in den Nukleoli gebunden. Die Aufnahmeeffizienz erfolgte nicht kontinuierlich über die Konzentration, sondern benötigte eine bestimmte Schwellenkonzentration, ab der der Internalisierungsprozess stattfindet. Durch die Experimente über das Aufnahmeverhalten der -Peptide in Zellen zeigten sich die Peptide als zuverlässige Transporter für molekulare Fracht durch die Zellmembran hindurch. Mit Hilfe dieses Transporters können neben Pharmazeutika, auch fluoreszente Sonden für die Diagnostik eingeschleust werden. Die Verwendung des Transporters für die Einschleusung fluoreszenter Sonden kann helfen, Signal- und Transportprozesse in der Zelle zu verfolgen. Durch Einschleusen einer Sonde und Aussetzen in der Nanoumgebung einer Zelle kann es, z.B. zur Verlangsamung durch Interaktionen, aber auch zu einer Erhöhung der Diffusion durch aktiven Transport kommen. Im Folgenden galt es eine Methode zu entwickeln, die derartige Unterscheide sichtbar machen. Die Kombination der konfokalen, zeitaufgelösten Einzelmolekül¬fluoreszenz¬mikroskopie (engl.: fluorescence lifetime imaging microscopy, Abk.: FLIM) mit der FCS ermöglicht die Verbindung der Vorteile zweier empfindlicher Methoden. Während FLIM mit einer hohen Empfindlichkeit Photonen einzelner Fluoreszenzfarbstoffe mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung detektieren kann, liefert die FCS Informationen über die Dynamik in dem beobachteten Bereich. Durch die Beobachtung mehrerer diffundierender Moleküle, z.B. in Lösung lassen sich, durch die aus der Fluoreszenz¬fluktuation erhaltene Korrelation, Aufschlüsse über die Dynamik, z.B. die Wechselwirkungen zwischen der Sonde und der Nanoumgebung, in dem beobachteten System geben. Die Verbindung der beiden Techniken erzeugt eine Diffusionskarte des beobachteten Systems, wie z.B. einer Zelle. Unterschiede in der Diffusionszeit können so Aufschlüsse über die fluoreszenten Reporter geben, die z.B. durch Interaktionen der fluoreszenzmarkierten Protagonisten mit zellulären Komponenten auftreten oder aufgrund erhöhter Viskositäten längere Diffusionszeiten erfahren. Auch aktiver Transport z.B. entlang von Microtubuli ließe sich von der normalen Zelldiffusion diskriminieren. Bisherige Arbeiten, welche diese Techniken verknüpften brachten das Scanning-FCS hervor. Durch schnelles mehrmaliges Abtasten eines Bereiches einer Probe konnten bisher lediglich langsamere Diffusionsprozesse von Membranproteinen beobachtet werden. In dieser Arbeit wird die Entwicklung der bildgebenden Diffusions¬mikroskopie gezeigt, die eine Kombination aus FLIM und FCS darstellt und auch schnellere Diffusionsprozesse bis in den Mikrosekundenbereich abbilden kann. Die Methode der bildgebenden Diffusionsmikroskopie wurde an verschiedenen Systemen getestet, um die Anwendbarkeit abzuschätzen. Die ersten Versuche Heterogenitäten in Lösungen zu erkennen wurden mit einer Spitze einer Mikrokapillare erreicht, die in eine Lösung mit einem Farbstoff markiertem Oligonukleotid eintauchte. Zwei Elektroden, eine davon in der Mikrokapillare als Anode, sorgten für eine gerichteten elektrophoretischen Fluss der Oligonukleotide zur Öffnung der Mikrokapillare und auch hinein. Beobachtet wurde ein Anstieg der Diffusionszeit innerhalb der Kapillaröffnung. Da die Moleküle entlang der optischen Achse wanderten, befanden sie sich, auf Grund der ellipsenartigen Asymmetrie des Laserfokus, länger im Beobachtungsvolumen und ergaben so länger Diffusionszeiten. Diese Experimente zeigten dass es möglich ist in der Diffusion räumlich aufgelöst darzustellen. Die Entwicklung der bildgebenden Diffusionsmikroskopie für zelluläre Systeme eröffnet die Möglichkeit Diffusionsprozesse über eine ganze Zelle hinweg zu beobachten. Zu diesem Zweck wurden wiederum fluoreszente Farbstoffe, als Sonden an ein dT20-Oligonukleotid gekoppelt, eingesetzt. Die Analyse der mittels der bildgebenden Diffusionsmikroskopie zeigte Heterogenitäten in der Diffusion. Prinzipiell wurde damit die Möglichkeit geschaffen die Einschleusung fluoreszenter Sonden, wie z.B. beta-Peptiden, zu untersuchen
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Despite their modest modal abundances, Fe-Ti oxides are important accessory minerals in igneous rocks. They are major carriers of rock magnetism and petrologic indicators of temperature and redox conditions during the magmatic stage (Buddington & Lindsley, 1964). The titanomagnetite-ilmenitess (Tmt-Ilmss) thermo-oxybarometer has been widely used to retrieve information, e.g. on redox states in the Earth’s mantle, processes in magma chambers, or the crystallisation conditions of lunar or martian basalts. Current thermodynamic formulations of the Tmt-Ilmss thermo-oxybarometer (Andersen & Lindsley, 1988; Ghiorso & Sack, 1991) fail to reproduce experimental results, in particular at the high T relevant for basaltic assemblages. This is shown by applying the formulations to experimental literature data. The shortcomings of the existing models are partly due to the limited T-fO2-range of experiments used for the original calibrations. The effect of small contents of Mg, Al, etc. typical for natural Tmt and Ilmss was only partly evaluated, and non-stoichiometry of the phases (in particular Tmt) was not considered at all. To support a revised version of the Tmt-Ilmss thermo-oxybarometer we have synthesised Tmt+Ilmss assemblages in the system Fe-Ti-Mg-Al-O at 1 bar, 1000-1300°C and under a large range of fO2 (NNO-5 to +5). A large data set has also been provided for Ilmss coexisting with pseudobrookitess (Psbss). This forms the basis for an experimental calibration of a thermodynamic Ilmss-Psbss (thermo-)oxybarometer model. The data base on Tmt coexisting with Ilmss used to calibrate the previous models has now been extended towards higher T (i.e. 1000-1300°C) and to a larger range of fO2. The compositions of coexisting Fe-Ti oxides in the system Fe-Ti-O have been determined by EMP as a function of T and fO2. The experimental data derived within this study has been compared to the existing models. The structural transition within the ilmenite-hematite solid solution series causes an abrupt change of the slope of the experimentally determined isotherms, which gets increasingly pronounced with decreasing T. Andersen & Lindsley (1988) did not account for the transition, and consequently their model isotherms do not show the related bend. Ghiorso & Sack (1991) in contrast did account for the Ilm-Hem transition, however their model heavily relies on old experimental data involving sample compositions that were not controlled by microanalytical methods. Synthetic Tmt compositions are generally Ti-richer than predicted from the models. At low fO2 and high T, the discrepancies between synthetic Tmt data and the models are presumably due to non-stoichiometric (i.e. cation vacant) Tmt. Tmt non-stoichiometry has been investigated in the system Fe-Ti-O at 1100-1300°C for Tmt in assemblages in which maximum (Tmt+Ilmss) versus minimum (Tmt+Wus, Tmt+Fe) vacancy concentration (v.c.) is expected. Three methods have been used to detect and quantify v.c.: (1) Because cation deficiency involves a decrease of Tmt cell dimensions at constant Ti/(Ti+Fe), lattice parameters have been determined by Rietveld analysis. (2) At constant Ti/(Ti+Fe), cation vacancies are associated with higher Fe3+/Fetot. The latter have been determined by electron energy-loss spectroscopy on selected samples. (3) Annealing of a non-stoichiometric high-T Tmt at lower T (950°C) under oxygen-conserving conditions induces vacancy relaxation. This comes along with compositional changes in the phases, which result in the formation of Ilmss exsolution lamellae and rims in Tmt, i.e. an increase in the Ilmss proportion. The results of the three approaches indicate that Tmt coexisting with Ilmss has only low v.c. or is very close to stoichiometry at XUsp<0.7 at all investigated T. At XUsp>0.7, v.c. increases with increasing XUsp and T to about 2 cat% for 1300°C at XUsp close to 1. At T<=1100°C, i.e. at T relevant for crystallisation conditions of basic rocks, Tmt is close to stoichiometry for all XUsp. As the revised version of the Tmt-Ilmss thermo-oxybarometer also will involve high-T calibration data, it is important to account for Tmt non-stoichiometry in its solid solution models. To approach natural compositions, Tmt+Ilmss assemblages have been produced in the system Fe-Ti-Mg-Al-O. Mg-Al bearing Fe-Ti oxide compositions have been projected onto the Ilm-Hem and Mag-Usp binaries. X’Usp and X’Ilm of Mg-Al bearing phases are in reasonable agreement with the system Fe-Ti-O. The experimental isotherms determined for the system Fe-Ti-O can in principle also be applied to Mg-Al bearing samples. This provides a new, preliminary and graphical version of the Tmt-Ilmss thermo-oxybarometer, which has been tested on experimental data by Toplis & Carroll (1995). Compared to the T-fO2 estimates derived with the previous models, the new, graphical thermo-oxybarometer brings significant improvements, especially in the T estimates.
Zusammenfassung: In dieser Arbeit wurden erstmals mit dem sogenannten Bond-Verfahren präzise Absolut- und Relativmessungen von Röntgenübergängen in hochgeladenen Ionen durchgeführt. Neben weiterer Übergänge wurde die Energie des Lyman-alpha1 Übergangs in Ar^17+ und die der Resonanzlinie 1s2p 1^P_1 → 1s^2 1^S_0, 'w' in Ar^16+ zu 3323.035(60) eV (absolut) bzw. 3139.583(6) eV (relativ) bestimmt. Es handelt es sich dabei jeweils um die bisher genauesten Absolut- bzw. Relativmessungen von Röntgenübergängen in hochgeladenen Ionen, mit respektiven Fehlern von 18 ppm und 2 ppm, innerhalb derer die theoretischen Vorhersagen bestätigt werden. Die experimentelle Bestimmung dieser Röntgenwellenlängen, sowie auch die der Lyman-alpha1 Linie in Cl^16+, der 'w' Linie in Cl^15+ und des 'z' Übergangs 1s2s 3^S_1→ 1s^2 1^S_0 in Ar^16+ fand an der Heidelberger Elektronenstrahlionenfalle (HD-EBIT) statt. Ein neuartiges, hochpräzises Verfahren zur Bragg-Winkelbestimmung wurde entwickelt, welches zwei Strahlen sichtbaren Lichts nutzt, um die zur Bragg-Winkelmessung notwendige Einfallsrichtung der reflektierten Röntgenstrahlung festzustellen. Es wurde ein neues Kristallspektrometer entwickelt und aufgebaut, welches das neue Verfahren mit der Bond-Methode kombiniert. Die Ergebnisse zeigen, dass zukünftig eine absolute Präzision von 1 ppm durchaus realisierbar ist und damit die genauesten Tests quantenelektrodynamischer Rechnungen von Ein-, Zwei oder Mehrelektronensystemen durchgeführt werden können. Zudem rückt damit das Ziel in greifbare Nähe, eine Vielzahl von Referenzlinien zur Verfügung zu stellen und letztendlich einen neuen Röntgenstandard zu definieren.
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Die 3,7-Diazabicyclo[3.3.1]nonan (Bispidin) Derivate verfügen über ein starres Ligandgerüst, weisen jedoch eine elastische Koordinationssphäre auf. Daher sind sie in der Lage, eine Reihe verschiedener Übergansmetalle zu komplexieren, wobei spezifische Geometrien für die entsprechenden Koordinationsverbindungen erzwungen werden. Besondere Beachtung finden hierbei verschiedene Komplexe der biologisch relevanten Metalle Kupfer und Eisen. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war die Berechnung von Strukturen and Eigenschaften von Kupfer- und Eisenkomplexen diverser 3,7 Diazabicyclo[3.3.1]nonan Derivate mittels Dichtefunktionaltheorie, um so auf mögliche Anwendungen zu schließen. Ein kurzer Überblick sowohl über grundlegende Konzepte der Koordinationschemie mit Bispidinliganden, als auch über die Eigenschaften substituierter Bispidine und ihrer entsprechende Metalkomplexe, wird in Kapitel 1 gegeben. Im ersten Teil dieser Arbeit (Kapitel 2 and 3) werden die bei Kupfer(I)- und Kupfer(II) Komplexen mit einer Reihe substituierter Bispidin-Derivate (basierend auf L1, siehe oben) beobachteten Isomerien diskutiert. Während für die Kupfer(I)-Komplexe strukturelle Isomerie des Metalzentrums erkennbar ist, können bei den Kupfer(II) Komplexen verschiedene “Jahn-Teller-Isomere” isoliert werden. Die relativen Energien der Kupfer(I)-Verbindungen mit unterschiedlichen Geometrien erweisen sich als abhängig von der Substituendenposition am Pyridinring (ortho oder meta) und/oder der Größe des ortho-Substituenden und können mit der Stabilität der entsprechenden oxidierten Spezies korreliert werden. Die “Jahn-Teller-Isomerie” der Kupfer(II)-Komplexe lässt sich einerseits durch gezielte ortho-Substitution der Pyridinringe, anderseits durch eine Veränderung der Größe, der elektronischen Eigenschaften und der Zähnigkeit des Koliganden kontrollieren. Um ein besseres Verständnis der spezifischen, vom Ligandengerüst erzwungenen Geometrien zu bekommen, und wie diese Geometrien Rückschüsse auf die Reaktivität der entsprechenden Komplexe zulassen, wird auch in Kapitel 3 anhand der elektronischen Struktur von Kupfer(II)-Chloro-Komplexen mit vierzähnigen Bispidinen genauer untersucht. Außerdem werden die Schwächen der Dichtefunktionaltheorie bei der Berechnung von Strukturen und Eigenschaften der Kupfer(II)-Verbindungen aufgezeigt und es wir die Möglichkeit angesprochen, diese Defizite durch die Anwendung von modifizierten Hydbridfunktionalen zu negieren. Gegenstand der Betrachtung im zweiten Teil dieser Arbeit ist die Anwendung von Eisen(II) Bispidin-Komplexen in der katalytischen Oxidation von Olefinen mit Wasserstoffperoxid. Basierend auf DFT-Rechnungen werden in Kapitel 4 Untersuchungen zu möglichen Mechanismen der Reaktion von Eisen(II) Komplexen mit L1, mit H2O2 angestellt. In Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen wird ein Mechanismus postuliert, welcher auf der Bildung Fe(IV)-dihydroxo- und Fe(IV)-oxo-Intermediaten beruht. In den Kapiteln 5 und 6 werden die elektronischen Eigenschaften von biologisch relevanten Fe(IV)-oxo- und FeO2-Komplexen von vier- und fünfzähnigen Bispidin-Derivaten analysiert. Herausragende Ergebnisse hierbei waren zum Einen die Berechnung eines high spin Grundzustandes für Fe(IV)-oxo-Komplexe mit vierzähnigen Bispidinen, zum Anderen das auftreten eines lokalen Minimums für low-spin end-on hexacoordinierte FeO2-Komplexe mit Bispidin-Liganden, welche demnach eher als Fe(II)-superoxo-Spezies definiert werden können.
Transgenic animals are generated by injection of recombinant DNA sequences into fertilized oocytes. Here I applied a new methodology for the generation of transgenic knockdown mice using the LentiLox 3.7 lentivirus as a transfer vehicle bearing an U6-promoter dependent shRNA expression cassette. Lentiviruses are a sub-class of retroviruses that have the capability to infect non-dividing post-mitotic cells. Recently, in addition to their use to transform primary cells and established cell lines, lentiviruses have also been used to generate transgenic mice, pigs, cattle, rats and chickens. Thus, we hoped that lentiviral vectors containing U6/RNAi expression cassettes could serve as a fast and attractive alternative for the generation of mice with reduced expression of specific genes. As a model for this in vivo knockdown approach I chose the hepatocyte nuclear receptor 4gamma for which a knock out model was not available. Expression analyses of the HNF4gamma gene demonstrated synthesis of the protein in the embryonic gut at day E16.5. In adult animals its expression is restricted predominantly to the differentiated, absorptive brush border cells of the small intestine (enterocytes) and to the cells of pancreatic islets (islets of Langerhans). In order to knockdown the HNF4gamma gene, a panel of five shRNA hairpin sequences was selected by the public Sirna software and their activity was validated by transfection experiments in cell culture. After re-cloning of the U6/shRNA cassettes into the pLL 3.7 vector, infectious virus particles were generated and injected within the perivitelline space of one cell stage mouse embryos. 56% of the LentiLox 3.7 lentivirus founder mice were PCR-positive, however expression from the transgene was highly mosaic. The high mosaicism of F0 mice precluded their use for immediate expression analysis as it was hoped when the project was started. The high degree of mosaicism is also reflected by a low rate of germ line transmission. Only 6% of F1 mice expressed the indicator gene for EGFP as well as the shRNA transgene. Often expression was not ubiquitous probably reflecting the dependence of expression on the chromosomal integration site. A good correlation between EGFP activity and siRNA accumulation in organs of F1 mice was found as evidenced by Northern blot hybridisation. Despite the general low efficiency of transgenesis the down regulation of HNF4gamma gene in one F1 line (A-I) reached 50% in the gut and 80% in pancreas proving that this targeted knockdown approach is working in living animals.
Turbulente magere vorgemischte Flammen spielen aufgrund ihres reduzierten Schadstoffausstoßes bei der Energieumwandlung eine bedeutende Rolle. Verbrennungsinstabilitäten bergen jedoch ein erhöhtes Risiko im technischen Einsatz, da z.B. thermoakustische Schwingungen in Gasturbinen zu verstärkter Materialbeanspruchung führen. Dies stellt auch im Bereich der Flugzeugturbinen eine erhebliche Gefahr dar. Numerische Simulationen erlauben, die Prozesse bei der Verbrennung besser zu verstehen, jedoch sind Direkte Numerische Simulationen technischer Flammen mit heutigen Computeranlagen noch nicht möglich. Vereinfachte Verfahren stützen sich daher häufig auf experimentelle Daten, welche helfen, den erforderlichen Rechenaufwand zu reduzieren. Dazu befasst sich diese Arbeit mit der Bestimmung von Spezieskonzentrationsverteilungen und deren Gradienten in turbulenten Flammen mittels abbildender laserinduzierter Fluoreszenz. Es wird eine Methodik beschrieben, die es ermöglicht, Gradienten im dreidimensionalen Raum für Punkte entlang der Schnittlinie zweier sich senkrecht schneidender Messebenen zu bestimmen. Mittels eines KrF-Excimerlasers mit einer Wellenlänge von 248 nm wurde der A–X(3,0)-Übergang von OH in einer vorgemischten staukörperstabilisierten Erdgas-Luft-Flamme angeregt und die Fluoreszenz in den zwei Messebenen bei 295 nm mit zwei bildverstärkenden CCD-Kameras detektiert. Simultane 1D-Raman-Messungen ermöglichten, die Daten entlang der Schnittlinie mit simultanen Temperatur und Majoritätenspezieskonzentrationen zu vergleichen. Aus den OH-Konzentrationsverteilungen wurden Konzentrationsgradienten im dreidimensionalen Raum berechnet und bezüglich ihrer Korrelation zur lokalen Konzentration untersucht. Solche Korrelationen können zur Vereinfachung von Simulationsansätzen und zu deren Validierung beitragen. Es wurde auch ein Vergleich des realen Gradienten mit seiner Projektion auf jede der Messebenen durchgeführt, da der Betrag durch die Projektion auf die Messebene vom Betrag des realen Gradienten abweicht. In einem zweiten Experiment wurden Messungen in einem einzelnen Modellbrenner einer stationären Gasturbine unter turbinennahen Betriebsbedingungen durchgeführt. In einer nicht-vorgemischten und einer vorgemischten Erdgas-Luft-Flamme mit und ohne Pilotierung wurde mittels eines XeCl-Excimerlasers bei 308 nm der A-X(0,0)-Übergang von OH angeregt. Die Detektion in einer Messebene entlang der Brennerachse erfolgte resonant bei 308 nm mit Hilfe einer bildverstärkenden CCD-Kamera. Anhand des steilsten Gradienten wurde aus den zweidimensionalen Konzentrationsverteilungen die Flammenfront bestimmt. Die statistische Auswertung der Flammenfronten erlaubte einen Vergleich der Charakteristika der untersuchten Flammen. Ein Vergleich mit der Simulation ergab gute Übereinstimmungen. Neben den stationären Flammen wurden auch zwei Betriebsbedingungen untersucht, bei denen Verbrennungsinstabilitäten auftraten. Kraftstoffschwankungen aufgrund von Strömungsfluktuationen führen zu Oszillationen der Verbrennung, die sich mit Geschwindigkeitsfluktuationen in der Brennkammer zu starken thermoakustischen Schwingungen verstärken können und das System mechanisch belasten. Ein besseres Verständnis der Wirkketten bei der Entstehung dieser Fluktuationen ist daher von grundlegender technischer und theoretischer Bedeutung.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Interaktion der proteasomalen Untereinheit alpha4 mit Parkin untersucht. Frühere Untersuchungen in einem Yeast-Two-Hybrid-Screen mit einer humanen fötalen cDNA-Hirn-Bibliothek hatten Hinweise auf eine solche Wechselwirkung ergeben. Um die Bindung zwischen Parkin und der alpha4-Untereinheit zu verifizieren, und um erste Hinweise auf die mögliche Bindungsdomäne in Parkin zu erhalten, wurde ein weiterer Yeast-Two-Hybrid-Assay mit verschiedenen Parkin-Konstrukten, inklusive mutierten Proteinen von Parkin, durchgeführt. Dieser Assay bestätigte die Interaktion zwischen Parkin und alpha4, konnte jedoch keine Hinweise auf die Bindungsdomäne liefern, da sämtliche C-terminalen Konstrukte in einem Vortest (Reporteraktivitätsassay) als autoaktivierend reagierten und somit nicht bei der anschließenden Interaktions Mapping-Analyse eingesetzt werden konnten. Als weitere Bindungsstudien wurden Co-Lokalisationsstudien, Co-Immunpräzipitationen. Pull Down-Experimente und Gelfiltrationen durchgeführt. Die Ergebnisse der übrigen Versuche ließen folgende Rückschlüsse bezüglich der Interaktion zwischen der alpha4-Untereinheit des 26S Proteasoms und Parkin zu: Zum einen konnte anhand der Ergebnisse ein Bindungsbereich eingegrenzt werden. Eine Bindung von alpha4 mit dem amino-terminalen Bereich von Parkin (Aminosäuren 1-191) kann ausgeschlossen werden. Dagegen wurde aber immer mit einem der carboxy-terminalen Fragmente von Parkin (Aminosäuren 192-465) eine Interaktion mit der alpha4-Untereinheit nachgewiesen. Dies lässt darauf schließen, dass die Bindungsdomäne in diesem carboxy-terminalen Bereich von Parkin liegt. Zum anderen zeigten die Ergebnisse, dass weder die Mutation in der Ring 1-Domäne (Mutante C289) noch in der Ring 2-Domäne (Mutante C418R) die Interaktion aufzuheben vermag. Die Ergebnisse der verschiedenen Experimente für die einzelnen Parkin-Konstrukte waren teilweise unterschiedlich. Daher ist anzunehmen, dass sie Interaktion sehr schwach und/oder transient ist. Die Interaktion von alpha4 mit Parkin ist ein bisher unbekanntes Phänomen, da bisher nur Interaktionen bekannt waren, bei denen Parkin mit Untereinheiten der 19S-Komplexe (Rpn10, Rpt6, Rpn1 oder Rpn2) des 26S Proteasoms interagiert. Die Untereinheit alpha4 gehört aber zu den Untereinheiten des 20S-Kernkompexes des 26S Proteasoms. Im Unterschied zu den Interaktionen mit Untereinheiten des 19S Komplexes, erfolgt hier die Bindung nicht am N-Terminus von Parkin, sondern an seinem C-Terminus. Zudem ist alpha4 kein Substrat für die Parkin-abhängige Ubiquitylierung. Demzufolge könnten mögliche Funktionen dieser Interaktion Substrat-Präsentation an das 26S Proteasom sein, oder Regulierung der proteasomalen Aktivität.
Evolution in Hardware - Eine Experimentalplattform zum parallelen Training analoger neuronaler Netzwerke Künstliche neuronale Netzwerke eignen sich aufgrund der in den Neuronen und Synapsen verteilten Rechenoperationen für eine parallele Implementierung in hochintegrierten Schaltungen. Durch die Kombination aus analoger Berechnung und digitaler Kommunikation können mit geringem Stromverbrauch hohe Rechengeschwindigkeiten skalierbar erreicht werden. Diese Geschwindigkeit ist aber nur praktisch nutzbar, wenn die neuronale Hardware in ein System eingebettet wird, das hohe Geschwindigkeiten sowohl bei der Ansteuerung als auch bei der Implementierung der Trainingsalgorithmen sicherstellt. Diese Arbeit stellt eine Experimentalplattform vor, die einen Mikroprozessor zur Ausführung der Trainingsalgorithmen mit programmierbarer Logik und einem gemischt analog-digitalen neuronalen Netzwerkchip kombiniert. Die erste Hardwaregeneration basiert auf einer PCI-Karte, die in einem Standard-PC betrieben wird. Die zweite Generation bietet durch Verwendung eines FPGAs mit integriertem Mikroprozessor die gleiche Funktionalität auf einer einzigen Leiterplatte. Bis zu 16 dieser Netzwerkmodule können, verbunden über eine Backplane, parallel betrieben werden. Durch die Implementierung des Trainings in Software sind beliebige Algorithmen realisierbar. Um das Training mit evolutionären Algorithmen zusätzlich zu beschleunigen, wurde ein Koprozessor entwickelt, der die daten- und rechenintensiven Teile des Trainings unter vollständiger Kontrolle durch die Software innerhalb der programmierbaren Logik ausführt. Anhand von praxisrelevanten Klassifikationsproblemen konnte gezeigt werden, dass die Ergebnisse dieses evolutionären Trainings sehr gut mit anderen Lösungen auf der Basis neuronaler Netzwerke konkurrieren können.
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Die vorliegende Arbeit präsentiert eine neue anwendungsgerechte Methode für nichtlineare Optimierungsprobleme. Die Formulierung eines sogenannten Multiple-Setpoint-Problems führt zu Lösungen, die in der praktischen Anwendung oft deutlich bessere Ergebnisse erzielen als bei der üblichen Formulierung eines Optimierungproblems, da für einen ganzen Bereich (Multiple-Setpoint-Lösung) optimiert wird und nicht für einen einzigen festen Parametersatz (Single-Setpoint-Lösung). Gesucht sind Lösungen, die in dem Sinne optimal für verschiedene Szenarien oder für einen ganzen Parameterbereich sind, daß sie Nebenbedingungen für alle Szenarien einhalten und eine Zielfunktion in einem Mittel oder in einem Worst Case minimieren. Obwohl solche Lösungen in vielen Bereichen von großem Nutzen sind, ist die Multiple-Setpoint-Optimierung ein bisher wenig untersuchter Bereich. Zur Untersuchung von Optimierungsstrategien wird eine Problemklasse herausgegriffen -- die Probleme der optimalen Steuerung von Systemen, die sich durch differentiell-algebraische Gleichungen (DAE) beschreiben lassen. Mithilfe des Randwertproblemansatzes und einer Diskretisierung durch Bocks direkte Mehrziel-Methode (Bock's direct multiple shooting) werden die Probleme in große endlich-dimensionale nichtlineare Optimierungsprobleme transformiert, die mit einem SQP-Verfahren gelöst werden können. In dieser Arbeit wird eine allgemeine mathematische Problemformulierung für die Klasse der Multiple-Setpoint-Probleme und ein neuartiger, strukturausnutzender SQP-Algorithmus für Multiple-Setpoint-Probleme aus dem Bereich der optimalen Steuerung gegeben. Der Algorithmus ermöglicht es, neue Problemklassen zu behandeln bzw. Lösungen zu produzieren, die für den praktischen Einsatz in vielen Fällen geeigneter sind als bei bisherigen Optimierungsansätzen. Der Einsatz des neuen Algorithmus wird an einem komplexen Problem aus der Industrie demonstriert. In einem Auto soll durch eine Optimierung der Motorlagerung die Schwingungsübertragung von Straße und Motor auf den Fahrersitz in einem Frequenzbereich minimiert und somit der Fahrkomfort erhöht werden. Mithilfe einer (3-dimensionalen) Mehrkörpersimulation in natürlichen Koordinaten wird ein Automodell mit 32 kinematischen Freiheitsgraden betrachtet. Eine Fourier-Analyse hilft, die Schwingungsübertragung zu untersuchen. Das entstehende nichtlineare Optimierungsproblem hat eine Dimension von mehreren tausend Variablen. Durch Anwendung des neuen Algorithmus kann (unter Einhaltung von gewissen Nebenbedingungen) eine optimierte Motorlagerung gefunden werden, die eine Reduktion der Schwingungsübertragung im vorgegebenen Frequenzbereich um ca. 80% gegenüber der gegebenen Startlösung erzielt. Die Implementierung des neuen Multiple-Setpoint-Algorithmus' wird in einem neuen Softwarepaket realisiert, das bei der Firma Freudenberg im industriellen Einsatz ist. Die entwickelte Software basiert auf der Optimierungssoftware für Probleme der optimalen Steuerung MUSCOD-II sowie dem objekt-orientierten Modellierungstool für Mehrkörpersysteme MBSNAT, mit dem die Modellierung des Fahrzeugs inklusive der Berechung der für die Optimierung nötigen Ableitungen geschieht.
In dieser Arbeit wird die Erzeugung ultrakurzer Laserpulse mit einem Titan-Saphir Laser beschrieben. Der Laseroszillator wird in einem Regime positiver Gesamtdispersion betrieben und ist durch eine sogenannte Herriott-Zelle verlängert, wodurch Laserpulse mit einer Energie im Micro-Joule-Bereich erzeugt werden. Diese Pulse werden mit einem Prismenkompressor komprimiert und erreichen dadurch eine Leistung in der Pulsspitze von nahezu 10 Megawatt bei einer Pulsdauer von 50 Femtosekunden und einer Pulswiederholrate von sechs Megahertz. In einem Reaktionsmikroskop, das speziell für die Anwendung dieser Laserpulse konzipiert ist, lässt sich die Wechselwirkung von Atomen und Molekülen in intensiven Laserfeldern in einem bislang für vollständig differenzielle Messungen unzugänglichen Intensitätsbereich untersuchen. Dabei übersteigt die Intensität innerhalb des Reaktionsmikroskops 10^14 W/cm^2. Aufgrund der im Vergleich zu bisherigen Lichtquellen hohen Wiederholrate der Pulse des Laseroszillators sind Messungen bei einer geringen Ereigniswahrscheinlichkeit möglich.
A series of new 3,7-diazabicyclo[3.3.1]nonane (bispidone)-derived ligands with phenolic side chains were synthesized. The double Mannich condensation reaction to create the bicyclic bispidone was carried out successfully, though the isolation of the bispidones was not always straightforward. The preparation of the corresponding amine precursors was a very challenging task, which often led to more difficulties than the Mannich condensation itself. The preparation of the new bispidone ligands are described in Chapter 4. As structural models for the galactose oxidase enzyme, copper(II) complexes of the mononucleating phenol-bispidone ligands N2py2PhOH and vanilbis were prepared and structurally and spectroscopically investigated. These results are presented in Chapter 5. The crystal structure of the copper(II)-N2py2PhOH complex shows that the bispidone cavity is preorganized for copper(II) and that the incorporation of the phenolic moiety does not build up any strain in the ligand backbone (when compared to other known systems). The Cu(II)-N2py2PhOH complex disproportionates to a copper(I) salt and copper(II)-phenoxy radical. Dicopper(II) complexes with the dinucleating bispidone ligands cresbis and tBuBis, were designed as structural models of catechol oxidase (Chapter 5). A combined spectroscopic, magnetometric and computational study revealed that by tuning the reaction conditions (applying an organic base or a basic alumina in the synthesis), the distance between the copper(II) centers could be varied. Vanadyl-complexes with N2py2 and N2py2PhOH were also prepared and their spectroscopic properties compared to the known [V(IV)=O(N2py3o)]2+ complex (Chapter 6). Oxidation of the latter complex was shown to produce V(V)-oxo-peroxo species in high yields in methanol. To solve the inconsistency of the O-O distance and O-O stretching frequency for the side-on bound peroxo unit in the so formed [V(V)=O(O2)(N2py3o)]+ complex, a combined labeling and computational study was carried out. Further oxidation of this V(V)-oxo peroxo complex was possible using Ce4+, as indicated by the EPR spectra. A detailed spectrophotometric study was carried out to understand the nature of the reaction between the Co(II)-N2py2 complex with hydrogen peroxide (Chapter 7). The reaction products were both qualitatively and quantitatively analyzed using the hydrazine test reaction. Analogous reaction products were found when the complex of a structurally similar N2py2Bz ligand was used. Structural data obtained for complexes, which have been isolated from the reaction mixture, provided evidence on the dealkylation at the tertiary amine donor N7 in the ligand (Figure 1.3) Further details about the possible steps of the oxidative N-dealkylation were obtained from DFT calculations. From the results a mechanism was postulated (Figure 1.4). Moreover, the catalytic activity of Co(II)-N2py2 / H2O2 system in the oxidation of amines was investigated. Manganese(II) complexes of known bispidone-type ligands with N4 and N5 donor set were prepared and their reaction with hydrogen peroxide was studied, in order to ascertain whether there is analogy with divalent iron species and have catalytic activity in olefin oxidation. These results are presented in Chapter 8. Interesting spectroscopic features of the manganese complexes with phenol-bispidone ligands are also reported in this chapter. The UV-vis spectra of the manganese(III)-N2py2PhOH complex demonstrate slow decomposition and possible pathways are discussed.
In this thesis a new model is presented, which describes the formation of higher order chromatin structures with the help of polymer physics for the first time. It is a block-copolymer model for the compactification of the 30nm Chromatin fiber into higher order structures. The idea is that basically every condensing agent (HMG/SAR, HP1, cohesin, condensin, DNA-DNA interaction...) can be modelled as an effective attractive potential of specific chain segments. This way the formation of individual 1Mbp sized rosettes from a linear chain could be observed. Furthermore several Mbp of fiber were simulated, up to an entire chromosome and finally the entire nucleus of Drosophila Melanogaster. The simulation results were compared to experimental data and good agreement was found. The results have been published in the journals Eur. Biophys. J., Int. J. Mod. Phys. C, Int. J. Biol. Phys. and Biophys. Rev. Lett. A detailed list can be found in the appendix. Part of the computation was done on the IBM Blue Gene/L supercomputer at the Forschungszentrum Jülich.
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Die Gräber des Gärtners des Ramesseums Nedjemger aus der Zeit Ramses’ II. und des Malers Hori vom Ende der 20. Dynastie liegen an einem gemeinsamen Vorhof in der Ebene von el-Chocha westlich des Ramesseums. Die dekorierten Einkammergräber weisen ausgedehnte undekorierte unterirdische Anlagen auf. Zeigt Nedjemger noch Szenen aus dem Leben im Diesseits - in seinem Arbeitsbereich als Gärtner und das Talfest -, so beschränkt sich Hori auf Szenen nach dem Tod. In beiden Gräbern nimmt der Zug des Verstorbenen vom Westufer des Nils bis zu seinem Grab im Westen weiten Raum ein. Das bei Hori unausgefüllte Register über dem Begräbniszug kann analog zu den Darstellungen bei Nedjemger ergänzt werden, in denen der Verstorbene mit seiner Gemahlin die von Dämonen bewachten Tore durchläuft (Tb 145), bis er vor Osiris gelangt. Bei Hori nicht dargestellt ist der in einer kleinen Längshalle abgebildete weitere Weg des Nedjemger, auf dem er seine Unschuld beteuernd die Halle der beiden Maati durchschreitet und, nach Wägung seines Herzens, von dem Jenseitsgericht für schuldlos erklärt wird. Die weiteren Szenen zeigen ihn im Jenseits. Mit seiner Familie betet er Osiris bzw. Ptah-Sokar an, ihm und seiner Gemahlin wird vom Sempriester geräuchert und libiert und beide empfangen von der Baumgöttin Nahrung fürs Fortleben im Jenseits. Einmalig ist die zweimalige Darstellung des Hori, dem sein Sohn in der Nacht vor dem Neujahrsfest eine Kerze entzündet, um das Böse zu vertreiben. Als Verklärter wie Osiris ins Mumiengewand gehüllt und in Vorderansicht abgebildet, hockt Hori mit untergeschlagenen Beinen auf einem Sessel jeweils mit dem Rücken zu einer großen Weststandarte. Nach dem Empfang von Opfern schreitet er Osiris, Isis und Nephthys bzw. Re-Harachte, Maat und Hathor anbetend von zwei Seiten auf eine reich geschmückte Tablatur zu, die als Pforte ins Jenseits eine kleine Nische umgibt, in der er mit seinem Vater das Totenmahl einnimmt und mit seiner Gemahlin Opfer empfängt.
Intact viruses, containing no viral genome but which are loaded with a therapeutic drug or virus like particles loaded with antiviral drugs are potentially selective drug carriers for the intracellular delivery of therapeutics. These virus constructs could be used as therapeutics for the therapy of viral infections. For example HI-viruses could be designed, that are loaded with antisense oligonucleotides that avoid replication of the wild type HI virus. The advantage of such antisense oligonucleotide loaded viruses could be the fact that they enter cells and deliver the therapeutics to the host cells of the wild type HI virus. It should be possible to treat all viral infections with this method. Wild type viruses are therapied by a modified virus of the same type or a virus like particle containing a antiviral drug – e.g. an antisense oligonucleotide. This method should work for all viruses. Additionally, a new method is described how intact viruses, containing no viral genome but which are loaded with a therapeutic drug could be obtained. The major obstacle is that the viral genome and viral proteins must be present for virus assembly on the one hand, on the other hand it must be removed subsequent to virus assembly in order to obtain a safe drug carrier. The idea is: Virus assembly takes place in the presence of the viral genome with subsequent removal of the viral genome. Firstly the viral genome is immobilized on a solid support – comparable to DNA chips. Virus assembly proceeds at the solid support. After virus assembly and drug loading the immobilized viral genome is removed. Viral proteins could be obtained from a packaging cell line. The lysate of such a packaging cell line containing the viral proteins is incubated with the immobilized viral genome to allow virus assembly. The lysate is removed after succesful assembly. The next step would be the loading of the virus with a therapeutic drug. As the viral proteins contain amino and carboxy groups they can be chemically modified by a therapeutic drug. Finally the drug loaded virus is removed from the solid support and with it from the viral genome. This could be a strategy to obtain drug loaded, intact viruses lacking the viral genome.
Die Zuckerrübe (Beta vulgaris) ist eine der wenigen Pflanzen, die große Mengen Saccharose speichert. Während der Entwicklung der Speicherwurzel akkumuliert Saccharose in den Vakuolen und kann in modernen Sorten einen Anteil von bis zu 20 % des Frischgewichtes erreichen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Expression der wichtigsten Saccharose-spaltenden Enzyme bestimmt. Die Aktivität von Invertasen zeigt eine negative Korrelation zur Saccharoseanreicherung und während des Großteils der Speicherwurzelentwicklung werden lediglich Isoformen der Saccharose-Synthase und keine Invertasen exprimiert. Nach Verwundung werden eine Zellwand-lokalisierte und eine vakuolären Invertase induziert, wobei letztere für einen großen Teil der Saccharoseverluste nach der Ernte verantwortlich ist. Versuche die Aktivität dieser vakuolären Invertase durch Überexpression eines Invertaseinhibitors aus Tabak zu unterbinden erbrachten keine Verringerung der wundinduzierten Saccharosehydrolyse. Ein endogener Invertaseinhibitor der Zuckerrübe, BvC/VIF1 (Beta vulgaris cell wall or vacuolar inhibitor of beta-fructosidase), wurde identifiziert und funktionell charakterisiert. Der Inhibitor zeigt eine starke Expression während der Speicherrübenentwicklung und das rekombinant hergestellte BvC/VIF1-Protein zeigt eine hohe Affinität zu sauren Invertasen, insbesondere zu vakuolären Invertasen. Um mehr über die physiologische Rolle des Inhibitors während der Entwicklung der Zuckerrübenspeicherwurzel herauszufinden, wurde Versuche zur Verringerung der Expression dieses Gens unternommen. Außerdem wurden Zuckerrübenpflanzen hergestellt, die BvC/VIF1 vermehrt exprimieren. Erste Untersuchungen an diesen Pflanzen zeigten, dass es hierdurch zu einer signifikanten Verringerung der vakuolären Invertaseaktivität in Blättern kommt. Mittels eines gegen das BvC/VIF1-Protein erstelltem Antiserums wurden zwei Inhibitorproteine in Speicherwurzelextrakten nachgewiesen. Dahingegen trat in der Zellwand von Beta vulgaris Suspensionskulturzellen nur ein Protein auf. Von diesen drei Proteinen wurden partielle Peptidsequenzen ermittelt, die mit der bekannten BvC/VIF1-Sequenz übereinstimmten. In Blättern von transgenen, BvC/VIF1 überexprimierenden, Pflanzen wurden zwei Proteine beobachtet, die eine ähnliche Größe zeigen wie die in untransformierten Speicherwurzeln beobachteten und die in Blättern von Wildtyppflanzen nicht vorhanden sind. Dies deutet daraufhin, dass möglicherweise Proteine mit unterschiedlichen Größen durch die Translation eines einzelnen BvC/VIF1-Gens entstehen. Die subzelluläre Lokalisierung der Inhibitorproteine wurde mittels GFP-Fusionen analysiert. Die Fusionsproteine wurden entweder in der Vakuole beobachtet, was auf das Vorhandensein von vakuolären Sortierungssignalen hindeutet, oder aggregierten in Vesikel-artigen Strukturen. Weiterhin trat eine proteolytische Spaltung von Inhibitor-GFP Fusionen auf, die zum Nachweis von freiem Inhibitorprotein führte. Mittels differentieller Extraktion aus untransformierten Speicherwurzeln und Suspensionskulturzellen konnte gezeigt werden, dass das kleinere der beiden Inhibitorproteine in der Zellwand lokalisiert zu sein scheint. Um die Wechselwirkung zwischen Invertase und Inhibitor genauer zu untersuchen, wurde eine Zuckerrüben-Invertase rekombinant in Bakterien hergestellt und ihre enzymatischen Eigenschaften untersucht. Der Km-Wert der Invertase liegt im unteren millimolaren Bereich und das Enzym zeigt eine maximale Aktivität zwischen pH 4 und 6. Die Wechselwirkung mit dem Invertaseinhibitor ist ebenfalls in hohem Maße pH-abhängig und zeigt ein Maximum zwischen pH 4 und 5. Oberhalb von pH 6 kommt es zu keiner Bindung des Inhibitors an die Invertase. Da die pH-Bedingungen von zellulären Kompartimenten wie der Zellwand oder der Vakuole dynamischen Schwankungen unterliegen, handelt es sich hierbei möglicherweise um einen Regulationsmechanismus der Invertaseinaktivierung. In einem zweiten Projekt wurden erste Ergebnisse über das Vorhandensein und die Regulation von Proteinen, die die Effizienz der Atmung regulieren erzielt. Zwei Isoformen von sogenannten Uncoupling Proteinen werden konstitutiv in der Zuckerrübe exprimiert, während eine Induktion einer alternativen Oxidase nach Verwundung und Lagerung beobachtet wurde. Mitglieder beider Genfamilien sind mögliche Zielgene, die Saccharoseverluste während der Lagerung beeinflussen können. Sie dienen als Energie-Ableitungssysteme und ihre Aktivität kann die Respiration erhöhen, was einen vermehrten Saccharoseabbau zur Folge hat. Die ermittelten Ergebnisse weisen daraufhin, dass zumindest die alternative Oxidase eine starke Reaktion auf Verwundung und Lagerung zeigt.
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In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der Biochemie und Bioenergetik bei zerebralen Organoazidopathien am Beispiel der Glutaryl-CoA-Dehydrogenase (GCDH)-Defizienz und der Succinatsemialdehyd-Dehydrogenase (SSADH)-Defizienz untersucht. Die GCDH-Defizienz ist eine erbliche Stoffwechselstörung im Abbau der Aminosäuren L-Lysin, L-Hydroxylysin und L-Tryptophan. Durch einen Defekt der GCDH akkumulieren bei Patienten Glutaryl-CoA, Glutarsäure (GA) und 3-Hydroxyglutarsäure (3-OH-GA) in Geweben und Körperflüssigkeiten. Unbehandelt wird diese Krankheit in der Kindheit zumeist durch eine striatale Degeneration im Rahmen einer enzephalopathischen Krise nach einer katabolen Stoffwechsellage kompliziert. Die SSADH-Defizienz ist eine erbliche Stoffwechselstörung im Abbau des Neurotransmitters gamma-Aminobuttersäure (GABA). Patienten fallen durch eine Akkumulation von GABA, gamma-Hydroxybuttersäure, Succinatsemialdehyd und 4,5-Dihydroxyhexansäure in Geweben und Körperflüssigkeiten infolge einer defekten SSADH auf. Häufige klinische Befunde sind psychomotorische Retardierung, epileptische Krampfanfälle, Bewegungstörungen und Verhaltensauffälligkeiten. Im bioenergetischen Teil der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob eine mitochondriale, bioenergetische Dysfunktion an der Pathogenese dieser Erkrankungen beteiligt ist. Hierfür wurden endogene Enzymaktivitäten der Atmungskette und der beta-Oxidation in Gewebehomogenaten von Gcdh- und Ssadh-defizienten Mäusen bestimmt. An isolierten Enzymen, Gewebehomogenaten und submitochondrialen Partikeln wurde der Einfluss der akkumulierenden Metabolite auf die Enzyme der Atmungskette, der beta-Oxidation und des Citratzyklusses getestet. Oxidativer Stress wurde über die Glutathion-Konzentrationen in Gewebehomogenaten abgeschätzt. Das wichtigste Ergebnis für die GCDH-Defizienz war eine unkompetitive Hemmung der alpha-Ketosäure-Dehydrogenase-Komplexe - insbesondere des alpha-Ketoglutarat-Dehydrogenase Komplexes - durch Glutaryl-CoA. Es konnte kein weiterer Einfluss akkumulierender Metabolite auf die Enzyme des Citratzyklusses, der Atmungskette und der beta-Oxidation gefunden werden. Bei Gcdh-defizienten Mäusen waren die endogenen Aktivitäten von Enzymen der beta-Oxidation erniedrigt, die Aktivitäten der Atmungskettenkomplexe waren jedoch unverändert. Für die SSADH-Defizienz konnte keine Änderung endogener Enzymaktivitäten der Atmungskette oder ein direkter Einfluss akkumulierender Metabolite auf die Enzyme der Atmungskette oder des Citratzyklusses gefunden werden. Bei beiden Mausmodellen wurden im Gehirn erniedrigte Glutathion-Konzentrationen als Hinweis auf oxidativen Stress nachgewiesen Die biochemischen Eigenschaften (Gewebeverteilung, Bluthirnschranke [BBB]-Permeabilität und Herkunft der zerebralen Konzentrationen) akkumulierender Metabolite sind für die SSADH-Defizienz gut beschrieben. Obwohl GA und 3-OH-GA postulierte Neurotoxine sind, sind diese Faktoren bei der GCDH-Defizienz noch relativ unbekannt. Deshalb wurden diese biochemischen Eigenschaften für GA und 3-OH-GA untersucht. Hierzu wurden die Konzentrationen dieser Dicarbonsäuren in Gcdh-defizienten (Gcdh-/-) Mäusen, hepatozytären Gcdh-/--Mäusen und C57Bl/6-Mäusen nach einer intraperitonealen Injektion von d4-GA und d5-3-OH-GA gemessen. Zusätzlich wurde der Transport von d4-GA und d5-3-OH-GA über kapilläre Endothelzellen aus Schweinehirn, einem in vitro-Modell der BBB, untersucht. Die wichtigsten Ergebnisse waren wie folgt: 1) ein äquimolarer Anstieg zerebraler und hepatischer GA- und 3-OH-GA-Konzentrationen in Gcdh-/--Mäusen, 2) ein unterschiedlicher Anstieg (Leber >> Gehirn) bei hepatozytären Gcdh-/--Mäusen und C57Bl/6-Mäusen nach einer intraperitonealen Injektion von d4-GA und d5-3-OH-GA und 3) eine geringe Permeabilität der BCEC für GA und 3-OH-GA (Efflux > Influx). Diese Ergebnisse weisen auf eine zerebrale de novo-Synthese von GA und 3-OH-GA und anschließendes Trapping durch eine stark limitierte BBB-Permeabilität für diese Dicarbonsäuren hin.
Most, if not all, environmental problems of our time have their origin in human economic activity. In order to better understand how environmental problems arise from economic activity and how they may be solved in a sustainable manner, one needs to combine scientific expertise from the natural sciences and from economics. For, it is the domain of the natural sciences to analyze nature', while economics studies the economy'. In this study, I contribute to this interdisciplinary task in a threefold manner: (i) In Part I, I employ concepts and methods from thermodynamics in order to study how this natural science puts constraints on the transformation of energy and matter in the economic process of production. (ii) In Part II, I analyze the problem of biodiversity loss and conservation by combining concepts and methods from ecology and economics to study coupled ecological-economic systems. (iii) An underlying interest throughout this study is the methodological question of how to integrate concepts and methods from the natural sciences, such as thermodynamics or ecology, and the social sciences, such as economics. The approaches in Parts I and II are complementary in that they follow different methodological approaches to interdisciplinary integration of natural science constraints into environmental and resource economics - method-orientation and problem-orientation, respectively.
Diese Studie stellt den ersten umfassenden Versuch dar, die Protein-Protein-Interaktionen (PPIs) eines bakteriellen Flagellenapparats genomweit zu erfassen. Wir haben dafür Treponema pallidum ausgewählt, also Spirochäten, die auch die Syphilis auslösen. T. pallidum hat ein kleines Genom mit nur 1,041 Genen, die alle in klonierter Form vorliegen. Die Flagellen von Spirochäten besitzen ausserdem einige spezielle Eigenschaften wie die periplasmatische Lokalisation der zwei polaren Flagellenbündel, welche sie für vergleichende Analysen besonders interessant machen Im Lauf dieses Projekts habe ich eine Yeast two-hybrid-Bibliothek des Treponema pallidum-Proteoms konstruiert und damit umfassende genom-weite Screens mit allen 75 Flagellen- und Motilitäts-Proteinen durchgeführt. Insgesamt wurden dabei 268 PPIs zwischen 174 verschiedenen Proteinen identifiziert. Davon waren zuvor nur 15 homologe Interaktionen (“Interologe”) aus der Literatur bekannt. Um die funktionelle Bedeutung dieser neuen Interaktionen für die bakterielle Motilität zu untersuchen, habe ich zuerst 23 Orthologe aller Treponema-Interaktoren in E. coli und 30 in B. subtilis vorhergesagt. Die Gene von 23 Orthologen wurden dann in E. coli und/oder B. subtilis (7 Gene) mutiert und deren Phänotyp in Motilitätsassays überprüft. Ich fand dabei 10 neue Proteine in E. coli (amiA, bcsC, rfaH, rpe, rpmJ, ycfH, yciM, yggH, yggW, und yncE) und 5 Proteine in B. subtilis (yaaT , yhbE/YhbF, yllB, yloS und yviF), deren Treponema-Homologe mit Flagellenproteinen interagierten und deren Mutanten einen Motilitätsphänotyp zeigen. Aufgrund ihrer Interaktionen und Phänotypen konnte ich 8 bisher nicht charakterisierten Proteinen eine Rolle als Motilitätsgene zuordnen, und zwar TP0046 (yaaT), TP0048 (yhbE/yhbF), TP0383 (yllB), TP0421 (yncE), TP0561 (ydjH), TP0658 (yviF), TP0712 (HP1034) and TP0979 (tatD). Basierend auf den 268 two-hybrid-Interaktionen konnte ich ausserdem 1455 Interaktionen in 30 anderen Bakterien vorhersagen. Mit 35 Flagellenproteinen von 30 Bakterienarten habe ich ausserdem einen phylogenetischen “Super-Stammbaum” erstellt, der die Flagellenapparate in einen evolutionären Kontext stellt und belegt, dass die Spirochäten einen ungewöhnlichen und abgeleiteten Flagellenapparat aufweisen. Ein Protein unbekannter Funktion, TP0658 (yviF in B. subtilis) wurde näher untersucht. Die Y2H-Interaktionen von TP0658 mit Flagellinen (flaB1-3) wurden biochemisch verifiziert. TP0658 bindet an eine C-terminale Sequenz von FlaB1 zwischen L231 und D247 (dem so genannten C-Loop der Flagelline). Dieses epitop ist in B. subtilis und anderen Bakterien konserviert. Ein hochkonserviertes Asparagin (N237 in FlaB1 bzw. N255 in B. subtilis hag) ist entscheidend für die Bindung. Eine ΔyviF Mutante in B. subtilis hatte einen starken Motilitätsphänotyp und keine nachweisbaren Flagelline. Koexpression von TP0658 und FlaB1 in E. coli stabilisiert FlaB1. Interessanterweise binden sowohl TP0658 als auch FliS (ein bekanntes aber nicht verwandtes Chaperon) an das gleiche Epitop in Flagellin, welches bei dessen Polymerisierung beteiligt ist. Meine Daten sprechen daher dafür dass TP658 und seine Verwandten “Assembly-Chaperone” der bakteriellen Flagelle sind.
In this thesis, a new hypothesis is presented for the glacial 1470-year climate cycle, which manifests itself in abrupt warming events (the socalled Dansgaard-Oeschger events, or DO events). According to the hypothesis, two century-scale solar cycles could explain the regularity in the timing of the DO events, since the periods of these two cycles are close to integer factors of 1470 years. This hypothesis is tested with a coupled climate model of intermediate complexity. It is shown that abrupt warming events, which reproduce many features of the DO events (in particular their time scale of 1470 years), can occur in the climate model in response to two centennial-scale freshwater cycles, with periods close to those of the two known solar cycles. The plausibility of these model results is tested with a very simple conceptual model, in which DO events represent abrupt switches between two modes of the thermohaline ocean circulation. It is shown that the millennial-scale response of the climate model to the century-scale forcing is a plausible consequence of the high degree of non-linearity and the large characteristic time scale of the thermohaline circulation. As a result, the glacial 1470-year climate cycle might indeed be caused by the Sun, despite the lack of a corresponding solar frequency.
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How GABA-A receptor subtypes segregate so precisely to different subcellular locations is not understood. In this study, I have expressed the recombinant g2 and d GABA-A receptor subunits in cultured hippocampal neurons to analyze the differential cell surface expression and sub-membrane segregation of synaptic and extrasynaptic GABA-A receptors. My data demonstrate that the synaptic targeting of g2-containing GABA-A receptors does not depend on the cytoplasmic TM3-TM4 domain of the g2 subunit. This result was actually surprising, until Alldred et al published their work last year (2005) showing that the synaptic localization of receptors with the g2 subunit requires the TM4 domain rather than the large TM3-TM4 cytoplasmic loop. The premise of our work, when we started, was that the loop region would be responsible. On the other hand, I showed here that the TM3-TM4 cytoplasmic domain of the d subunit is either a factor for the extra-synaptic clustering of the d containing GABAA receptors (this would be an active mechanism) or alternatively that this loop region may not contain any information at all on receptor targeting, and subunits with this domain may simply lack sufficient “information” to be placed in synapses (passive exclusion). I cannot currently distinguish between these two possibilities. Nevertheless, by comparing the d subunit TM3-TM4 loop amino acid sequences across the whole span of vertebrate evolution, I discovered that the loop was remarkably conserved. This would suggest that the loop’s tertiary structure and specific proteins that bind to it are important for some function(s)of d-containing receptors. A passive exclusion mechanism might have lead to a degeneration of the loop sequence.
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Brom und Jod kommen in von Folge sowohl natürlichen als auch anthropogenen Prozessen (z.B.Verdunstung von Meerwasser, Verbrennung von Biomasse) als Spurenelemente in der Biosphäre vor. Obwohl das Verhalten von Halogenen in der Umwelt intensiv untersucht worden ist, bestehen nach wie vor große Lücken im Verständnis ihres Verhaltens, ihrer Verteilung und ihrer Bindungsformen in terrestrischen Milieu. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung natürlicher Anreicherungsprozesse von Halogenen in terrestrischen Milieu, sowie der Wechselbeziehungen zwischen Halogenen, Boden, Streu und Pflanzen. Sowohl terrestrische Pflanzen als auch Böden vermögen den natürlichen Halogen-Kreislauf entscheidend zu beeinflussen, indem sie sowohl als Speichermedium (Senke) als auch als Emittent (Quelle) einer vielzahl von Halogen-Spezies dienen. Das Verhalten von Brom und Jod wurde während des einjährigen Lebenszyklus (vom Samen bis zur Zersetzung) von Weidelgras (Lolium multiflorum) untersucht. Darüber hinaus wurden Blätter von Buchen (Fagus Sylvatica) unter aborbedingungen zersetzt, um diese Ergebnisse mit denen von Abbauprozessen unter natürlichen Umweltbedingungen zu vergleichen. Die Verteilung von Brom und Jod in Boden, Bodenlösung, Ausgangsgestein, Niederschlag, Blättern und Streu wurde in zwei Wald-Gebieten in der Umgebung von Heidelberg (Deutschland) untersucht. Zur Quantifizierung der Halogene kamen verschiedene Methoden zum Einsatz, unter ihnen INAA, XRF, ICP-MS und IC/ICP-MS. Während der Weidelgras-Zersetzung werden die beiden Halogene sowohl in organischer, als auch anorganischer Form freigesetzt Brom in überwiegend flüchtiger Form (bis zu ~80%), während kleine Mengen im Detritus verbleiben (bis zu ~2,6%) und die restliche Menge ausgewaschen wird. Das Verhalten von Jod während der Zersetzung ist weniger schlüssig und bedarf weiterer Untersuchungen. Bei der Verrottung von Buchen-Blättern zeigt sich für die Freisetzung von Brom ein anderes Muster als bei der Weidelgras-Verrottung, was auf die Bedeutung der Eigenschaften des jeweiligen Streus hinweist. Brom- und Jod-Konzentrationen in den untersuchten Bodenprofilen reichen von 0,6 μg/g bis 15 μg/g und die in den Bodenlösungen von 0,5μg/l bis 43μg/l. Dabei ist eine Abhängigkeit vom jeweiligen Bodenhorizont zu beobachten. Im Oberboden (reich an organischem Material) sind die Halogene bevorzugt in organischen Bindungsformen zu finden (zwischen 60 und 100%), während deren Anteil im Verlauf des Bodenprofils nach unten hin abnimmt. Bei einem der untersuchten Waldgebiete stellt die atmospärische Deposition die Quelle für Brom und Jod dar, während im zweiten Waldgebiet eine zusätzliche Beeinflussung durch das Ausgangsgestein festzustellen ist. Bei der Verrottung von Buchenblättern im Labor war die Bildung flüchtiger Bromver-bindungen geringer (12,9% ± 6.1) als es Berechnungen aus dem gleichen Prozeß unter natürlichen Bedingungen ergaben (24,4%). Man kann daher das Streu selbst als Quelle für Bromverbindungen ansehen. Die vorliegende Arbeit zeigt das Vorhandensein von Halogenen in den Komponenten terrestrischer Ökosysteme, sowie deren Austausch und die Beeinflussung der Halogenverteilung und Bindungsphase durch biologische Prozesse (z.B. Wachstum, Zerfall).
Diese Dissertation beschreibt den Aufbau, die Charakterisierung und die Anwendung eines Lasersystems zur Erzeugung intensiver ultrakurzer Lichtpulse mit stabiler Träger–Einhüllenden–Phase. Diese Lichtpulse haben eine Dauer von wenig mehr als zwei optischen Schwingungszyklen. Durch die Stabilisierung ihrer Träger–Einhüllenden–Phase, also der relativen Lage zwischen der Intensitätseinhüllenden und der optischen Trägerwelle der Lichtpulse, konnte der zeitliche Verlauf ihres elektrischen Feldes auf beinahe 100 Attosekunden genau festgelegt werden (1 Attosekunde = 10^-18 Sekunden). Außerdem lassen sich mit dem System im Lichtfokus Spitzenfeldstärken erreichen, die mit den Feldstärken im Innern eines Atoms vergleichbar sind. Daher ist das Lasersystem zur Untersuchung von fundamentalen atomaren Prozessen mit einer Zeitauflösung im Attosekundenbereich hervorragend geeignet. Zwei derartige Experimente wurden im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt: Zum einen konnte erstmals Terahertzstrahlung in einem Luftplasma erzeugt werden, ohne äußere Felder anzulegen. Dies ist die erste Beobachtung von optischer Gleichrichtung in einem räumlich isotropen Medium. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass dieser Prozess eine vielversprechende Methode zur Langzeitmessung der "absoluten" Träger–Einhüllenden–Phase ermöglicht. In einem zweiten Experiment wurde die Mehrphotonenionisation von Neon–Atomen untersucht. Dazu wurden in einem "Reaktionsmikroskop" die vektoriellen Impulse aller erzeugten Ionisationsfragmente gemessen. Bei der Einfachionisation sowie erstmalig bei der nichtsequentiellen Doppelionisation von Neon wurde eine signifikante Abhängigkeit der Ionenimpulse von der Träger–Einhüllenden–Phase der ionisierenden Lichtpulse beobachtet.
Diese Arbeit präsentiert die neueste Messung der Elektron-Asymmetrie A, die Elektronenimpuls mit Neutronenspin korreliert, im Beta-Zerfall freier polarisierter Neutronen mit dem Spektrometer PERKEO II. In vorherigen Messungen mit PERKEO II waren die Hauptfehlerquellen die Neutronenpolarisation und unerkannter Untergrund. Die Neutronenpolarisation konnte auf 99.7(1) % erbessert werden. Im Fitbereich der Asymmetrie beträgt das Verhältnis von Signal zu strahlbehafteten Untergrund 1700:1, die Korrektur durch nicht erkannten Untergrund sank von 0.5(25) % auf 0.1(1) %. Insgesamt konnten die Korrekturen von 1.6 % auf 0.4 % reduziert werden, Messungen des gleichen Parameters durch andere Gruppen enthalten Korrekturen von 15 bis 30 %. Sowohl systematische als auch statistischer Fehler wurden halbiert, um den bisher präzisesten Wert für die Elektron-Asymmetrie A=-0.11948(40) zu erhalten. Mit diesem A-Wert kann lambda, das Verhältnis zwischen Axial-und Vektorkopp lung in der schwachen Wechselwirkung , zu lambda=-1.2754(11) bestimmt werden. lambda ist eine der wichtigsten Konstanten in Kosmologie und Astrophysik. Insbesondere kann über lambda und die Lebensdauer tau des Neutrons auf V_ud, das erste Matrixelement der CKM-Matrix zugegriffen werden. Mit Kenntnis von V_ud und V_us kann die CKM-Matrix auf Unitarität überprüft werden.
Although the activities of soluble pyrophosphatases were shown to be essential for a number of prokaryotes and eukaryotes, plants were assumed to lack cytoplasmic soluble pyrophosphatase activity and vacuolar membrane bound proton-pumping pyrophosphatase was accepted as the only enzyme responsible for the removal of pyrophosphate accumulated in the cytosol as a by-product of several biosynthetic pathways. On the contrary, Arabidopsis thaliana genome encodes six soluble pyrophosphatase isoforms (ASP1, ASP2A, ASP2B, ASP3, ASP4 and ASP5), which were shown to be highly conserved both in nucleic and in amino acid sequences. Microscopic analysis of leaves transiently transformed with C-terminal GFP tagged A. thaliana sPPase proteins revealed localization in the cytoplasm and/or nucleus for five isoforms (ASP1 to ASP4) and the in vivo plastidial localization of ASP5 could be shown. The analysis of stably transformed plants with promoter driven GUS expression revealed both tissue-specificity and developmental stage dependency of transcription for each A. thaliana soluble pyrophosphatase isoform. The promoter data were further confirmed by real time PCR analysis through which the active transcription of several A. thaliana soluble pyrophosphatase isoforms could be shown in all plant tissues, including later stages of development. The regulation of the expression of A. thaliana soluble pyrophosphatases by soluble sugars was analyzed using A. thaliana cell cultures and an in planta approach. A specific induction of the expression of ASP2B in response to sugar starvation was observed. Furthermore, the results indicate the possibility of sucrose regulation of the expression of ASP3, while the transcription of plastidial isoform (ASP5) was induced in response to 100 mM glucose in planta. The changes in the expression of A. thaliana soluble pyrophosphatases in response to ABA and different environmental stresses were analyzed using real time PCR. The data revealed an isoform- and/or tissue-specific and time dependent stress response suggesting specific roles for each isoform in vivo. Based on the data, the possible role of ASP3 in regulation of UGPase activity could be proposed. The wounding experiments using sugar beet (Beta vulgaris) plants overexpressing either Bsp1 (Beta vulgaris soluble pyrophosphatase isoform 1) or Bvp1 (Beta vulgaris vacuolar pyrophosphatase isoform 1) revealed the possibility of post-transcriptional regulation of mRNA levels of both soluble and vacuolar pyrophosphatases. Using recombinant Bsp1 protein expressed in Escherichia coli, the in vitro phosphorylation by protein kinase C could be shown and the possibility of post-translational regulation of plant soluble pyrophosphatase activity by phosphorylation was discussed. The overexpression of neither Bsp1 nor Bvp1 caused a significant effect on the sucrose accumulation of sugar beet taproots. On the other hand, the heterologous overexpression of not only Bvp1 but also Bsp1 revealed an impaired root growth and a possible contribution to the salt tolerance of A. thaliana. In summary, the results suggest that the plant soluble pyrophosphatases can perform multiple and vital functions during plant development and stress responses. In addition, the expression patterns of plant soluble pyrophosphatases indicate a strong link to the plant carbohydrate metabolism.
Hintergrund: Gesellschaftliche Integration und Mitwirkung sind wichtige Indikatoren eines Gesunden Alterns und scheinen im hohen Alter zurückzugehen. In der Literatur wird neben den zentralen Prädiktoren Gesundheit und Alter ein breites Spektrum mikro- und makrostruktureller Einflussfaktoren identifiziert. Zeitbudgetstudien zufolge verbringen Hochaltrige (80 Jahre+) größtenteils ihre Zeit Zuhause und benötigen immer mehr Zeit und Kraft, um die selbständige Lebensführung zu erhalten. Es ist allerdings gegenwärtig wenig darüber bekannt, welche Wünsche und Interessen Hochaltrige haben und wie sie in ihrem Alltag die gesellschaftliche Integration und Mitwirkung gestalten und erleben. Auch wenn der Erhalt der gesellschaftlichen Integration und Mitwirkung zu den zentralen (inter-) nationalen altenpolitischen Zielen gehört, fehlen gegenwärtig Daten für gezielte politische Interventionen. Forschungsfrage: Wie erklären Hochaltrige selbst einen Rückgang gesellschaftlicher Integration und Mitwirkung und gestalten die “verbleibenden” Muster gesellschaftlicher Integration und Mitwirkung? Daten und Methoden: Die Arbeit basiert auf der deutschen qualitativen Tiefenstudie (N=40) des Europäischen Forschungsprojektes ENABLE-AGE. ENABLE-AGE untersucht das Zusammenspiel zwischen der Wohnumwelt und einem Gesunden Altern im Sinne von Autonomie, Partizipation und Wohlbefinden bei alleinlebenden Hochaltrigen im urbanen Raum im Alter von (75-89 Jahre) in Deutschland, Schweden, England, Lettland, Ungarn. Projektbausteine sind ein längsschnittlicher Survey (N=1918), eine qualitative Tiefenstudie (Grounded Theory) (N=190) und eine Bestandsaufnahme (inter-) nationaler Wohnpolitik. Zentrale Ergebnisse: Diese qualitative Fallstudie rekonstruiert aus der Perspektive der Studienteilnehmerinnen und –teilnehmer, wie ihre Handlungsspielräume für den Erhalt der gesellschaftlichen Integration und Mitwirkung in der physikalischen, zeitlichen, räumlichen und sozialen Dimension schrumpfen. In diesem Prozess manifestieren sich sowohl Eigenheiten des hohen Alters selbst, als auch Aspekte sozialer Ausgrenzung. Infolgedessen konzentrieren die Studienteilnehmerinnen und –teilnehmer ihren Alltag in der näheren Wohnumwelt und passen die Muster gesellschaftlicher Integration und Mitwirkung aktiv und kreativ den sich wandelnden Rahmenbedingungen an. Ausgewählte ehemals formelle, öffentliche Muster werden zunehmend weniger sichtbar für die Öffentlichkeit in die informelle, private Sphäre der näheren Wohnumwelt verlagert und mit subtilen, nach innen gerichteten Formen ergänzt. Schlussfolgerung: Der beobachtete Rückgang der gesellschaftlichen Integration und Mitwirkung sollte weder als ein Disengagement oder eine unvermeidliche Begleiterscheinung des hohen Alters missverstanden werden. Die Wohnumwelt erscheint als wesentliche Ressource für die gesellschaftliche Integration und Mitwirkung im hohen Alter. Da der Erhalt der selbständigen Lebensführung und gesellschaftlichen Integration und Mitwirkung im hohen Alter eng miteinander verflochten sind, sollten politische Interventionen bei der Förderung der selbständigen Lebensführung im hohen Alter anhand einer barrierefreien inner- und außerhäuslichen Wohnumwelt, Öffentlicher Verkehrsmittel, einer bedarfsgerechten, lebendigen Infrastruktur im Stadtteil und einer gezielte Förderung einer nutzerfreundlichen Alltagstechnik ansetzen.
In der vorliegenden Arbeit sollen die Einflüsse der Schwankungen der solarer Aktivität auf die Klimaänderungen der Erde im Holozän auf einer Zeitskala von mehreren Dekaden bis Jahrhunderten untersucht werden. Als Proxy für die variable Sonnenaktivität wurde das in der Atmosphäre unter Einfluss des Sonnenwindes entstehende Isotop 14C verwendet. Die 14C-Produktion wurde aus der an absolut datierten Baumringchronologien gemessenen atmosphärischen 14C-Konzentration D14C mit Hilfe eines auf H. Oeschger und U. Siegenthaler basierenden Boxmodells für den Kohlenstoffkreislauf berechnet [Oeschger, 1975]. Des weiteren wird D14C als Proxy für Klimaänderungen verwendet. Zur Untersuchung der Ursachen der atmosphärischen 14C-Schwankungen wurden mit einem Oeschger-Siegenthaler-Modell Experimente durchgeführt. In diesen Experimenten wurden jeweils separat die diffusive Ozeanzirkulation, der Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean sowie die 14C-Produktion variiert. Als Untersuchungszeitraum wurden Minima geringer solarer Aktivität (D14C Maxima) um 2800 BC, 800 BC und 6200 BC (''8K-Event'') mit Jahrringparametern, berechnet aus Ringweiten, korreliert. Die Untersuchungen fanden an Eichen aus den Flusstäler von Rhein, Main und Donau statt. Des weiteren wurde an D14C mit Hilfe mehrerer Methoden (Singuläre Spektrum Analyse, Multi-Taper Methode, Maximum Entropie Methode, digitale Bandpassfilterung (IIR) und Wavelets) Spektralanalysen durchgeführt, deren Schwerpunkt auf Frequenzen lag, welche der variablen Sonne zugeordnet werden. Es zeigte sich unter anderem, dass die Jahrringparameter im Maintal schwach mit der 14C-Produktion korrelieren, es im solaren Minimum mit abnehmender Temperatur feuchter wurde. Des weiteren stellte sich heraus, dass bei unrealistischer Erhöhung der Ozeanzirkulation um den Faktor 2, des Gasaustauschs um den Faktor 1,5 oder realistischer Reduzierung der 14C-Produktion um 25 %, der Abfall des 14C-Pegels in der Atmosphäre um 10 ‰ über einen Zeitraum von 10-15 Jahren, erklärt werden konnten.
The enantioselective synthesis of (+)-(S)-laudanosine (101) and (–)-(S)-xylopinine (102) were achieved successfully in 7 steps from commercially available homoveratylamine (86) in 62% and 51% yield, respectively. The key intermediate aminoalkyne 123 was accessed easily by coupling aryl iodide 115 and alkyne 121 using a Sonogashira reaction. Dihydroisoquinoline 124 was obtained by intramolecular hydroamination of the aminoalkyne 123. Employing Noyori´s reduction protocol, the absolute configuration at C-1 of the benzylisoquinoline was introduced with 93% ee. Finally, methylation of norlaudanosine (146) by a reductive amination protocol afforded (+)-(S)-laudanosine (101). Alternatively, formation of the berberin-bridge using a Pictet-Spengler reaction afforded (–)-(S)-xylopinine (102). The strategy was also applied to synthesize benzylisoquinolines with electron-deficient A-rings. 5-Trifluoromethyl-benzylisoquinoline (174) was successfully synthesized in 8 steps from commercially available 4-bromo-trifluorotoluene (162) in 20% yield. Both Sonogashira reaction and hydroamination gave the desired products in excellent yields. Moreover, 6,7-difluoro-benzylisoquinoline (182), was synthesized following a similar route from commercially available o-bromo-benzoic acid (175) in 19% yield for the seven steps.
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The CERES experiment is devoted to the measurement of low-mass electron pairs in proton and ion-induced collisions at the Super Proton Synchrotron accelerator. The main goal of the CERES experiment is to investigate modifications of hadron properties in hot and dense nuclear matter. A significant enhancement of dilepton pair yield with respect to expectations based on hadron decays was observed in the mass range 0.25~$<~$m$_{ee}~<$~0.7~GeV/c$^2$. This fascinating result can only be described by models invoking in-medium modifications of the $\rho$ meson. To distinguish between different theoretical explanations of the enhancement the experiment was upgraded in 1998 by the addition of a radial TPC to improve the mass resolution in the vector meson region. In this thesis, the analysis of the data sample taken in 2000 in 158~A~GeV/c Pb-Au collisions with the upgraded experimental setup is presented. The observed enhancement of the $e^+e^-$ pairs confirms previous results of CERES. The data, compared to the theoretical calculations based on dropping $\rho$ mass approach and in-medium $\rho$ spectral function modifications, favor the latter.
Die Aktivität Natürlicher Killerzellen wird durch eine Vielzahl aktivierender und inhibierender NK Zell Oberflächenrezeptoren reguliert. Die Signaltransduktion der einzelnen Rezeptoren und die Interaktion zwischen den verschiedenen Rezeptoren untereinander sind noch weitgehend unverstanden. Körpereigene Zellen sind durch die Zelloberflächenexpression von MHC Klasse I Molekülen vor einem Angriff der NK Zellen geschützt. Einige Studien lieferten jedoch Daten, die zu der Vermutung führten, dass der aktivierende NKG2D-Rezeptor die Signale der MHC Klasse I-bindenden, inhibierenden Rezeptoren übergehen könnte und trotz der MHC-Klasse I Expression der Zielzellen deren Lyse durch die NK Zellen induziert. In dieser Arbeit wurde zum einen das Wechselspiel zwischen aktivierenden und inhibierenden Rezeptoren am Beispiel des NKG2D-Rezeptors untersucht. So konnte ein Modell über die molekularen Mechanismen der NK Zell Regulation aufgestellt werden. Dabei spielen spezielle Membranbereiche, die sog. Lipid Rafts, eine essentielle Rolle. NKG2D wurde nach Ligandenbindung in diese Membranbereiche rekrutiert. Nach biochemischer Zerstörung der Lipid Rafts war die NKG2D-vermittelte NK Zell Aktivierung blockiert. Es konnte gezeigt werden, dass inhibierende Rezeptoren in die NKG2D Signalkaskade eingreifen, indem sie gezielt die Raft-Rekrutierung des Rezeptors blockieren. Angriffspunkt ist dabei das intrazelluläre Signalprotein Vav1, welches die Reorganisation des Aktin-Zytoskeletts vermittelt. Durch die Stimulation inhibierender Rezeptoren wird Vav1 dephosphoryliert und somit inaktiviert, wodurch die Aktinpolymerisation und die daran gekoppelte Raft-Rekrutierung von NKG2D und die Raft-Akkumulation an der Immunologischen NK Zell Synapse verhindert wird. Die Aktivität der NK Zelle wird nicht nur durch das Zusammenspiel aktivierender und inhibierender Rezeptoren reguliert, sondern auch durch die Modulation der Aktivität von stimulierenden Rezeptoren, wie dem 2B4 Rezeptor. Der 2B4 Rezeptor ist einer der am besten charakterisierten NK Zell Rezeptoren. Er kann NK Zellen direkt aktivieren oder nur als kostimulierendes Molekül fungieren. In unreifen NK Zellen oder in NK Zellen von Patienten mit dem X-linked lymphoproliferative disease (XLP) scheint er sogar inhibierende Signale zu induzieren. Diese Vielseitigkeit der transduzierten Signale könnte durch die vielen verschiedenen intrazellulären Signalmoleküle vermittelt werden, die an den 2B4-Rezeptor binden können. Das kleine SH2 Domänen-haltige Adapterprotein SAP spielt für die Funktion von 2B4 eine essentielle Rolle. XLP Patienten besitzen durch ein mutiertes SAP Gen kein funktionelles SAP Protein und leiden unter einem starken Immundefekt. NK Zellen dieser Patienten können nicht über 2B4 aktiviert werden. Über die Regulation von SAP existieren eine Reihe gegensätzlicher Daten im humanen und murinen System und in unterschiedlichen Zelltypen. In dieser Arbeit wurde deshalb die Regulation von SAP in humanen NK Zellen untersucht und dessen mögliche Auswirkungen auf die Aktivität des 2B4-Rezeptors. Alle Versuche wurden dabei in primären humanen NK Zellen aus gesunden Spendern durchgeführt. Unstimulierte NK Zellen exprimieren kein oder kaum detektierbare Mengen an SAP Protein. Es konnte gezeigt werden, dass die Stimulation humaner NK Zellen mit IL-2, IL-12, IFN-? und polyI:C eine deutliche Hochregulation der SAP-Genexpression induzierte. Interessanterweise konnten unterschiedliche Varianten des SAP Proteins detektiert werden. Desweiteren konnte in dieser Arbeit zum ersten Mal auch eine, im Vergleich zu SAP gegenläufige, Regulation des Adapterproteins EAT-2 gezeigt werden. Die Regulation der SAP-Expression führte zu einer Modulation der 2B4-vermittelten NK Zell Aktivität. So konnte eine klare Korrelation zwischen den exprimierten SAP-Mengen in ruhenden und IL-2 aktivierten NK Zellen und der Aktivität des 2B4 Rezeptors festgestellt werden. Dabei stellte sich heraus, dass 2B4 bei geringen SAP-Mengen eine kostimulatorische Rolle zu übernehmen scheint und in aktivierten NK Zellen die Rolle eines eigenständigen, aktivierenden Rezeptor übernimmt.
Das Hepatitis-B-Virus der Ente (DHBV) zählt zur Familie Hepadnaviridae, einer Gruppe umhüllter DNA-Viren, die sich durch eine enge Wirts- und eine vorwiegend auf Hepatozyten beschränkte Gewebespezifität auszeichnen. Diese doppelte Restriktion im Tropismus wird in erster Linie durch die frühen Schritte des viralen Lebenszyklus bestimmt: (i) die Bindung des Virions an Rezeptormoleküle auf der Oberfläche der Wirtszelle, (ii) die endozytotische Aufnahme in die Zelle und (iii) die anschließende Membranfusion, die zur Freisetzung des Nukleokapsids in das Zytoplasma führt. DHBV kann sowohl in vivo in der Pekingente als auch in vitro in primären Entenhepatozyten (PDH) leicht propagiert werden und stellt deshalb ein unverzichtbares Modellsystem dar, die frühen Schritte der hepadnaviralen Infektion zu entschlüsseln. Eine essentielle Funktion hierbei wohnt der preS-Domäne des großen viralen Hüllproteins inne. Als zellulärer preS-Interaktionspartner ist die Carboxypeptidase D der Ente (dCPD) beschrieben. Sie bindet in einem ungewöhnlichen 2-Stufen-Mechanismus zunächst mit niedriger Affinität an einen Bereich innerhalb von preS (AS 86 - 115), der eine amphipathische alpha-Helix umfasst, und dann linear fortschreitend an N-terminal davon gelegene Aminosäuren (AS 30 - 85), woraus sekundär ein hochaffiner Komplex resultiert. Um die funktionelle Bedeutung der Interaktion von preS mit dCPD zu untersuchen, wurden Punktmutationen in die alpha-Helix eingeführt, die entweder zur Änderung der Ladungsverteilung oder der Aufhebung der strukturellen Integrität führten. Der Phänotyp dieser preS-Mutanten wurde biochemisch bezüglich der dCPD-Bindefähigkeit charakterisiert: während die Änderung der Amphipathizität ohne Auswirkung blieb, führte die Störung der Helixstruktur zu einer drastischen Reduktion oder zu einem vollständigen Verlust der dCPD-Interaktion. Der Verlust der dCPD-Bindekompetenz war streng korreliert mit einer Aufhebung der Infektiosität der entsprechenden Viren auf PDHs. Erstaunlicherweise wurden diese Defektmutanten unvermindert von Hepatozyten gebunden und internalisiert. Diese Ergebnisse bestätigen die essentielle Funktion der dCPD bei der DHBV-Infektion, sprechen aber gegen eine Rolle als exklusiver Binde- und Aufnahmerezeptor. Synthetische myristoylierte Peptide, die den N-Terminus des preS (AS 2 - 41) umspannen, kompetitieren äußerst effizient mit der DHBV-Infektion. Um den hierbei adressierten Schritt beim Viruseintritt näher zu definieren, wurden gegen die Peptide gerichtete Antikörper generiert. Diese konnten sowohl virale Partikel präzipitieren als auch ihrerseits selbst die Infektion blockieren, obwohl das von ihnen erkannte Epitop (AS 12 - 23) nicht mit der dCPD-Binderegion überlappt und in vitro keine Interferenz mit der dCPD-Interaktion nachweisbar war. Hieraus lässt sich folgern, dass der N-terminale preS-Bereich einen distinkten Schritt beim Viruseintritt vermittelt, der von der preS-dCPD-Komplexbildung funktionell klar abgrenzbar ist In DHBV-infizierten Entenlebern findet sich regelmäßig eine verkürzte Variante des großen viralen Hüllproteins. Durch die massenspektrometrische Analyse dieser Variante konnte eine putative Proteaseschnittstelle in der preS-Domäne unmittelbar nach den Argininen an Position 71 und 72 identifiziert werden. Der Austausch beider Aminosäuren führte zu einem vollständigen Verlust der Infektiosität ohne die Bindefähigkeit an dCPD und Hepatozyten zu beeinträchtigen. Dieser Befund impliziert eine proteolytische Prozessierung des großen Hüllproteins als notwendigen Teilschritt des Eintrittgeschehens. Aus den erhobenen Daten lässt sich ein mehrstufiges Modell des Eintritts von DHBV in die Wirtszelle ableiten. Das Virus bindet zunächst an einen bislang unbekannten Faktor auf der Hepatozytenoberfläche. Nach der Internalisierung erfolgt obligat der preS-abhängige Transfer auf dCPD. Die postulierte proteolytische Prozessierung könnte anschließend zur Freisetzung eines fusiogenen Peptids führen, dessen Aktion durch die homologen synthetischen Peptide inhibiert wird.
Fast and efficient input/output is a very important aspect of today’s high performance computing. Often these systems are very complex so no prediction can be made what an I/O call at the program level will trigger at the system level. One kind of such complex systems are parallel programs based on MPICH2 for message passing and PVFS2 as parallel file system. This thesis is about enhancing the environment in a way that we can find the necessary information in the traces of a program run. MPI-IO calls can now be related to disk operations. The concept of our extension of the involved software packages is to generate a unique ID for every MPI-IO call and to pass it along to the I/O-servers. After they got written into the corresponding traces we can find matching events in them and visualize them in the Jumpshot trace viewer. An easy to follow example is presented and detailed hints for future work are given.
Diese Arbeit präsentiert neuartige Simulationen zur Entstehung von Planeten, wobei der Schwerpunkt auf der Entstehung von Protoplaneten aus Planetesimalen liegt. In diesem Stadium wird die Entwicklung des System von Kollisionen und Zwei-Körper-Streuungen bestimmt, die eine sorgfältige Modellierung der Entwicklung der Geschwindigkeitsdispersion und der Größenverteilung über den ganzen Größenbereich erfordern. Zu diesem Zweck wurde ein neues Hybridprogramm entwickelt, genannt Nbody6Disc, um den vollen Größenbereich von kilometergroßen Planetesimalen bis zu Protoplaneten abzudecken. Es vereint die Vorteile eines N-Körper-Ansatzes zur Integration der größeren Körper mit einem zusätzlichen statistischen Modell zur Beschreibung der kleineren Planetesimale. Dieses Programm wird auf die Entstehung von Protoplaneten angewendet. Die Simulationen zeigen kein Beenden der protoplanetaren Akkretion durch die Entstehung von Lücken in der Planetesimalverteilung, sondern nur schwache Fluktuationen in der Oberflächendichte. Darüber hinaus sind diese Strukturen nur schwach mit den Positionen der Protoplaneten korreliert. Die Untersuchung verschiedener Schlagfestigkeiten zeigt, daß die Fragmentation von Planetesimalen hauptsächlich den gesamten Massenverlust kontrolliert, der aber während des frühen Wachstums der Protoplaneten relativ gering ist. Es zeigt sich, daß Fragmentation in Verbindung mit dem schnellen Verlust der Fragmente durch Gasreibung eine obere Grenze für die Masse der Protoplaneten in Abhängigkeit vom Abstand zum Zentralstern setzt.
APRIL (engl.: a proliferation inducing ligand) und BAFF (engl.:B cell activating factor of the tumor necrosis factor (TNF) family) sind zwei eng verwandte Liganden innerhalb der TNF-Familie. Beide Liganden teilen sich zwei Rezeptoren, TACI (engl.: transmembrane activator and CAML interactor) und BCMA (engl.: B cell maturation antigen), die vor allem auf B-Zellen exprimiert werden und vor kurzem konnten Glykosaminoglykan (GAG)-Ketten von Proteoglykanen als dritter APRIL-spezifischer Bindungspartner auf Tumorzellen, B-Zellen und T-Zellen identifiziert werden. APRIL hat eine zweiseitige Rezeptorspezifität und kann daher gleichzeitig über seine Heparinbindedomäne mit negativ geladenen GAG-Ketten von Proteoglykanen und über seine TNF-Homologiedomäne (THD) mit den Rezeptoren TACI bzw. BCMA interagieren. Unstimulierte Monozyten sterben via Apoptose, während Stimuli, die deren Differenzierung zu Makrophagen oder Dendritischen Zellen induzieren, die apoptotischen Prozesse inhibieren. Diese Arbeit zeigt erstmals eine kritische Rolle von APRIL für das Überleben und möglicherweise für die Differenzierung primärer humaner Monozyten. Monozyten binden APRIL nach einem Tag in Kultur und in vitro aus Monozyten differenzierte DCs zeigen eine starke APRIL-Bindung, die nach Aktivierung der DCs mit LPS bzw. CD40L weiter ansteigt. Die Bindung korreliert mit der Expression von negativ geladenen GAG-Ketten, da Behandlung dieser Zellen mit Heparitinase oder Chlorat (ein genereller Inhibitor der Sulfatierung) die APRIL-Bindung stark reduziert. Sulfatierte Glykane (Heparin, Heparansulfat/HS) inhibieren die APRIL-Bindung, durch Kompetition mit der APRIL-Bindung an zelluläre HS-Ketten. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass immobilisiertes APRIL, vor allem im Komplex mit BCMA Adhäsion von Monozyten auslöst. Dieses Adhäsionssignal wird durch Bindung von APRIL an GAG-Ketten auf der Oberfläche dieser Zellen induziert, da das Adhäsionssignal der Heparinbindedomän-Mutante von APRIL stark reduziert war. Die morphologischen Veränderungen implizieren eine Rolle von APRIL bei der Differenzierung von Monozyten zu Makrophagen. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden GAG-Ketten von Proteoglykanen als ein weiterer Bindungspartner von TACI identifiziert. Durch Untersuchung der bekannten Kristallstruktur und der linearen Sequenz von TACI konnten basische Motive identifiziert werden, die möglicherweise die Bindung von TACI an GAG-Ketten von Proteoglykanen vermitteln. Die hier durchgeführte Studie zeigt erstmals, dass GAG-Ketten von Proteoglykanen einen Interaktionspartner von TACI auf Monozyten und Dendritischen Zellen darstellen. TACI induziert Adhäsion von Monozyten, allerdings führt das durch TACI vermittelte Adhäsionssignal interessanterweise zu deren Tod. Proteoglykane werden von den meisten Zellen kontinuierlich in den Kulturüberstand sezerniert. Rekombinant hergestelltes TACI und aus Monozyten-Kulturüberstand aufgereinigtes APRIL haben Heparansulfat-Proteoglykane (HSPGs) gebunden und sind daher möglicherweise auch in vivo mit HSPGs komplexiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass APRIL über seine Heparinbindedomäne Proteoglykane auf extravasierten Monozyten bindet und dadurch Zell-Zell-Anlagerung von TACI- und/oder BCMA-exprimierenden Lymphozyten bewirken kann. APRIL induziert wesentliche Überlebens- und Differenzierungssignale sowohl in APRIL präsentierenden Monozyten als auch in TACI- bzw. BCMA-exprimierenden Zellen. Die in dieser Arbeit erzielten Ergebnisse bedeuten, dass neben dem B-Zellsystem auch die Funktion von Monozyten und Dendritischen Zellen entscheidend durch die Interaktionen von APRIL mit dessen Rezeptoren beeinflusst wird.
Diffusion processes are widely used for mathematical modeling in finance e.g. in modeling foreign exchange rates. This paper presents a non-linear stochastic continuous time model that captures the main characteristics of price dynamics. The generalized mean reversion process discloses various features of observed price movements such as multi-modality of the distributions, multiple equilibria, and regime switching. The attractors depend substantially on the economic environment. The model reveals a significant connection between exchange rates and its fundamentals. Furthermore, it is consistent with traditional flexible exchange rate models. Stochastic differential equations describing diffusion processes are directly linked to the forward Kolmogorov equation. In order to calibrate the models, efficient algorithms identifying the system parameters are in demand. Taking into account nonlinear effects in volatility and drift and dependence on observed economic data, which are not directly modeled, one obtains problems which cannot be treated by standard numerical methods. The coefficients are rapidly oscillatory and strong instabilities may arise. To handle these problems we develop numerical methods, which are used to simulate the nonlinear dynamics of exchange rates depending on economic data.
We consider a mathematical model of the formation of an atherosclerotic lesion that is based on a simplification of Russell Ross' paradigm of atherosclerosis as a chronic inflammatory response. Atherosclerosis is characterized by the accumulation of lipid-laden cells in the arterial wall that can result in lesions within the artery. Such lesions can cause an occlusion of the artery resulting in heart attack. The presented mathematical model describes, among others, a response of immune and smooth muscle cells to biochemical signals of chemoattractants and a build up of debris. It results in a coupled system of four nonlinear reaction-convection-diffusion equations including a free inner boundary that is permitted to move due to an additional evolution equation. We perform a numerical study of the problem using fully implicit finite volume discretization methods. The moving boundary is described implicitly using an evolution of a level set function. In such a way, a grid used in numerical simulation can remain fixed during the whole computations. In this report, we present preliminary results that demonstrates that our numerical model captures certain observed features such as the localization of immune cells, the build-up of debris, the isolation of a lesion by smooth muscle cells, and an occlusion of the artery.
Der Film zeigt einen Bericht von Campus TV über neues Verfahren in der Bestrahlung von Tumorpatienten. Für diese bildgestützte Bestrahlung ist ein neues Bestrahlungsgerät am Universitätsklinikum Mannheim / Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie in Betrieb genommen worden. Auf dem Media-Server aufgenommen im Januar 2006. Dauer: 4 Minuten, 47 Sekunden
Laufen kann jedes Kind. Im Alter von anderthalb Jahren schon bewegen sich Kinder auf zwei Beinen durch die Welt. Für einen Roboter ist das allerdings eine größere Herausforderung. Auf der von der Universität Heidelberg veranstalteten Tagung "Fast Motions in Biomechanics and Robotics" beschäftigten sich hochkarätige Ingenieure, Mediziner und Informatiker aus den USA, Japan und Europa mit der Frage: Wie bringe ich Roboter am besten zum Laufen?
Bisher kennt man Viren nur als Krankheitserreger, die für eine große Zahl an Krankheiten wie Schnupfen, Grippe, Masern, Mumps, Pocken oder Aids verantwortlich sind. Und bei jeder neuen Grippeepidemie schreiben die Zeitungen sofort von Killerviren. Richtige Killerviren werden zurzeit aber von Dr. Karsten Geletneky von der Neurochirurgischen Universitätsklinik Heidelberg gemeinsam mit Prof. Jean Rommelaere am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg erprobt, die bei einem besonders schweren Hirntumor eingesetzt werden sollen. Auf dem Media-Server aufgenommen im Januar 2006. Dauer: 5 Minuten, 44 Sekunden.
Hohe jüdische Auszeichnung für Prof. Peter Hommelhoff. Der Rektor der Universität Heidelberg konnte aus den Händen des Präsidenten des Zentralrats der Juden in Deutschland Paul Spiegel den mit 10 000 Euro dotierten Leo Baeck Preis entgegennehmen. Die Laudatio in der alten Aula der Universität hielt der Vizepräsident des Zentralrates Salomon Korn. Er betonte das große Engagement von Professor Hommelhoff für die der Universität eng verbundene Hochschule für jüdische Studien in Heidelberg. Mit dem Preis werden in Erinnerung an den jüdischen Wissenschaftler und Rabbiner Leo Back Persönlichkeiten geehrt, die sich in hervorragender Weise für die jüdische Gemeinschaft in Deutschland eingesetzt haben. Frühere Preisträger waren unter anderem Altkanzler Helmut Kohl und der ehemalige Außenminister Joschka Fischer. Auf dem Media-Server aufgenommen im Januar 2006. Dauer: 47 Sekunden
Heidelberg hat 2005 die Idee der Kinderuniversität in einige seiner Partneruniversität exportiert. Im November fanden parallel in zehn Universitäten von Mailand über Oxford bis Helsinki Kinderunis statt. Wie es in Heidelberg ausgesehen hat, stellt dieser Film dar. Die Vorlesungen der Heidelberger Kinder-Universität werden auch in der Zeitschrift "kinderUNIVERSITAS" dokumentiert, die alle zwei Monate der Zeitschrift UNIVERSITAS beiliegt, die auf Nachfrage kostenlose Probehefte versendet. Auf dem Media-Server aufgenommen im Januar 2006. Dauer: 6 Minuten, 46 Sekunden.
Die Universität Heidelberg hat sich in den letzten Jahren auch international gut positioniert. Beispielsweise in Chile. In der Hauptstadt Santiago wurde das Heidelberg Center Lateinamerika eingerichtet und Wissenschaftler aus Heidelberg kommen regelmäßig nach Chile, um über neueste Forschungsergebnisse zu berichten oder Seminare und Vorlesungen zu halten. Pressesprecher Michael Schwarz filmte in Santiago und befragte Heidelberger Ehemalige nach den Anfängen der intensiven transatlantischen Verbindung. Alumnus Professor Carlos Huneeus, Heidelberger Absolvent und später Botschafter Chiles in Deutschland, bewertet das Center im Kontext der deutsch-chilenischen Beziehungen, und Professor Mallorga skizziert die Anfänge der Kooperation von Rechtswissenschaftlern aus Heidelberg und Santiago. Bei einer Stippvisite in Heidelberg berichtete der Leiter des Heidelberg Centers, Dr. Walter Eckel, über seine Arbeit in der südamerikanischen Metropole. Auf dem Media-Server aufgenommen im Januar 2006. Dauer: 5 Minuten, 6 Sekunden.
Von seinen Eltern ererbt man nicht nur Schönheit und Intelligenz, sondern leider auch die Anlage für verschiedene Krankheiten. Im vergangenen Jahr startete die Bundesministerin für Bildung und Forschung Edelgard Bulmahn die zweite Phase des Nationalen Genomforschungsnetzes. Hinter dem Kürzel NGFN2 verbirgt sich der Auftrag, die genetischen Hintergründe verschiedener so genannter "Volkskrankheiten" aufzudecken. Dafür wurden 135 Millionen Euro bereitgestellt. Ein Schwerpunktbereich ist das Herz-Kreislauf-Netz, dessen Sprecher Professor Hugo Katus vom Universitätsklinikum Heidelberg ist. Dort sind allein acht der zirka 20 wissenschaftlichen Teilprojekte zu diesem Thema angesiedelt. Auf dem Media-Server aufgenommen im: Januar 2006. Dauer: 6 Minuten, 43 Sekunden
Universität Heidelberg bei Exzelleninitiative auf Spitzenplatz. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft und der Wissenschaftsrat haben die Universität Heidelberg nach der Vorauswahl aufgefordert, einen endgültigen Antrag für die Exzellenzinitiative von Bund und Ländern zu stellen. Damit ist die Universität Heidelberg eine von zehn Universitäten bundesweit, die gute Chancen haben, als Elite-Universitäten künftig hohe Fördermittel zu bekommen. Rund 1,9 Milliarden Euro sollen für die Förderung von Wissenschaftlern und Spitzenforschung in Deutschland zur Verfügung gestellt werden. Eine endgültige Entscheidung fällt im Oktober. Auf dem Media-Server aufgenommen im: Januar 2006. Dauer: 2 Minuten, 38 Sekunden
Wer in Kambodscha vor den Tempeln von Angkor steht, spürt vielleicht den Schauer der Ehrfurcht, wenn er die Pracht des Weltkulturerbes sieht. Seit dem 8. Jahrhundert errichteten dort die Baumeister des alten Volkes der Khmer gigantische Tempelanlagen, die lange Zeit vergessen und vom Urwald überwuchert waren. Erst 1862 wurden sie von französischen Forschern wieder entdeckt. Seitdem bemüht man sich darum, die alten Bauwerke der Öffentlichkeit zugänglich zu machen, sie vor weiterem Zerfall zu retten oder zu rekonstruieren. Mit dabei auch Professor Hans Georg Bock und sein Team vom Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen der Universität Heidelberg. Auf dem Media-Server aufgenommen im: Januar 2006. Dauer: 3 Minuten, 52 Sekunden
Wer unter chronischen Schmerzen leidet, hat selbst im Zeitalter der modernen Medizin oftmals schlechte Karten. Zwar gibt es Schmerzmittel aller Art, aber bei regelmäßiger Einnahme verlieren sie an Wirkung und die Dosis muss ständig erhöht werden, was wiederum unangenehme Nebenwirkungen zur Folge haben kann. Abhilfe verspricht ein so genannter Schmerzschrittmacher, der ähnlich wie ein Herzschrittmacher unter der Haut des Patienten eingepflanzt wird. In der Neurochirurgischen Klinik der Universität Heidelberg hat Dr. Dirk Rasche jetzt ein solches Gerät der neuesten Generation erfolgreich zum Einsatz gebracht. Auf dem Media-Server aufgenommen im: Januar 2006. Dauer: 4 Minuten, 48 Sekunden
Ziel der Studie ist die Analyse der spezifischen Funktionen, die die Berufung auf Rachel in Jer 31 und in Gen 29-35.46.48 hat und die Frage, welche besondere Bedeutung Rachel dadurch als Erinnerungsfigur für das Gottesvolk gewinnt.
Die aktuellen Herausforderungen durch die Bestände selbst, die Kunden und die ökonomischen Bedingungen werden geschildert, ebenso werden die angewendeten Maßnahmen und Verfahren der Bestandserhaltung skizziert.
This thesis examines the relationships between gender, religion and development in rural Bangladesh in the context of a series of attacks on NGOs by ‘fundamentalist’ forces in the country in the early part of the 1990s. Specifically, the focus is on the emergence of rural women as a center of contention as events unfolded. My examination of the discourses and various political, economic and social factors that surrounded or underlay these events shows that the poor rural women in Bangladesh were being pulled in different directions as a result of multiple forces operating in the context of structures of inequality that existed at global, national, community and domestic levels. Based on fieldwork carried in the village of Jiri in Chittagong, Bangladesh, the thesis argues that while it is possible to see the attacks against NGOs as 'resistance' against 'Western' or 'elite' domination/exploitation, a closer look of events reveals that forms of gender inequality operating at domestic and community levels are largely behind the targeting of women beneficiaries of NGOs by the ‘fundamentalists’. The thesis also explores the nature and extent of rural women's resistance to these events and concludes that instead of representing the 'poor rural women' of Bangladesh only as victims, their active and creative roles also must be stressed in our analysis.
Im Zuge dieser Arbeit wurde ein DOAS-Instrument an der Atmosphären-Simulationskammer SAPHIR (Forschungszentrum Jülich) aufgebaut, das auf einem Vielfach-Reflektionssystem des White-Designs basiert. Das DOAS-Instrument ermöglichte erstmalig den Nachweis von NO3 an der Kammer. Ein NO3- Verlustprozess wurde in der trockenen Kammer beobachtet und mit einer Lebensdauer von (42 +/- 4) min charakterisiert. Davon abgesehen diente die Kammer für Experimente von dreierlei Art. (1) Das DOAS konnte unter kontrollierten Bedingungen mit anderen Nachweismethoden für die Spurengase NO2, O3, HONO, H2O, Benzol und m-Xylol verglichen werden. Die Übereinstimmung des DOAS mit den anderen Methoden war sehr gut (Maximalabweichung 13 % im Absolutwert, Korrelationskoeffizienten größer als 0.92). (2) Das DOAS konnte mit Zeitreihen von Spurengaseingaben (von Benzaldehyd, Toluol and HCHO) in die Kammer verglichen werden, die auf Basis der Probenmenge und fundamentaler Kammereigenschaften berechnet wurden. Auch hier war die Übereinstimmung zwischen der Messung und den Berechnungen gut (Maximalabweichung 19 %, R größer als 0.94). Damit konnte die Skalierung des differentiellen Absorptionsquerschnittes von HCHO, der in der DOAS-Auswertung verwendet wird, bestätigt werden. (3) Messungen des DOAS und anderer Instrumente konnten zur Validierung aktueller Chemie-Modelle verwendet werden. Die OH-Reaktivität in der belichteten Kammer wurde aus DOAS-Messungen von Benzol und m-Xylol abgeleitet und stimmte hervorragend mit einer direkten OH-Messung überein. Weiterhin wurde die HCHO-Ausbeute in der Ethen-Ozon-Reaktion untersucht. Dies brachte eine Diskrepanz zwischen einer Modellrechnung und der Messung zutage, die auf Modellannahmen über kinetische Parameter von Zwischenprodukten im Ethen-Ozon-Mechanismus zurückgeführt wurde. Schließlich bestätigten Absolutbestimmungen der Reaktionskoeffizienten von NO3-Reaktionen mit Ethanal (2.6 +/- 0.5), Propanal (5.8 +/- 1.0), Butanal (11.9 +/- 1.4) und Benzaldehyd (2.2 +/- 0.6, Angaben in cm3/s bei 300 K) gegenwärtige Literaturempfehlungen für atmosphärische Bedingungen. Allerdings stimmten die gemessenen Ausbeuten von Produktaldehyden in den NO3-Reaktionen mit Propanal und Butanal nicht mit Modellrechnungen überein. Dies wurde auf die Modellannahmen, die im Aldehyd-Abbaumechanismus über kinetische Parameter von Peroxyacyl-Nitraten gemacht wurden, zurückgeführt.
Turbulente Sprays werden häufig im praktischen Verbrennungsystem angetroffen. Die Eigenschaften der turbulenten Sprays, wie Verteilung der Tröpfchengrößen und die Vermischung von Kraftstoff und Luft sind für die Effizienz, die Stabilität, und das Emissionsverhalten der Verbrennungprozesse sehr wichtig. Dies stellt ein sehr komplexes Problem dar. Die Prozesse Turbulenz, Wärme- und Stoffübertragung und Phasenänderung müssen dazu behandelt werden. Für reagierende Stömungen müssen chemische Reaktionen berücksichtigt werden. Diese Prozesse sind stark mit einander gekoppelt und viele Aspekte dieser Prozesse sind bislang unbekannt. In dieser Arbeit werden turbulente Sprays mit Hilfe einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (PDF) dargestellt. Zwei Ansätze werden dabei verwendet, angenommene und transportierte PDF Methoden. Zunächst wird eine PDF für die Mischungsbrüche des turbulenten Sprays vorgeschlagen. Die PDF Transportgleichung wird dazu abgeleitet. Das molekulare Mischen wird mit einem erweitertem IEM Modell behandelt. Die PDF Transportgleichung wird mit einem erweiterten k-e Modell geschlossen. Es wird durch eine hybride Finite-Volumen/Lagrange Monte-Carlo Methode gelöst. Ein turbulentes, nicht reagierenden Sprays wird damit simuliert. Die numerischen Resultate der PDF Methode sind in guter Übereinstimmung mit den experimentellen Daten aus der Literatur und verbessern die des Momentenmodells. Außerdem werden die mittels der Monte-Carlo Methode berechneten Formen der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Mischungsbruchs in unterschiedlichen Positionen dargestellt und analysiert. Es ergibt sich, dass die Sprayquelle den Wert des mittleren Mischungsbruchs ändert, aber sie ändert nicht die Form seiner PDF. Ein Vergleich der Monte-Carlo PDF mit der Standard-Betafunktion zeigt, dass die Standard-Betafunktion die Form der PDF nicht beschreiben kann. Mit der Definition von geeigneten lokalen Maxima und Minima des Mischungsbruchs ist eine modifizierte Betafunktion mit vier Parametern sehr gut geeignet, die Form der Monte-Carlo PDF darzustellen. Weiterhin wird eine gebundene Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung zwischen Geschwindigkeit und skalaren Größen für turbulente Sprays vorgeschlagen. Die Transportgleichung hierfür wird abgeleitet und modelliert. Ein vereinfachtes Langevin-Modell wird erweitert, um die Gasgeschwindigkeit zu modellieren. Das molekulare Mischen wird mit dem erweiterten IEM-Modell beschrieben. Simulationen des turbulenten nicht-reaktiven Sprays zeigen, dass die numerischen Resultate für die Gasgeschwindigkeit durch dieses Modell verbessert werden. Des Weiteren wird eine gebundene Enthalpie-Mischungsbruch-PDF für turbulente Sprayflammen vorgeschlagen. Die entsprechende Transportgleichung wird hergeleitet. Das molekulare Mischen wird mit dem modifizierten IEM-Modell beschrieben. Eine turbulente Methanol/Luft Sprayflamme wird simuliert. Der verwendete Methanol-Luft-Mechanismus umfasst 23 Spezies und 168 Elementarreaktionen. Er wird durch ein Sprayflammen-Schichtenmodell integriert. Die numerischen Resultate für die Gasgeschwindigkeit, die Gastemperatur, den Massenbruch des Kraftstoffdampfs und den Sauterradius werden mit experimentellen Daten aus der Literatur und den Resultaten der Momentenmethode verglichen. Es ergibt sich eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Die verwendete Methode verbessert die Resultate des Momentenmodells in Bezug auf den Massenbruch des Methanoldampfes. Die angenommene PDF des Mischungsbruchs, die im Momentenmodell verwendet wird, wird mit den berechneten-PDFs des Mischungsbruchs aus der transportierten PDF-Methode verglichen. Die Resultate zeigen, dass die letztere zuverlässiger ist. So sind die Zusammensetzung des Gemischs, die durch die verwendete PDF-Methode berechnet wird, genauer. Die Anwendungen der angenommene PDF Methode in den turbulenten Sprays werden diskutiert. Die Normalverteilung, logarithmisch-normal-Verteilung, Nukiyama-Tanasawa-Verteilung, Rosin-Rammler-Verteilung, Standard-Beta-Verteilung, modifizierte Vierparameter Beta-Verteilung werden besprochen und analysiert. Die Verbindungen zwischen ihnen werden dargestellt. Eine turbulente Ethanols/Luft-Spray wird sowohl experimentell, als auch durch numerische Simulation untersucht. Ein herkömmliches Euler/Lagrange Modell wird verwendet. Der mittlere Sauterradius, die mittlere Tröpfchengeschwindigkeit sowie die Verteilung der Tröpfchengrößen werden gut vorausgesagt. Der detaillierte Reaktionsmechanismus wird in der Simulation der Sprayverbrennung durch ein Sprayflammen-Schichtenmodell behandelt, in dem 38 Spezies und 337 Elementarreaktionen betrachtet werden. Es ergibt gute Übereinstimmung zu den experimentellen Daten. Zusätzlich wird ein implizites Schema entworfen, um die Partikelgeschwindigkeit des Sprays zu berechnen. Ein numerischer Test zeigt, dass der implizite Schema robuster, genauer und leistungsfähiger ist als ein herkömmliches explizites Schema.
Ein für Feldmessungen geeignetes Verfahren zur zeitlich und räumlich hochaufgelösten Messung der Transfergeschwindigkeit des Gasaustausches an einer freien Wasseroberfläche wird vorgestellt. Der Ansatz basiert auf der sogenannten Controlled Flux Technique (CFT) mit Wärme als Tracer für den Gasaustausch. Es wird ein sich periodisch verändernder Wärmefluss verwendet, der mit Hilfe eines 100 W CO2-Lasers auf die Wasseroberfläche aufgebracht wird. Die Temperaturantwort der Wasseroberäche wird mit einer hochempfindlichen Infrarotkamera gemessen. Aus dem Verlauf der Amplitudendämpfung an der Wasseroberfläche kann auf die Transfergeschwindigkeit für Wärme und somit eines beliebigen Gases geschlossen werden. Mittels einer Phasenanalyse der Temperaturantwort an der Wasseroberfläche ermöglicht das vorgestellte Messverfahren darüber hinaus direkte Einsichten bezüglich der den Austauschprozessen zugrundeliegenden Transportmechanismen in der Grenzschicht. Die aus ersten Messungen am Heidelberger Wind-Wellen-Kanal AEOLOTRON bestimmten Amplitudendämpfungsspektren zeigen den von den Modellen vorausgesagten Verlauf. Die hieraus berechneten Transfergeschwindigkeiten für CO2 weisen eine gute Übereinstimmung zu den Ergebnissen anderer Labor- und Feldmessungen auf. Im Gegensatz zu den Amplitudendämpfungsspektren weichen die aus den Messdaten bestimmten Phasenverschiebungen bei hohen Windgeschwindigkeiten signikant von den Modellvorhersagen ab. Dieser erstmals beobachtete Effekt kann als Hinweis auf eine Intermittenz der Austauschprozesse gedeutet werden und lässt vermuten, dass stochastische Prozesse beim Gasaustausch eine größere Rolle spielen als bisher vermutet wurde.
Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, Plasmamembranproteine zu finden, die spezifisch für die kutane T-Zell Lymphome (CTCL), Sézary Syndrom (SzS) und Mycosis fungoides (MF), sind. Zu ihrer Identifizierung wurde zunächst über differentielle Zentrifugation ein Oberflächenpräparat der CTCL-Zelllinie HuT78 hergestellt. Es diente als Antigengemisch für die Immunisierung von Kaninchen. Die gewonnenen polyvalenten Antiseren reagierten in ELISA- und Western Blot Analysen spezifisch mit Proteinen des Oberflächenpräparats. Ferner zeigte eine immunzytochemische Analyse, dass sie die Oberfläche nativer HuT78-Zellen erkannten. Für die eigentliche Identifizierung von Plasmamembranproteinen wurden die Kaninchen-Antiseren zunächst in der Immunpräzipitation eingesetzt. Dabei wurde unter den präzipitierten Proteinen auch das Vorläuferprotein des plasmamembranständigen ICAM-1 identifiziert. Ihren zweiten Einsatz hatten die Kaninchenseren in einer serologischen Analyse, bei der eine cDNA-Phagenbank der CTCL-Zelllinie SeAx nach reaktiven Klonen durchsucht wurde. Hierbei wurden neben Plasmamembran- auch viele Nicht-Plasmamembranproteine identifiziert. Aufgrund ihrer Lokalisation und Funktion bei diversen Tumoren wurden aus 42 identifizierten Proteinen fünf für eingehendere Expressions-Analysen ausgewählt: Ku86, ein Mitglied eines DNA-Reparatur-Komplexes; hZimp10, ein Ko-Aktivator des Androgen-Rezeptors; FOXM1, ein in Embryonalgewebe ubiquitär auftretender Transkriptionsfaktor; MT5-MMP, eine im Abbau von extrazellulärer Matrix involvierte Proteinase und das Adhäsionsprotein Integrin alpha 4. Western Blot Analysen zeigten, dass Ku86 bei HuT78-Zellen auch Teil von „Lipid rafts“, cholesterinreichen Membrandomänen mit signalübertragenden Proteinen, sein kann. Real-time PCR Analysen zielten darauf ab, die Expression von hZimp10, FOXM1, MT5-MMP und Integrin alpha 4 in Haut- und PBMC-Proben von CTCL-Patienten mit entsprechenden Kontroll-Proben zu vergleichen. Dabei wurde eine gegenüber Normalzellen erniedrigte Transkripthöhe von hZimp10 bei CTCL beobachtet. Desweiteren konnte eine Expression von FOXM1 ausschließlich in Proben von SzS-Patienten gezeigt werden. Im Vergleich zu Nicht-Tumorproben wurden in CTCL-Proben für Integrin alpha 4 gleiche Transkripthöhen und für MT5-MMP in den Hautproben der MF-Patienten erniedrigte Transkripthöhen bestimmt. Auf Proteinebene wurde darüber hinaus für das kutane T-Zell Lymphom ein von Normalzellen abweichendes Reifungsmuster von MT5-MMP beobachtet. Vor allem waren die löslichen, aktiven Formen der Matrix Metalloproteinase in niedrigeren Mengen vorhanden bzw. gänzlich abwesend in den CTCL-Proben. Aus der Arbeit resultierend, könnten eingehendere „Lipid raft“-Analysen von CTCL-Zellen zum Auffinden von tumorspezifischen Plasmamembranproteinen beitragen.
Saure Invertasen haben im pflanzlichen Stoffwechsel eine große Bedeutung. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation sink-Stärke und damit zusammenhängend der Assimilatverteilung in der Pflanze. Dar¬über hinaus beeinflussen sie die Zusammensetzung löslicher Zucker. Nachdem diese auch als Signale für verschiedene Stoffwechselprozesse dienen, kommt den Sauren Invertasen auch eine Funktion bei der pflanzli¬chen Entwicklung sowie verschiedenen Stressreaktionen zu. Eine Komponente der posttranslatio¬nalen Regulation der Invertasen stellen die Invertase-Inhibitoren dar, kleine Proteine, die spezifische Komplexe mit den Enzymen bilden und ihre Aktivität herabsetzen. Sowohl die Vakuolären Invertasen (VIs) der Solanaceen sowie insbesondere der vakuoläre Inhibitor Nt VIF der Modellpflanze Nicotiana tabacum (Tabak) wurden im Rahmen dieser Arbeit molekularbiolo¬gisch und bio¬chemisch näher charakterisiert. Die partiellen Sequenzen von VIs aus Tabak (Nt VI) und Kartoffel (St VI) wurden ver¬vollständigt. Bei etwa konstanter Proteinmenge unterscheidet sich die Akti¬vität der löslichen Invertasen in den vegetativen Geweben bei Tabak erheblich, was auf regulierende Me¬chanismen hinweist. Der Inhibitor Nt VIF wurde in dieser Arbeit erstmals als funktionelles Protein rekombinant hergestellt. Anders als die apoplastische Isoform Nt CIF, der die Invertasen beider Kompartimente gleichermaßen zu hemmen vermag, inhibiert Nt VIF nur die Vakuoläre Invertase. Durch Experimente mit chimären Proteinen, die zu je einer Hälfte aus der einen und anderen Isoform bestehen, konnte ermittelt werden, dass der N-Terminus für die Spezifität verantwortlich ist. Eine Deletion weniger Aminosäuren an diesem Ende führt zur Inaktivierung von Nt VIF. C terminal können über 18 Aminosäuren fehlen, ohne dass die Inhibitonsfähigkeit beeinträchtigt wird. Die Mutation bereits eines der konservierten Cysteine führt ebenso wie die chemische Reduktion am re¬kombinanten Nt VIF zur Inaktivität des Inhibitors. Die postulierte Bedeutung von Disulfidbrücken für die strukturelle Integrität des Proteins konnte dadurch experimentell bestätigt werden. Paradoxerweise fördern viele nicht aktive rekombinante Inhibitoren in dieser wie auch in anderen Arbei¬ten die Aktivität der Invertasen. Die Analysen sprechen für ein Artefakt, das durch nicht nativ gefaltete rekombinante Proteine ausgelöst wird. Sie aggregieren wahrscheinlich mit den endogenen Inhibitoren der Invertase-Präparation und führen so zu einer scheinbaren Erhöhung der Aktivität. Der endogene Nt VIF konnte bisher nicht in Pflanzen nachgewiesen werden, obwohl das Gen transkri¬biert wird. Die Expression wird daher nur in speziellen Gewebebereichen vermutet.
Die strukturgeologische Erfassung grünschiefermetamorpher Deckeneinheiten ist wegen der enthaltenen Deformation und den Folgen der Metamorphose gewöhnlich mit wenigen Ansatzpunkten assoziiert. Die vorliegende Arbeit sucht in der Kombination von lithologischen, strukturgeologischen, und felsmechanischen Aspekten sowie deren Auswertungsmöglichkeiten einen Weg zur Charakterisierung dieser Deckeneinheiten. Methodisch wird Systematik, Statistik und Analytik angewendet. Die Auswertung konzentriert sich auf die Trennung der enthaltenen Deformation unter Berücksichtigung einer konstruierten lithologischen Abfolge und einer zu erwartenden gesteinsspezifischen Umsetzung eines Spannungsfeldes beim Bruch der geologischen Decken. Das Ergebnis wird in bezug auf die jeweiligen Teildisziplinen mit bisherigen Ergebnissen anderer Autoren verglichen und diskutiert.
Weshalb ist eine Betrachtung des Begriffs der „Introspektion“ in den Neurowissenschaften interessant? Noch zu Anfang der Neuzeit wurde die Introspektion als selbstverständliches Werkzeug der Philosophie gesehen. So waren auch Locke und Hume neben einer begrifflichen Fassung und Definition der Introspektion auch an einer psychologischen Theorie derselben interessiert. Das Konzept der I. nahm innerhalb der Psychologie und später auch der Neurowissenschaften eine interessante Wende. Während der Begründer der modernen Psychologie, der (Proto)-Hirnforscher und Philosoph William James [James 1907] die Introspektion noch als selbstverständliche Fähigkeit des Geistes und sinnvolle Methode sah, geriet sie im Zuge des Behaviorismus in Verruf. Erst mit dem aufkommen der kognitiven Neurowissenschaften wurde im Zuge der Interpretation verschiedener empirischer Befunde der Begriff der Introspektion wieder „salonfähig“. In den letzten 10 Jahren wird dieser vormals gemiedene Begriff in der Philosophie der Psychologie immer häufiger verwendet. Teils werden neuartige klinische und theoretische Konzepte damit erklärt, teilweise werden theoretische Konzepte auf den Begriff der Introspektion angewandt. Eine wichtige Funktion der analytischen Philosophie besteht in der Überprüfung der Definition eines Begriffs. Kann man „Introspektion“ überhaupt sinnvoll gebrauchen. Eine interessante Studie, Bennett und Hackers Buch „philosophical foundations of neuroscience“ liefert eine wichtige Diskussionsgrundlage. Auf den Begriff der Introspektion gehen diese nur kurz ein, berühren jedoch in so vielen verwandten Bereichen wichtige Probleme der Begriffsdefinition, dass ich das Buch als Prototyp einer kompetenten analytischen Auseinandersetzung mit den Neurowissenschaften sehen möchte. Im Rahmen meines Aufsatzes soll deshalb ein kurzer Abriss der gängigen Introspektionskonzepte neben der Kritik Bennett und Hackers dargestellt werden werden. Insbesondere möchte ich die potentielle Leistungsfähigkeit alternativer Introspektionsbegriffe darlegen.
90% aller Substanzen, die beim Menschen Krebs auslösen, verursachen strukturelle Veränderungen an der DNA, sie wirken genotoxisch durch Bildung von Addukten bzw. Modifikationen. Diese DNA-Modifikationen können endogenen oder exogenen Ursprungs sein. Die Detektion und Analyse von DNA-Modifikationen ist daher von großer Bedeutung, nicht nur für die Bestimmung der biologisch effektiven Dosis der genotoxischen Substanz, sondern auch für die Aufklärung des Zusammenhangs zwischen Exposition und Krebsrisiko. Da DNA-Addukte in vivo nur in geringen Konzentrationen auftreten, ergeben sich höchste Anforderungen an eine Analysen-Methode zu ihrem Nachweis. In dieser Arbeit wurde eine neue Methode zum Nachweis von DNA- und RNA-Modifikationen entwickelt und validiert. Sie beruht auf der enzymatischen Hydrolyse von DNA bzw. RNA zu Nukleosid-5’-Monophosphaten, deren chemischer Markierung mit einem Fluoreszenzfarbstoff (BODIPY-FL-EDA), sich anschließender Trennung mit mizellarer elektrokinetischer Chromatographie und Laser-induzierter Fluoreszenzdetektion (CE-LIF). Zur Methodenentwicklung wurden sowohl synthetische Standardverbindungen der Modifikationen, modifizierte 2’-Desoxy- und Ribo-Oligonukleotide, als auch definiert modifizierte Lambda-DNA eingesetzt. Die neue Methode ist in der Lage verschiedene, durch oxidativen Stress und Deaminierungen verursachte DNA-Modifikationen (8-Oxo-Guanin, 8-Oxo-Adenin, Uracil, Inosin), sowie die epigenetisch interessanten Methyl-Modifikationen von Cytosin und Adenin (5-Methylcytosin, N6-Methyladenin) mit hoher Präzision, Selektivität und Empfindlichkeit nachzuweisen. Die Nachweisgrenze der DNA-Modifikationen lag bei 100pM (50attomol, 3 Addukte je 107 normale Nukleotide) für N6-Methyladenin, 200pM (ca. 100attomol, 6 Addukte je 107 normale Nukleotide) für Uracil und Inosin und 1nM für 8-Oxo-Guanin und 8-Oxo-Adenin (3 Addukte je 106 normale Nukleotide), die der RNA-Modifikationen bei 80pM (40attomol, 2 Addukte je 107 normale Nukleotide) für Pseudouracil und 2’-O-Methyladenin. Die schlechtere Detektierbarkeit der Guanin-Modifikationen konnte auf eine basenspezifische Fluoreszenzlöschung des Farbstoffes zurückgeführt werden. Mit der validierten Methode wurden verschiedene Basenmodifikationen in in vitro modifizierter Kalbsthymus-DNA und der Anteil der natürlich vorkommenden, seltenen Base Pseudouracil in RNA verschiedener Organismen bestimmt. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Analysenbedingungen der älteren Variante der Methode, die auf dem Verdau von DNA zu 2’-Desoxynukleosid-3’-Phosphaten mit anschließender Fluoreszenzmarkierung und CE-LIF Analyse beruht, optimiert. Hiermit gelang es verschiedene Deaminierungsprodukte und oxidative Schäden in in vitro behandelter Kalbsthymus-DNA zu bestimmen. In Bezug auf ihre Empfindlichkeit und Genauigkeit erwiesen sich beide Varianten als gleichwertig. Des Weiteren wurde speziell für N6-Methyladenin eine Analysenmethode ausgearbeitet und validiert, und so der Adenin-Methylierungsgrad von Lambda-DNA aus Wildtyp E. coli bestimmt (0.59%).
Im Zuge dieser Arbeit wurde die Reaktivität von nicht-Häm Eisen(II)-Komplexen mit Sauerstoffderivaten untersucht. Die behandelten Systeme sind in der Lage katalytisch Olefine zu oxidieren. Hierbei beobachtet man bei Zugabe von Wasserstoffperoxid sowohl eine cis-Dihydroxilierung als auch die Epoxidierung der eingesetzten Substrate. Ein grosser Schwerpunkt lag in der Charakterisierung von reaktiven Eisen-Sauerstoff Intermediaten, wie Eisen(III)alkylperoxo- und hochvalente Eisen(IV)oxo-Verbindungen.
Algorithmische Generizit¨atskonzepte spielen eine wichtige Rolle in der Berechenbarkeitsund Komplexit¨atstheorie. Diese Begriffe stehen in engem Zusammenhang mit grundlegenden Diagonalisierungstechniken, und sie wurden zur Erzielung starker Trennungen von Komplexit¨atsklassen verwendet. Da f¨ur jedes Generizit¨atskonzept die zugeh¨origen generischen Mengen eine co-magere Klasse bilden, ist die Analyse generischer Mengen ein wichtiges Hifsmittel f¨ur eine quantitative Analyse struktureller Ph¨anomene. Typischerweise werden Generizit¨atskonzepte mit Hilfe von Erweiterungsfunktionen definiert, wobei die St¨arke eines Konzepts von der Komplexit¨at der zugelassenen Erwiterungsfunktionen abh¨angt. Hierbei erweisen sich die sog. schwachen Generizit¨atskonzepte, bei denen nur totale Erweiterungsfunktionen ber¨ucksichtigt werden, meist als wesentlich schw¨acher als die vergleichbaren allgemeinen Konzepte, bei denen auch partielle Funktionen zugelassen sind. Weiter sind die sog. beschr¨ankten Generizit¨atskonzepte – basierend auf Erweiterungen konstanter L¨ange – besonders interessant, da hier die Klassen der zugeh¨origen generischen Mengen nicht nur co-mager sind sondern zus¨atzlich Maß 1 haben. Generische Mengen diesen Typs sind daher typisch sowohl im topologischen wie im maßtheoretischen Sinn. In dieser Dissertation initiieren wir die Untersuchung von Generizit¨at im Bereich der Theorie der Formalen Sprachen: Wir f¨uhren finite-state-Generizit¨atskonzepte ein und verwenden diese, um die Diagonalisierungsst¨arke endlicher Automaten zu erforschen. Wir konzentrieren uns hierbei auf die beschr¨ankte finite-state-Generizit¨at und Spezialf ¨alle hiervon, die wir durch die Beschr¨ankung auf totale Erweiterungsfunktionen bzw. auf Erweiterungen konstanter L¨ange erhalten. Wir geben eine rein kombinatorische Charakterisierung der beschr¨ankt finite-state-generischen Mengen: Diese sind gerade die Mengen, deren charakteristische Folge saturiert ist, d.h. jedes Bin¨arwort als Teilwort enth¨alt. Mit Hilfe dieser Charakterisierung bestimmen wir die Komplexit¨at der beschr¨ankt finitestate- generischen Mengen und zeigen, dass solch eine generische Menge nicht regul¨ar sein kann es aber kontext-freie Sprachen mit dieser Generizit¨atseigenschaft gibt. Die von uns betrachteten unbeschr¨ankten finite-state-Generizit¨atskonzepte basieren auf Moore-Funktionen und auf Verallgemeinerungen dieser Funktionen. Auch hier vergleichen wir die St¨arke der verschiedenen korrespondierenden Generizit¨atskonzepte und er¨ortern die Frage, inwieweit diese Konzepte m¨achtiger als die beschr¨ankte finite-state-Generizit ¨at sind. Unsere Untersuchungen der finite-state-Generizit¨at beruhen zum Teil auf neuen Ergebnissen ¨uber Bi-Immunit¨at in der Chomsky-Hierarchie, einer neuen Chomsky-Hierarchie f¨ur unendliche Folgen und einer gr¨undlichen Untersuchung der saturierten Folgen. Diese Ergebnisse – die von unabh¨angigem Interesse sind – werden im ersten Teil der Dissertation vorgestellt. Sie k¨onnen unabh¨angig von dem Hauptteil der Arbeit gelesen werden.
Die ortsgenaue Ablagerung von Aminosäurepartikeln auf einen Chip liegt der parallelen kombinatorischen Synthese von Peptidarrays mit Spotdichten oberhalb von 104 cm-2 zugrunde. Es wurden drei miteinander wechselwirkende Bereiche betrachtet: Die Anpassung der elektrischen Eigenschaften der Partikel, der Partikeltransport zur Chipoberfläche und die Erzeugung von selektiv wirkenden Kräften auf der Chipoberfläche. Die q/m-Werte der Partikel sowie deren Ladungsverteilung wurden mit Hilfe verschiedener Methoden gemessen. Die triboelektrische Aufladung der Partikel beim Kontakt mit Plexiglas und die Abhängigkeit des q/m-Wertes vom Druckluftstrom wurden ebenfalls untersucht. Als Übertragungsmethoden wurden die ortsgenaue Ablagerung der Partikel aus dem Aerosol, die selektive Desorption von Aminosäurepartikeln und die so genannte Positionierung der Partikel evaluiert. Ein qualitatives Modell der Übertragungsprozesse in der Aerosolkammer wurde erstellt. Die kontaminationsfreie Ablagerung von Partikeln mit einem mittleren Durchmesser von 10 µm aus dem Aerosol kann an Potentialflächen mit einem Raster bis zu 50 µm und bei Spannungen oberhalb von 30 V erfolgen. Bei einer Vergrößerung der elektrischen Felder auf der Chipoberfläche wird die Ablagerungsselektivität vergrößert. Auf Basis der Übertragungsmethoden wurde ein Anforderungsprofil an das Chipdesign erstellt. Selektiv wirkende elektrische Kräfte wurden mit Hilfe eines CMOS-Chips (AMIS C07M I2T100 Prozess) erzeugt. Die Stromspannungskennlinien der Hochspannungstransistoren mit einer minimalen Breite von 1,8 - 2,0 µm wurden gemessen und simuliert. Es wurde die Möglichkeit zur Integration von Photodioden auf einem CMOS-Chip für optische Nachweise bei der Anwendung der Peptidarrays betrachtet.
We present a class of discontinuous Galerkin methods for the incompressible Navier-Stokes equations yielding exactly divergence-free solutions. Exact incompressibility is achieved by using divergence-conforming velocity spaces for the approximation of the velocities. The resulting methods are locally conservative, energy-stable, and optimally convergent. We present a set of numerical tests that confirm these properties. The results of this note naturally expand the work in a previous publication on Navier-Stokes equations
An overview of the software design and data abstraction decisions chosen for deal.II, a general purpose finite element library written in C++, is given. The library uses advanced object-oriented and data encapsulation techniques to break finite element implementations into smaller blocks that can be arranged to fit users requirements. Through this approach, deal.II supports a large number of different applications covering a wide range of scientific areas, programming methodologies, and application-specific algorithms, without imposing a rigid framework into which they have to fit. A judicious use of programming techniques allows to avoid the computational costs frequently associated with abstract object-oriented class libraries. The paper presents a detailed description of the abstractions chosen for defining geometric information of meshes and the handling of degrees of freedom associated with finite element spaces, as well as of linear algebra, input/output capabilities and of interfaces to other software, such as visualization tools. Finally, some results obtained with applications built atop deal.II are shown to demonstrate the powerful capabilities of this toolbox.
Subject of this thesis is the investigation of the quantum dynamics of ultracold atoms in the presence of external inhomogeneous magnetic fields. We discuss the behavior of ground state atoms inside typical magnetic field configurations. Such atoms can be approximately treated as neutral point-like particles which carry a certain spin. In particular we analyze the resonance spectrum and the density of states of both fermionic and bosonic atoms. We point out the existence of so-called quasi-bound states whose wave functions can be approximately calculated analytically. Moreover, we focus on studying quantum mechanical states of ultracold but electronically highly excited atoms - so-called Rydberg atoms - inside magnetic traps. In a first step we explore their internal dynamics by employing a fixed-nucleus approximation. The latter assumes the atomic nucleus to be fixed in the magnetic field minimum. Within this framework we analyze spectral properties as well as properties of the electronic spin and calculate electromagnetic transitions. Finally we present an adiabatic approach which allows for a thorough description of the coupled center of mass and electronic dynamics. We highlight ways to magnetically trap highly excited atoms and present novel quantum states in which the center of mass and the electronic wave function are equal in size. This finding shows that Rydberg atoms even in inhomogeneous fields with moderate gradients cannot be considered point-like.
Performance of complex software with a layered architecture is strongly limited by the capabilities of each single layer. An analysis of a single layer can be done by implementing a simple stub which has a well known complexity for the functions provided by the layer. Furthermore, the performance of the remaining layers and even the whole software architecture can be measured with an efficient stub to find bottlenecks. As the Parallel Virtual Filesystem Version 2 (PVFS2) has such a layered architecture, an examination of the different layers can help to improve performance. The goal of this thesis is the analysis of the PVFS2 persistency layer. In addition, concepts for further improvement of the layers are derived from this analysis.
Kurzbeiträge, aktuelle Mitteilungen und Nachrichten aus allen Bereichen des Bibliothekssystems der Universität Heidelberg. (Dokument 1 enthält die Beiträge, Dokument 2 den Pressespiegel).
This dissertation analyses the economic development of societies in which parents decide about not only education but also fertility. The parents' decisions are motivated by both financial and altruistic reasons. We focus on human capital formation and population growth as the determinants of economic development, and find that multiple steady-states can exist. In the first two chapters, the focus of the analysis is on the effects of fiscal interventions on both the household decisions and the dynamic of the system. In the third chapter, we examine the households' reaction to mortality shocks such as the HIV/AIDS epidemic, and their long-run economic effects when certain government interventions are financed from sources outside the system.
Light microscopy is a key scientific instrument in the life sciences. However, the resolution of far-field light microscopy is limited by diffraction. Exploiting a saturated depletion of the molecular excited state by stimulated emission, stimulated emission depletion (STED) breaks the resolution barrier in the important subfield of fluorescence microscopy. To this end, STED microscopy utilizes a doughnut-shaped beam featuring a central zero which is capable of quenching the fluorescence solely in the focal periphery. While STED microscopy was initially restricted to near infrared-emitting fluorophores, in this thesis STED microscopy is shown to be viable with visible (green-yellow-red) fluorophores. In particular, STED is established with the green and yellow fluorescent proteins (GFP, YFP) which are endogenous cellular markers of outstanding biological importance. The spectral conditions for STED with these fluorophores are given. The expansion of STED to the visible range has enabled the first application to biophysics and to addressing unsolved problems of cell biology. For example, STED microscopy revealed that the synaptic vesicle protein synaptotagmin remains an integral patch following fusion with the plasma membrane. Moreover, membrane microdomains were resolved with unprecedented (65 nm) spatial resolution. Furthermore, a novel doughnut-shape of the STED beam utilizing a helical phase ramp and a central singularity was established for STED. Finally, due to the smaller wavelength for stimulated emission, the viability of STED with visible dyes pushes the resolution down to smaller attainable values.
The formation of functionally distinct cell types from a single zygote is a fundamental aspect of metazoan development. The specification of cell identities usually occurs during early development, long before this information is used during differentiation. The molecular basis of cell fate specification is the activation of characteristic gene expression programs. A prerequisite for the appropriate differentiation of cells according to their fate is therefore the faithful transmission of once established gene expression states throughout phases of cell proliferation and growth. This task is accomplished by the so-called cellular memory. A paradigm to study the molecular basis of the cellular memory is the regulation of homeotic gene expression in Drosophila. A number of studies have shown that the cellular memory is an epigenetic mechanism based on the modification of the chromatin structure. This is accomplished through the antagonizing activities of repressive PcG (Polycomb group) and activating TrxG (Trithorax group) proteins. The recruitment of both PcG as well as TrxG proteins to their target loci depends on the presence of identical cis-regulatory elements termed Polycomb group response elements, or PREs. How is the decision between epigenetic silencing and activation at a PRE taken? Presumably, the default state of a PRE is to function as a PcG-dependent silencer, whereas the conversion into the active mode requires incoming signals. It has previously been shown that the epigenetically active state at a PRE correlates with non-coding transcription through these elements themselves. This raised the question whether the non-coding transcription is of functional significance for the epigenetic activation of a PRE, or if it reflects only a consequence of this process. The major aim of this thesis was to determine whether the transcription through the well-characterized Fab-7 PRE has any function in the regulation of the epigenetic state of this element. In the first part, a transgenic reporter system was used to answer this question. The results obtained show that the transcription through Fab-7 functions as a novel anti-silencing mechanism that counteracts the PcG-mediated repression by default. Depending on the tissue and/or on the locus, transcription through PREs may be required throughout development to prevent the re-establishment of PcG silencing. Importantly, PREs located outside the homeotic gene complexes are also transcribed, suggesting that the anti-silencing function of transcription through PREs may be a fundamental aspect of the cellular memory. In the second part, the transgenic reporters mentioned above were used to analyze the epigenetic consequences of transcription through the Fab-7 PRE. The results suggest that at least on the transgene, both repressive PcG as well as activating TrxG proteins associate with the Fab-7 PRE, irrespective of the epigenetic state of this element. The primary function of transcription through the Fab-7 PRE may therefore be to modulate the activities of PcG/TrxG complexes, rather than regulating their differential recruitment to the chromatin. To get insight into the precise function of non-coding transcription through PREs, the properties Fab-7 RNA were investigated in SF4 tissue culture cells in vitro, as well as in wildtype embryos in vivo. Although a sequence-specific function of Fab-7 RNA is unlikely, the results obtained do not exclude structural function of non-coding PRE transcripts. Futhermore, Fab-7 RNA can be detected on mitotic chromatin, suggesting that the transmission of epigenetically activated states through cell division might depend on the timing of non-coding transcription with respect to the cell cycle and/or the association of non-coding RNAs with the chromatin. Since the functions of PcG/TrxG proteins have been conserved during evolution, the results presented here might have implications on our understanding of epigenetic gene regulation in mammals.
Bislang existieren zu Aufmerksamkeitssteuerungsprozessen bei Patienten mit Borderline-Persönlichkeitsstörung trotz des nachgewiesenen Zusammenhangs zwischen Emotionsdysregulation und Borderline-Störung sowie zwischen Emotionsregulation und Aufmerksamkeitssteuerung kaum Forschungsarbeiten. Das zentrale Ziel der vorliegenden Arbeit stellt die Untersuchung der Aufmerksamkeitssteuerung bei Konfrontation mit emotionalen Reizen dar. Zu diesem Zweck wurde die Orientierung und Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit bei Konfrontation mit positiv und negativ emotionalen Reizen bei jugendlichen Patientinnen mit Borderline-Persönlichkeitsstörung, psychiatrischen Patientinnen ohne Cluster-B-Persönlichkeitsstörung als klinische Kontrollprobandinnen sowie gesunden Kontrollprobandinnen gegenübergestellt. Borderline-Patientinnen zeigten eine ausgeprägtere Orientierung auf positiv und negativ emotionale Reize im Vergleich zu gesunden Kontrollprobandinnen, während-dessen kein Unterschied zur klinische Kontrollgruppe aufgezeigt werden konnte. Betrachtet man die Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit auf negativ emotionale Reize, zeigt sich kein Gruppenunterschied, allerdings konnte ein ausgeprägter störungsspezifischer Einfluss der aktuellen Stimmung nachgewiesen werden. Patientinnen mit Borderline-Störung zeigen bei guter Stimmungslage eher eine Vermeidung negativ emotionaler Reize, mit Verschlechterung der Stimmung aber eine immer stärkere Einengung der Aufmerksamkeit auf negativ emotionale Reize während die beiden anderen Untersuchungsgruppen das gegenteilige Muster zeigten, sich also bei Verschlechterung der aktuellen Befindlichkeitslage verstärkt von negativ emotionalen Reizen abwendeten, währenddessen sie sich ihnen bei guter Stimmungslage eher zuwendeten. Bei Betrachtung der Aufrechterhaltung auf positiv emotionale Reize zeigten sich hingegen weder Gruppenunterschiede noch ein Einfluss der aktuellen Stimmung. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Orientierung auf emotionale Reize nicht spezifisch für Borderline-Patientinnen ist, die Wechselwirkung von Aufmerksamkeitsaufrechterhaltung und aktueller Stimmungslage hingegen schon. Die Einengung der Aufmerksamkeit auf negativ emotionale Reize bei Verschlechterung der Stimmung und die Vermeidung dieser Reize bei guter Stimmungslage wird als Fehlen funktionaler Strategien zur Emotionsregulation, fehlender Nutzbarmachung der emotionalen Verfassung bei fehlender rechtzeitiger Reaktion auf negativ emotionale Reize interpretiert. Interventionen, die den funktionalen Umgang mit Emotionen mit der Veränderung des Aufmerksamkeitsfokus bei schlechter Stimmungslage koppeln, erscheinen für die Zukunft erfolgsversprechend.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer Theorie, der Branenkosmologie, die neben den üblichen vier Raumzeitdimensionen noch eine weitere Dimension annimmt. Demnach wäre die uns bekannte Raumzeit eine Hyperebene (die Bran), die in eine fünfdimensionale Mannigfaltigkeit (den Bulk) eingebettet ist. Diese Bran kann von Materiefeldern nicht verlassen werden. Die fünfte Dimension, die entweder raum- oder zeitartig sein kann, hat allerdings Einfluss auf das Expansionsverhalten des Universums und kann somit als dunkle Energie wirken. Neben den in der Standardkosmologie auftretenden Dichteparametern tauchen in der Branenkosmologie nämlich drei zusätzliche Parameter auf, die dafür sorgen, dass sich bestimmte Branenmodelle innerhalb großer Rotverschiebungsintervalle wie andere Modelle dunkler Energie verhalten, dabei allerdings einige Probleme, die in diesen Theorien auftauchen, vermeiden. Schließlich werden noch einige Methoden vorgestellt, mit denen kosmologische Modelle getestet werden können. Abschließend werden dann mit Hilfe dieser kosmologischen Tests Einschränkungen für die Parameterwerte des Branenmodells vorgenommen und die Verträglichkeit dieser Theorie mit den Beobachtungsdaten überprüft.
Der Projektverbund „Nasca: Entwicklung und Adaption archäometrischer Techniken zur Erforschung der Kulturgeschichte der Region Palpa / S-Peru“ umfasst ein Teilprojekt zur Anwendung der Radiokohlenstoff-Datierung auf die archäologischen Fundkomplexe dieser Region. Die Chronologie der Nasca-Kultur (etwa 200 vor bis 650 nach Chr.) und der vorangegangenen Paracas-Kultur (etwa 800 bis 200 vor Chr.), die in der Wüste zwischen den peruanischen Anden und dem Pazifik die weltberühmten Scharrbilder (Geoglyphen) angelegt haben, basierte bisher fast ausschließlich auf einer Keramik-Klassifikation ohne eine umfassende chronometrische Altersbestimmung. Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit wurde auf der Grundlage von über 100 14C-Datierungen an organischem Material aus Siedlungsresten und Grabfunden sowie Material im direkten Fundzusammenhang mit den Geoglyphen der Region Palpa eine erste numerische Chronologie der Paracas- und Nasca-Kultur erstellt. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf den nahe Palpa gelegenen Siedlungszentren der Nasca, Los Molinos und La Muña, sowie auf den Paracas-zeitlichen Fundplätzen Pernil Alto und Jauranga. Im Zuge des Projektes wurde am Heidelberger Radiokohlenstoff-Labor eine Aufbereitungsanlage zur Herstellung von Graphit-Targets für AMS-Messungen (AMS = Beschleuniger-Massen-Spektrometer) aufgebaut. Die Anlage arbeitet semi-automatisch und wird mit dem eigens dafür entwickelten Steuerprogramm HAMSTER überwacht. Mit der AMS-Technik können 14C-Proben im Milli- oder Mikrogrammbereich datiert werden, was die Altersbestimmung von archäologischen Funden mit nur wenig organischem Material ermöglicht. So konnten erstmals die in Peru als Baumaterial weit verbreiteten Lehmziegel (Adobes) zur Datierung herangezogen werden. In Zusammenarbeit mit dem geomorphologischen Teil des Projektverbundes wurde an der Paläoklimarekonstruktion für die Region Palpa gearbeitet. Als Klimaarchive standen dabei die Flussterrassen des Rio St. Cruz, Rio Grande und Rio Palpa, ein Schlammstrom bei La Muña sowie Löss-Schnecken zur Verfügung, die mitunter nur mittels AMS-14C-Technik datiert werden konnten. Neben der zeitlichen Rekonstruktion des Beginns der Wüstenrand-lössbildung gelang der Nachweis einer Feuchtphase in der Region zwischen 1390 und 1714 cal AD, einer Zeit, die aufgrund globaler Gletschervorstöße als „Kleine Eiszeit“ bezeichnet wird.
Die Arbeit umfasst die Synthese modifizierter Peptidnucleinsäuren und Metallkomplex-funktionalisierter Oligonucleotide und deren Anwendung für die sequenzspezifische Nucleinsäuredetektion
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Hydrosilylierung von CO2, einer atomeffizienten Synthesealternative zur Herstellung formoxyfunktionalisierter Silane, die alternativ zu Essigsäuresilylestern als Monomere in der Silikonherstellung verwendet werden könnten. Vorteile dieser Methode sind die Nutzung von CO2 als Synthesebaustein und die Verwendung einfach zugänglicher Katalysatoren sowie die milden Reaktionsbedingungen für die Hydrosilylierung.
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Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer neuen Reihe 3,7-Diazabicyclo[3.3.1]nonan Derivate, wo nur elektronisch (5-substituierte Pyridine), sterisch (pyridin und 6-methyl substituierte Pyridine) und beide Effekte gleichzeitig (quinolin derivative) an dem Metallzentrum einwirken könnten. Die Synthese der substituierten 3,7 Diazabicyclo[3.3.1]nonanone erfolgt über eine zweifache Mannich-Reaktion. Im Verlauf dieser Arbeit konnten zahlreiche neue Derivate dargestellt werden. Der Zweck solcher Modifikationen waren neue Kupfer(II) und Eisen(II) komplexe zu synthetisieren, wo die Elektronische Eigenschaften des Metallzentrums (Redoxpotentiale) modifiziert werden könnten, so dass eine neue Familie effektive und stabile Katalysatoren für die Aziridinierung von Olefine mit PhINTS als Nitrenquelle, beziehungsweise für die selektive Oxidation von Olefine, erreichbar werden könnte.
Ribonukleinsäuren sind Moleküle, die ein derart breites Reaktionsspektrum besitzen, dass man die Existenz einer früheren „RNA Welt“ annehmen kann, in der alle biologischen Prozesse unter Beteiligung diesen Biomolekülen abgelaufen sind. Wichtige experimentell bewiesene Fähigkeiten von RNA beinhalten die Bindung einer Vielzahl von unterschiedlichen Substraten, ihren ribosomal katalytischen Beitrag zur Proteinsynthese in vivo und natürlich auch ihre Katalysefähigkeit bei chemischen Umsetzungen in vitro. Die Anwendung der letzten Eigenschaft resultiert in der Wirkstoffforschung und der Diagnostik in der Entwicklung von maßgeschneiderten RNA-basierten Enzymen (Ribozyme), die durch entsprechende Techniken erhalten werden können. Einen Beitrag zur Erweiterung dieser Techniken leistet diese Arbeit. Sie beschreibt den Aufbau, die Etablierung und die Analyse einer neuen Variante eines Selektionssystems zur Generierung von Ribozymen unter Verwendung von kurzlebigen, hoch reaktiven in situ generierten Substraten. Für die Etablierung der Methode wurde als Zielreaktion eine in der organischen Chemie zum Aufbau von Heterocyclen essentielle Reaktion gewählt - die 1,3-dipolare Cycloaddition. Kombinatorische RNA-Bibliotheken wurden nach aktiven Molekülen durchsucht, die eine Reaktion zwischen einem Acrylat- funktionalisierten RNA-Konjugat und einem biotinylierten Nitriloxid katalysierten. Dabei wurde die Methode der direkten Selektion mit spaltbaren linkergekoppelten Reaktanden verwendet. Der dipolare Acrylat-Reaktant wurde über einen flexiblen Dinukleotidlinker an die RNA durch enzymatische Ligation gekoppelt. Eine innerhalb diese Linkers positionierte photospaltbare o-Nitrophenylgruppe sollte zum einen die Regioselektivität der Selektionsreaktion gewährleisten, zum anderen sollte sie möglichen Nebenreaktionen verhindern. Nach der Reaktion konnten aktive RNA-Moleküle von nicht umgesetzten Sequenzen durch Biotin-Streptavidin-Wechelwirkung isoliert werden. Durch Amplifikation der angereicherten Sequenzen und deren erneute Umsetzung wurden bis zu 15 Selektionszyklen durchgeführt. Die Spezifität der zu katalysierenden Reaktion konnte am Reaktionsort des Linkers gezeigt werden und auf der Ebene des RNA-Pools indirekt durch Retardation des Produktes auf Polyacrylamidgelen demonstriert werden. Es wurden drei Selektionen durchgeführt. Die erste Selektion lieferte wichtige Ergebnisse für die Optimierung des Selektionsprozesses. In weiteren Selektionen wurden zum einen in einem Selektionspfad auf alle direkt durch Immobilisierung selektierten Sequenzen fokussiert, während in einem hoch stringenten Selektionspfad auch die Laserspaltung als zweites Selektionskriterium beachtet wurde. Die Anreicherung potenzieller Katalysatoren konnte gelegentlich beobachtet werden, jedoch wurde keine Anreicherung im ausreichenden Maße festgestellt. Deutliche Anzeichen einer erhöhten Aktivität konnten nicht reproduziert werden. Anstatt die selektierten Bibliotheken nach 15 Runden zu klonieren und zu sequenzieren, wurden die Selektionsbedingungen weiter analysiert, um die experimentellen Beobachtungen zu erklären. Diese Untersuchungen deuteten auf eine erhöhte Reaktivität der kurzlebigen Substrate gegenüber RNA-internen Positionen hin. Möglicherweise sind Selbstmodifizierungsreaktionen eine Erklärung für die Anreicherung während der ersten Selektion mit in situ aktivierten Reaktanden; entsprechende Experimente bekräftigen diese Annahme. Die Ergebnisse aus den Selektionsexperimenten und die nachfolgende Analyse beinhalten wertvolle Hinweise für ein zukünftiges Design von Selektionssystemen, die das Ziel verfolgen, ökologische Katalysatoren aus RNA für komplexe chemische Umsetzungen zu generieren.
The protozoan parasite Trypanosoma brucei, which causes human sleeping sickness, has to adapt to rather different environments as it cycles between the mammalian host and the tsetse fly vector. This adaptation is mediated by changes in trypanosome gene expression, which are mainly regulated at the post-transcriptional level. Proteins with an RNA-binding "Puf" domain are important for post-transcriptional control by modulation of mRNA stability and regulation of translation in other species. This suggested that Puf domain proteins might also have a similar role in trypanosomes. In addition to the previously characterized TbPUF1 (Hoek, Zanders et al. 2002) I have identified eight more PUF genes in the T. brucei genome. A comparison of the characteristic RNA binding domain of T. brucei PUF proteins suggested that they bind related but distinct targets. Interestingly, each of the PUF protein has an orthologue in Trypanosoma cruzi and Leishmania major. Phylogenetic analysis suggested that there were several kinetoplastid PUF proteins before separation from the eukaryotic lineage. Depletion of each of the nine T. brucei PUF proteins by RNA interference did not result in an obvious phenotypic change. Furthermore, PUF1 knock out procyclic cell lines were viable, indicating that this PUF protein is not essential for in vitro growth. Additionally, double RNAi analyses suggested that the proteins tested did not share redundant functions in T. brucei. Microarray studies comparing wild-type cells with cells where PUF levels have been perturbed (either by RNAi or overexpression) revealed one putative mRNA target for PUF5: CAP17 (corset associated protein 17) mRNA is downregulated upon overexpression of PUF5 in the insect form of the parasite. Interestingly, PUF5 overexpression was also lethal for procyclic cells. Multiple mRNAs which associated with PUF proteins in mRNP complexes were identified. PUF5 for example, selectively binds to mRNAs encoding for amino acid transporters in bloodstream form cells. Attempts to identify PUF interaction partners have so far failed. The effect of PUF proteins on global protein expression level was also investigated using two-dimensional gel electrophoresis approach. A few proteins which were differentially regulated upon RNAi or knockout of PUF proteins were identified. These results indicated that PUF proteins in T. brucei, as is true for PUF proteins in general, are involved in regulating gene expression.
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The majority of magnetic resonance contrast agents are restricted to the extracellular domains. For the development of novel, intracellular magnetic resonance contrast agents, we have designed Gd-DOTA derivatives comprising PreS2-TML peptide or ethylguanidinium as carrier moiety. Initial in vitro cell uptake studies with Jurkat cells revealed efficient contrast agent uptake for imaging purposes, in the range of 0.04 fmol/cell (PreS2-TML peptide) to 0.2 fmol/cell (ethylguanidinium) following 2 h incubations at 100 µM.
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In 20. Jahrhundert war es in erster Linie der Expressionismus, der zu einem neuen Christusbild führte. Die expressionistischen Künstler wagten es, den biblischen Stoff machtvoll und ausdrucksvoll zu behandeln ohne auf kirchliche oder traditionelle Einschränkungen Rücksicht zu nehmen. Nach dem Ersten Weltkrieg, unter dem Eindruck des Leids und der Verzweiflung, den dieser für die Menschen gebracht hatte, waren leidenschaftliche Passionsszenen zu einer zentralen Thematik der expressionistischen Kunst geworden. Nolde schuf seine charakteristische religiösen Bilder noch vor dem Ersten Weltkrieg. Seine Thematik besteht nicht aus der Passionsgeschichte, sondern meistens aus der Frage nach Gut und Böse, dem Dualismus des Tiers und Gottes des Menschen und aus dem Dämonischen. Der Glaube Noldes war fern von der dogmatischen Kirche. Noldes Frömmigkeit nährt sich aus den Quellen von Phantasie und Ekstase, die im Zusammenhang mit seiner norddeutschen Herkunft zu sehen sind und außerhalb von Wissen und Verstand liegen. Sie geben Noldes religiösen Bildern „dämonische, heidnische, naturverwachsene Züge Nolde folgte „einem unwiderstehlichen Verlangen nach Darstellung von tiefer Geistigkeit, Religion und Innigkeit“. Bei der Schöpfung seiner biblischen Bilder geriet er in einen annähernd ekstatischen Zustand, in dem er sich den tiefsten Geheimnissen der christlichen Religion nahe fühlte. Ohne viel Wissen und Überlegung hat er aus Instinkt „einen ekstatisch-visionären Christus“ geschaffen. Der Noldesche Christus und seine Apostel stellte er als norddeutsche Bauern oder Fischer dar, mit primitiven und urwesenhaften Zügen. Wie Hartlaub schrieb, ist für Nolde „das Wildeste“ und „das Plumpste“ dem „Göttlichsten“ gleichwertig. Diese ungewöhnliche Verbindung ist aus traditioneller Sicht sehr widersprüchlich und fast schon blasphemisch. Aus diesem Grund fand er nie die Anerkennung der Kirche und an dieser Darstellungsweise manifestierte sich auch die Kritik an seiner Kunst von den verschiedenen Seiten. Durch die Vergleichsstudie mit Josephson, Corinth, Rohlfs und Barlach ist die Stellenwert Noldes deutlich geworden. Obwohl Nolde immer ein Einzelgänger in der Welt der Kunst blieb, hatte er Gemeinsamkeiten mit anderen Künstlern seiner Zeit und er teilte mit ihnen die expressionistische Gestaltung. Darunter sind Rohlfs und Barlach von besonderer Bedeutung für die Kunst Noldes. Diese drei Künstler, die aus dem Grund ihrer norddeutschen Herkunft eine gemeinsame oder ähnliche Mentalität besaßen, stehen in einer Wechselbeziehung. Obwohl sein Verhältnis zum Judentum und seine verschlossene, aber doch aufbrausende Persönlichkeit seiner Kunst schaden, sollte die Kraft seiner religiösen Bilder nicht unterschätzt werden. Seine religiösen Bilder waren revolutionär ohne die Tradition zu zerstören. Wie Robert Rosenblum gesagt hat, lebt die romantische Bewegung des 19. Jahrhunderts fort und erneuert sich im 20. Jahrhundert. In dieser Tradition sind Noldes religiöse Bilder einzuordnen. Sein visionäres Christusbild und die Phantastik seiner religiösen Bilder mit den ekstatischen Elementen sind auch notwendiges Produkt des damaligen dynamischen Zeitgeistes. Wenn ein Künstler seine Zeit gut reflektiert, und es ihm zugleich gelingt, einen Ausdruck zu finden, der ganz seiner Persönlichkeit entspricht – ohne seine eigene Zeit zu verleugnen -, hat seine Kunst eine Bedeutung.
Diese Doktorarbeit stellt die Messung des anisotropen transversalen Flusses v2 geladener und seltsamer Teilchen mit dem CERES Spektrometer vor. Gezeigt werden die elliptischen Fluss Messungen der Teilchen Lambda, K^0_S, geladener Pions und protons in Pb-Au Kollisionen bei hoechsten SPS Energien. Mit einem Pseudorapiditaetsbereich von \eta=2.05-2.70 bei voller azimuthaler Akzeptanz und mit einer pT Sensitivitaet von bis zu 4 GeV/c koennen mit den CERES Daten hydrodynamische Modelle getestet werden. v2 wird als Funktionen der Zentralitaet, Rapiditaet, Pseudorapiditaet und des Transversalimpulses fuer die verschiedenen Teilchensorten diskutiert. Die Messungen werden mit Ergebnissen der NA49 Experimentes und mit hydrodynamischen Rechnungen verglichen.Ferner werden Vergleiche zu den STAR und RHICH Beobachtungen angestellt. Bei kleinem pT wird der Massenordnungseffekt v2(Lambda)<v2(K^0_S)<Pions) beobachtet. Ein entgegengesetztes Verhalten zeigt sich bei hohem pT. Um ein teiferes Verstaendniss fuer die Ursachen des Skalenverhaltens des kollektiven Flusses mit der Anzahl an Konstituentenquarks und mit der transversalen Rapiditaet zu erhalten, wird die von der Hydrodynamiek vorhergesagte y^fs_T Skalierung durchgefuehrt. Vergleiche differentieller Flussmessungen verschiedenster Teilchen mit verschiedenen Szenarien an Skalenverhalten ermoeglicht eine Aussage ueber die Ursachen des Flusses, sowie ueber die fruehesten Stadien der Kollision.
In der vorliegenden Arbeit werden ausgewählte Probleme, die im Zusammenhang mit der Subventionierung von erneuerbarer Energien stehen, in finanztheoretischen und industrieökonomischen Modellen formal analysiert. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Subventionierung von Demonstrationsprojekten zur Erprobung neuer Technologien der erneuerbaren Energiegewinnung. Die Information, die durch die Erprobung über die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit der Technologie generiert wird, ist ein Wertbestandteil solch eines Demonstrationsprojektes. Dieser Wertbestandteil wird in einem finanztheoretischen Modell als eine Realoption beschrieben. Ein Grund für die Subventionierung eines Demonstrationsprojektes liegt immer dann vor, wenn bei einer Investition in ein Demonstrationsprojekt nicht nur ausschließlich der Investor von der generierten Information profitiert. Die Technologie könnte sich in der Erprobung als so leistungsfähig herausstellen, dass der Preis für erneuerbare Energie nachhaltig gesenkt wird. In diesem Fall übt der Investor einen positiven externen Effekt in Form eines Consumer-Surplus auf die Konsumenten aus, der eine Subventionierung legitimiert. Auch könnte es sein, dass Produzenten die über eine identische oder zumindest eine ähnliche Technologie verfügen, von der durch das Demonstrationsprojekt generierten Information profitieren. Die Information die ein Investor in diesem Fall bei der Durchführung eines Demonstrationsprojektes über die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit der eigenen Technologie gewinnt, lässt nun zusätzlich Rückschlüsse auf die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit ähnlicher Technologien anderer Produzenten zu. Ein Produzent der in diesem Fall das Demonstrationsprojekt durchführt, übt einen positiven externen Effekt in Form eines Informationsspillovers auf andere Produzenten mit identischer oder zumindest ähnlicher Technologie aus, der wiederum eine Subventionierung des Demonstrationsprojekt legitimiert. Der zweite Teil der Arbeit leistet einen Beitrag zur Beantwortung der Frage, wie ein gutes Subventionssystem zur Förderung von erneuerbarer Energie ausgestaltet sein sollte. In diesem Teil werden die gängigen europäischen Subventionsgrundmodelle Einspeisevergütung sowie Quoten- und Ausschreibungsmodell miteinander verglichen. Hierbei untersuchen wir, welches dieser Subventionsregime die Mitnahmegewinne der Grünstromproduzenten unter einem gegebenen Produktionsniveau minimiert, bzw. welches Subventionsregime die Innovationsanreize der Grünstromproduzenten maximiert. Außerdem untersuchen wir, wie eine Kaptialsubventionierung, die zusätzlich zu einer Einspeisevergütung oder einem Quotenmodell vergeben wird, die Mitnahmegewinne und Innovationsanreize der Grünstromproduzenten beeinflusst. Aus einer formalen industrieökonomischen Wettbewerbsanalyse gewinnen wir eine Reihe von Ergebnissen, welche die aktuelle wirtschaftspolitische Diskussion bereichern. So zeigen wir beispielsweise, dass eine zusätzliche Kapitalsubventionierung bei fallenden Skalenerträgen des Kapitals, die Mitnahmegewinne der Grünstromproduzenten senkt. Gleichzeitig werden jedoch auch die Innovationsanreize der Grünstromproduzenten gemindert, weil mit den Mitnahmegewinnen auch Gewinnzuwächse, welche die Grünstromproduzenten in Folge einer Innovation realisieren, gesenkt werden. Dieser Zielkonflikt zwischen Minimierung der Mitnahmegewinne und Maximierung der Innovationsanreize ist eine zentrale Erkenntnis des zweiten Teils der Arbeit, die in verschiedenen Zusammenhängen immer wieder aufgegriffen wird. Einige unserer Ergebnisse sind überraschend, weil sie gängigen wirtschaftswissenschaftlichen Standpunkten widersprechen. So kommen wir durch unser Modell zu der Erkenntnis, dass unter der Einspeisevergütung die Grünstromproduzenten aufgrund einer schwächeren Verhandlungsposition geringere Mitnahmegewinne realisieren als unter dem Ausschreibungsmodell. Auch zeigen wir, dass bei fallenden Skalenerträgen unter der Einspeisevergütung höhere Innovationsanreize generiert werden, als unter Quoten- und Ausschreibungsmodellen.
Plasmodium-Parasiten durchlaufen einen komplexen Lebenszyklus in zwei Wirten und müssen jeweils spezifisch verschiedene Zelltypen invadieren. In Sporozoiten und Ookineten konnten Mitglieder der TRAP-Familie als Invasine charakterisiert werden. Im Gegensatz dazu ist das Protein, das den Eintritt der Merozoiten in die Erythrozyten vermittelt, noch nicht bekannt. Die Merozoiten-Invasion verläuft in mehreren Schritten, die aus einer reversiblen Adhäsion, einer Re-Orientierung des apikalen Pols, einer irreversiblen Adhäsion begleitend mit der Ausbildung einer elektronen-dichten Verbindung (tight junction) und dem Eintritt der Parasiten in die Wirtszelle bestehen. Es konnten zwar Proteine des Parasiten identifiziert werden, die bei der Erythrozyten-Invasion beteiligt sind, jedoch ist deren direkte Funktion bei der aktiven Invasion weitgehend ungeklärt. Proteine der TRAP-Familie übertragen eine extrazelluläre Bindung an ein Substrat oder Rezeptor an die Motormaschinerie des Parasiten, wodurch dieser aktiv in die Wirtszelle eindringen kann. Datenbankanalysen zeigten, dass im Genom von P. falciparum ein weiteres Protein zu finden ist, das die charakteristischen, strukturellen Merkmale von Invasinen der TRAP-Familie aufweist. Dieses Protein, TLP1 (TRAP-like protein 1), besitzt extrazellulär zwei von Willebrand A-Domänen die durch einen TSR (thrombospondin typeI repeat) voneinander getrennt werden, eine Transmembrandomäne und eine kurze zytoplasmatische Domäne, die durch eine Ansammlung negativer Aminosäure-Reste und ein konserviertes C-terminales Tryptophan gekennzeichnet ist. TLP1 ist in den Blutstadien exprimiert und ist während des asexuellen Wachstums in späten Schizonten angereichert. Ein charakteristisches Merkmal ist eine stadien-spezifisch essentielle Funktion der TRAP-Proteine. Dies trifft auch für TLP1 zu. Mit Hilfe der reversen Genetik konnte gezeigt werden, dass TLP1 für die Blutstadien-Entwicklung des Parasiten notwendig ist. Die zytoplasmatische Domäne (CTD) von Invasinen der TRAP-Familie wird durch Aldolase-Tetramere mit dem Aktin-Myosin-Motor verbunden. Mit Hilfe von in vitro-Bindungsstudien konnten wir zeigen, dass auch die Carboxy-terminale Domäne von TLP1 mit Aldolase interagiert. Ein wichtiger funktioneller Test für eine direkte Funktion in der Invasion sind in vivo-Komplementations-Studien, in denen gezeigt wird, ob die essentielle Funktion der zytoplasmatischen Domäne von TRAP durch orthologe Regionen von Kandidaten-Proteinen ersetzt werden kann. Die zytoplasmatischen Domänen von TLP1 und von CTRP, dem beschriebenen Ookineten-Invasin, können die TRAP-CTD-Mutante partiell retten. Mit diesem Ansatz konnte desweiteren EBA175, das in der Literatur als TRAP-Paralog in Blutstadien postuliert wurde, ausgeschlossen werden. Zusätzlich konnte MTI-1, ein weiteres in der Datenbank identifiziertes TRAP-ähnliches Protein, durch diese funktionelle Charakterisierung von dieser Invasin-Familie getrennt werden. TLP1 erfüllt somit die Kriterien eines Invasins der TRAP-Familie in Blutstadien. Zusammen mit weiteren Merozoiten-Oberflächenproteinen könnte TLP1 die Translokation der Verbindung zwischen Parasiten- und Wirtszellmembran (tight junction) ausführen und somit die Invasion der Merozoiten in Erythrozyten vermitteln.
This thesis presents observational and theoretical studies of the size and spatial distribution of dust particles in circumstellar disks. Using millimetre interferometric observations of optically thick disks around T Tauri stars, I provide conclusive evidence for the presence of millimetre- to centimetre-sized dust aggregates. These findings demonstrate that dust grain growth to pebble-sized dust particles is completed within less than 1 Myr in the outer disks around low-mass pre-main-sequence stars. The modelling of the infrared spectral energy distributions of several solar-type main-sequence stars and their associated circumstellar debris disks reveals the ubiquity of inner gaps devoid of substantial amounts of dust among Vega-type infrared excess sources. It is argued that the absence of circumstellar material in the inner disks is most likely the result of the gravitational influence of a large planet and/or a lack of dust-producing minor bodies in the dust-free region. Finally, I describe a numerical model to simulate the dynamical evolution of dust particles in debris disks, taking into account the gravitational perturbations by planets, photon radiation pressure, and dissipative drag forces due to the Poynting-Robertson effect and stellar wind. The validity of the code it established by several tests and comparison to semi-analytic approximations. The debris disk model is applied to simulate the main structural features of a ring of circumstellar material around the main-sequence star HD 181327. The best agreement between model and observation is achieved for dust grains a few tens of microns in size locked in the 1:1 resonance with a Jupiter-mass planet (or above) on a circular orbit.
In this dissertation evolution of self-gravitating dense stellar systems (e.g. globular clusters, galactic nuclei) with embedded black holes is investigated, motivated by observational evidences of the existence of central dark objects in these systems. The interaction between the stellar and black hole component is followed in a way, different from most other investigations in this field, as flattening of the system due to differential rotation is allowed. The axisymmetric system is modelled using 2-dimensional, in energy and z-component of angular momentum, Fokker Planck numerical methods. The interplay between velocity diffusion due to relaxation and black hole star accretion is followed together with cluster rotation. The results show how angular momentum transport andstar accretion support the development of central rotation in relaxation time scales. Gravogyro and gravothermal instabilities conduce the system to a faster evolution leading to shorter collapsetimes with respect to models without black hole, and a faster cluster dissolution in the galactic tidal field of a parent galaxy. As a further application, two-dimensional distribution (in the meridional plane) of kinematical and structural parameters (density, dispersions, rotation) are reproduced, covering a wide range of ages, rotation, concentrations and ellipticities, with the aim toenable the use of set of models for comparison with observational data.
Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich in zwei Teile zusammenfassen: Im ersten Teil wurde die Wirkung der Hemmstoffe Brefeldin A und Nordihydroguairetischer Säure (NDGA) auf Sekretion und Struktur pflanzlicher Golgi-Apparate zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Zellzykluses untersucht. Im zweiten Teil wurde die de novo Entstehung pflanzlicher Golgi-Apparate beschrieben. Im Rahmen dieser Untersuchungen sollte in erster Linie der zeitliche Verlauf der Entstehung des Golgi-Apparates aufgeklärt und die Rolle der COP I und COP II Transportvesikel während der frühen Phasen der Regeneration analysiert werden. Voruntersuchungen behandelten die Wirkungen von BFA auf unterschiedliche Phasen des Zellzykluses. Zugabe von Brefeldin A während der Zellteilung von BY2 Zellen hatte demnach nicht nur Einfluss auf die Cytokinese, es konnten auch Beeinträchtigungen der Karyogenese festgestellt werden. Mitotischen Zellen gelingt keine vollständige Teilung mehr, die Zellplatten sind nur unvollständig ausgebildet bzw. bestehen nur aus unregelmäßig verteilten Calloseplaques. Die Kerne selbst zerfallen, im Extremfall gelingt es der Zelle nicht mehr eine Kernhülle auszubilden. Die Akkumulation von Stärke in Plastiden ist ein weiterer bisher nicht beschriebener Effekt von Brefeldin A. Diese Stärkeanreicherung konnte sowohl bei Tabak BY2-Zellen als auch bei Chlamydomonas noctigama beobachtet werden. In beiden Systemen konnte ein starkes Anwachsen der Stärkegranula in den Plastiden nach mehrstündiger BFA-Behandlung beobachtet werden. Außer Brefeldin A wird in der Literatur ein weiterer Hemmstoff, Nordihydroguairetischesäure (NDGA), konrovers diskutiert. Es konnte festgestellt werden, dass eine Langzeitbehandlung mit NDGA zu einer schrittweisen Veränderung der Golgi-Apparate führt, nicht aber zu deren vollständigem Verschwinden, wie auch bei tierischen Zellen beobachtet werden konnte. Hier wurden neben den Methoden der Elektronen- und der Laserscanningmikroskopie auch die in vivo Beobachtung der Hemmstoffwirkung mittels Videomikroskopiemethoden angewandt. Der zweite große Themenkomplex widmet sich der Biogenese pflanzlicher Golgi-Apparate in zwei verschiedenen Zellsystemen (Tabak BY2 Zellen und Chlamydomonas noctigama). Eine zweistündige BFA Behandlung führte in Tabakzellen zu einem vollständigen Verschwinden der Golgi-Apparate bei einem Großteil der untersuchten BY2 Zellen (80-90%). Nach Auswaschung des Hemmstoffs konnte eine schrittweise Neuentstehung der pflanzlichen Golgi-Apparate beobachtet werden. Ausgehend von Vesikelakkumulationen bildeten sich kleine „Minigolgis“, die schrittweise zu vollständigen ca. 600 nm großen Membranstapeln heranreiften. Die frühen Zeitpunkte der Biogenese die verstärkt Vesikelakkumulationen aufwiesen wurden auf das Vorhandensein von COP I und COP II Vesikeln untersucht. Hierzu wurden Immunogoldmarkierungen an kryogeschnittenen BY2 Zellen gegen verschiedene Komponenten des Coatomer von COP I und COP II durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass COP II Vesikel in den Vesikelansammlungen zu finden sind, COP I jedoch nicht. BFA-Zeitreihen und Auswaschungsexperimente ergaben bei Chlamydomonas ähnliche Resultate. Eine vierstündige BFA-Behandlung war erforderlich um die membranösen Strukturen der 7-9 in Kernnähe lokalisierten Golgi-Apparate aufzulösen. Es ließ sich, im Gegensatz zu den Ergebnissen die an BY2-Zellen gewonnen wurden, feststellen, dass sich als Reste häufig Cluster von Vesikeln finden. Nach Auswaschung des Hemmstoffs konnte in Form von Zeitreihen auch hier die Neuentstehung beobachtet werden. Der Prozess läuft in denselben Stufen ab, wie er bereits bei BY2-Zellen beschrieben wurde. Deutliche Unterschiede zu By2-Zellen ist der schnellere Verlauf der Entstehung der kernnahen Membranstapel, bereits nach 30 min erreichen sie wieder ihre ursprünglichen Längen (500-600 nm). Neben der schrittweisen Entstehung lässt sich bei Chlamydomonas noch ein weiteres Phänomen beobachten, 60 min nach Auswaschung kommt es bei vielen untersuchten Zellen zu einer Teilung der Golgi-Apparate, von cis-Seite und trans-Seite nach median. Unmittelbar vor Beginn der Teilung erreichen die Golgi Längen von über 1,5 µm.
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Wir diskutieren die Entwicklung und Effekte von Quintessenzfluktuationen in einem FRW und inflationaearem Universum. Nachdem wir die Prinzipien der kosmologischen Stoeorungstheorie eingefuehrt haben, geben wir Entwicklungsgleichungen fuer metrische, Materie- und Quintessenzfluktuationen an. Wir verwenden diese Gleichungen, um die Entwicklung von Quintessenzfluktuationen in einem FRW Universum zu studieren. Die Fluktuationen in einem Exponentialpotentialmodell mit nicht-kanonischem kinetischen Term k\"onnen das CMB Leistungsspektrum bei niedrigen Multipolen sowohl erhoehen als auch erniedrigen, vorausgesetzt das Quintessenzfeld bleibt bis heute eingefroren. In unserer Analyse benoetigen wir keinen Mechanismus zur Verstaerkung der Feldfluktuationen. Um zu ueberpruefen, ob das Quintessenzfeld bis heute eingefroren sein kann, betrachten wir dessen Entwicklung waehrend der Inflation. Waehrend der Inflation wird der Erwartungswert des Quintessenzfeldes zu groesseren Werten hin verschoben. Dadurch ist der Erwartungswert zu Beginn der Strahlungsdominierten Phase gross genug, um die Quintessenz bis heute eingefroren zu lassen. Schliesslich studieren wir Einschraenkungen an die Entwicklung der Dunklen Energie durch Beobachtungsdaten. Wir verwenden hierzu eine Parametrisierung, welche von Wetterich vorgeschlagen wurde. Wir erhalten w_0<-0.9 und b<0.75 zu 68% Aussagewahrscheinlichkeit von SNe Ia Daten und w_0<0.81 and b<0.37 zu 68% Aussagewahrscheinlichkeit mittels CMB+LSS+HST Daten.
The kininogen-deficient BNK rats were shown to progressively develop salt-sensitive hypertension by accumulation of Na+. It was believed that the kininogen-deficiency is responsible for the defective NaCl excretion leading to a cardiovascular damage. In addition to the kallikrein-kinin system (KKS), endothelin (ET) and aldosterone have important implications in the regulation of salt homeostasis. To precisely characterize the relations between the KKS, ET and aldosterone male BN and BNK rats were given standard or high salt diet in presence or absence of spironolactone for 10 days. Besides for experiments with metabolic cages the rats were characterized by tail-cuff measurements of blood pressure. Kininogens, bradykinin (BK), kallidin-like peptide (KLP), ET-1, deoxycorticosterone (DOC), corticosterone and aldosterone were measured by specific RIAs in plasma and 24h urine. Corticoids were additionally determined in brain tissue. Activity of plasma and urinary kallikrein was measured with chromogenic substrates. Expression analysis of adrenal steroidogenic enzymes 11ß-hydroxylase and aldosterone synthase was performed by real-time RT-PCR in LightCycler. Functional cardiac parameters were assessed in isolated hearts perfused according to Langendorff technique. Acute effects of 30min global ischaemia with or without previous ischaemic preconditioning (IPC) were investigated. Myocardial damage was judged by the creatine kinase activity in the coronary effluent measured with a specific kit. BNK rats are characterized by plasma kininogen deficiency that is reflected in lower levels of plasma kallikrein activity and consequently in lower plasma BK and KLP levels. The renal KKS of BNK rats was almost identical to that of wild type BN rats. Plasma and urinary KLP was found to be the major kinin responsible for most physiological effects mediated by the B2 receptor in both rat strains. We found that the deleterious effects of salt diet in BNK rats are in fact attributable to enhanced mineralocorticoid action. The renal mineralocorticoid receptor (MR) displayed an overexpression and several mutations that might be responsible for altered affinity and responses toward aldosterone and other ligands, e.g. DOC and corticosterone. Moreover, the BNK rats have increased levels of plasma and urinary ET-1, which may contribute to the deleterious effects of Na+ during high salt diet. In vitro investigation of ischaemic preconditioning in isolated hearts revealed no significant findings. Missing plasma components are necessary for the overall protective effects of IPC. Nevertheless, long-lasting effects like attenuation of plasma kinins or antagonism of the MR seemed to be of importance for the regulation of cardiac function. The absence of plasma KLP during high salt diet was found to be responsible for the enhanced deleterious effects of Na+ leading to cardiac hypertrophy. In BNK rat hearts aldosterone was found to be responsible for the higher heart rate and increased contractility besides for the impairment of coronary flow. Aldosterone is also involved in the acute response to ischaemia and consequently in response to IPC. In case of an enhanced mineralocorticoid action like in BNK rats aldosterone may account for the increased sensitivity to ischaemia whereby attenuating the protective effect of IPC. We conclude that in BNK rats the higher blood pressure, increased cardiac sensitivity to ischaemia and diminished effects of IPC are not attributable to the kininogen deficiency but rather caused by the enhanced mineralocorticoid action.
The H.E.S.S. telescope system -- an array of four imaging atmospheric Cherenkov telescopes situated in Namibia -- aims at exploring non-thermal processes in the universe by means of very-high-energy (VHE) gamma rays. Its large field of view combined with unprecedented sensitivity enables detailed spectral and morphological studies of extended VHE gamma-ray sources. The shell-type supernova remnant RX J1713.7-3946 is such a source. It is located in the Galactic plane, constellation scorpius, and has a diameter of 1 degree. H.E.S.S. observations of this source were conducted in 2003, 2004, and 2005. A thorough discussion of the methodology of the analysis of (extended) VHE gamma-ray sources is given. The systematic uncertainties involved in different stages of the analysis are explored. Detailed morphological and spectral studies reveal the VHE aspects of RX J1713.7-3946. Gamma rays are detected throughout the whole remnant. The emission resembles a shell structure strikingly similar to the X-ray image. The differential gamma-ray spectrum is measured over a large energy range, no spatial variation is found. The data recorded in three different years are in good agreement. The origin of the gamma-ray emission is discussed for a leptonic and a hadronic scenario. The latter case is favoured, but no decisive conclusion can be drawn.
Es wurden Drei-Jet-Ereignisse bei niedrigen Werten der Bjørkenschen Skalenvariablen x (10^(-4)<x<10^(-2)) und niedrigen Photonvirtualitäten Q^2 (5 GeV^2<Q^2<80 GeV^2) in tief-unelastischer Positron-Proton-Streuung untersucht. Die zur Analyse genutzten, in den Jahren 1999 und 2000 von H1 aufgezeichneten Daten entsprechen einer integrierten Luminosität von 44.2 pb^(-1). Es sollte untersucht werden, ob in kt ungeordnete Gluon-Abstrahlungen in QCD-Parton-Kaskaden auftreten. Solche Abstrahlungen sind mit Termen proportional zu log 1/x in der QCD-Entwicklung verknüpft, die bei der DGLAP-Evolution größtenteils vernachlässigt werden. Die gemessenen differentiellen Drei-Jet-Wirkungsquerschnitte wurden mit QCD-Vorhersagen zweiter und dritter Ordnung in der starken Kopplungskonstante alpha_s sowie mit Monte-Carlo-Ereignisgeneratoren in führender Ordnung alpha_s verglichen. Die QCD-Vorhersage dritter Ordnung in alpha_s liefert eine gegenüber der (alpha_s^2)-Rechnung deutlich verbesserte Beschreibung der Daten. Trotzdem unterschätzt die (alpha_s^3)-Vorhersage die Daten, vor allem bei kleinen x und bei Ereignissen mit mehr als einem Jet in Vorwärts-Richtung. Versuche, mit Observablen die Ordnung der Abstrahlungen im Transversalimpuls und in der Pseudorapidität direkt zu untersuchen, waren nicht erfolgreich.
Temporal asymmetry is a fundamental property of speech and music. When a "damped" exponential is used to modulate a sinusoid, it reduces the sound quality typically associated with the carrier. When the modulator is reversed in time, producing a "ramped" sound, the sound quality of the carrier is more salient. Magnetoencephalography was used in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) to localize and characterize cortical sources evoked by temporally asymmetric sounds. Additionally, the relation between neurophysiological and psychometric data was explored. We show that the relationship between stimulus perception and neuromagnetic responses are observed in the N100m component of auditory evoked magnetic fields. In response to ramped and damped sinusoids N100m peak amplitudes increase with the stimulus half{life time (HLT). The asymmetry in terms of N100m magnitude ratio was maximal at modulation HLT of 4 ms and greatly reduced at 0.5 ms and 32 ms which parallels the psychophysical data. fMRI revealed substantial right lateralized activation of Planum temporale in a response to a difference contrast 'ramped-damped' of 4 ms HLT, where we localized N100m sources. Temporally asymmetric sounds were simulated using auditory image model. The extracted carrier salience correlated with both, the N100m magnitude and perceived carrier salience.
The chemical properties of plutonium and zirconium are important in order to assess nuclear waste disposals with respect to isolation and immobilization of radionuclides. In this study, the hydrolysis, solubility and colloid formation of tetravalent plutonium and zirconium are investigated in 0.5 M HCl/NaCl solution using several complementary methods and the redox behavior of plutonium is investigated in acidic conditions as well. The solubilities of Pu(IV) and Zr(IV) are determined from the onset of colloid formation as a function of pH and metal concentration using LIBD (laser-induced breakdown detection). The investigation of the solubility of Zr(IV) is carried out at different concentrations (log [Zr] = -3 ~ -7.6) and in a wide pH range (pH = 3 - 9) yielding log K°sp(Zr(IV)) = -53.1 ± 0.5 based on the assumption that only mononuclear hy-drolysis species exist in solution. Comparing the present results with literature data, the solubilities of Zr can be split in two groups, a crystalline phase with lower solubility and an amorphous phase (Zr(OH)4(am)) with higher solubility. The data obtained in the present work set an upper limit for the solubility of freshly formed Zr(OH)4(am). To understand this difference of solubilities, the geometrical structure of the dominant solution species is investigated as a function of pH using XAFS (X-ray absorption fine structure). The samples at pH >2, still below the solubility limit determined by LIBD, contain the polynuclear Zr(IV) species probably due to the high concentration ([Zr] = 1 mM) and their structure do not resemble any reported simple ZrO2 structure. The Zr(IV) colloid species in oversaturated solution under this experimental condition resembles amorphous Zr(IV) hydroxide rather than crystalline ZrO2. The solubility of Pu(IV) is investigated in acidic solution below pH 2. Considering only mononuclear hydrolysis species, log K°sp(Pu(IV)) = -58.3 ± 0.4 is obtained. Since Pu(IV) is not redox stable even in acidic condition, the concentration of each oxidation state of Pu must be determined prior to each experiment. The solubility data are determined directly after preparation and then the redox reactions between four different plutonium oxidation states are observed at different pH and Pu concentrations as a function of time. The results indicate that the redox behavior of Pu cannot be described by disproportionation of Pu alone. Under the experimental conditions, the redox reactions of Pu seem to be divided into two groups, Pu(IV)aq <=> Pu(III)aq and Pu(IV)coll <=> Pu(V)aq <=> Pu(VI)aq. In the Pu solution containing initially only Pu(IV), the reduction of Pu(IV) to Pu(III)aq dominates rather than the oxidation to Pu(V)aq and Pu(VI)aq. The observed two groups of reactions show the dependency of pH due to the related hydrolysis and colloid formation of Pu(IV). With increasing pH, the [Pu4+] decreases either through its hydrolysis and colloid formation (increase of Pu(IV)coll) or through its reduction (increase of Pu(III)aq). The polymer species or colloids may dissolve to Pu(V)aq through the second reaction group (increase Pu(V)aq + Pu(VI)aq). Consequently, it is observed that with increase of pH, [Pu(IV)aq] decreases, [Pu(III)aq] increases, and [Pu(IV)coll]+[Pu(V)aq]+[Pu(VI)aq] increases. This study is also performed under inert gas conditions in order to investigate the influence of dissolved oxygen on the oxidation of Pu(IV) (Pu(IV)coll <=> Pu(V)aq). From the relative abundance of the Pu oxidation states, namely the couples PuO22+/PuO2+ and PuO2+/Pu(IV)coll, the redox potential Eh(V) can be obtained. The respective values agree well with the measured Eh values. In order to use the redox couple Pu4+/Pu3+, one has to take into account the strong hydrolysis of Pu(IV) which sets in below pH 1. When the abundance of Pu4+ is calculated from the amount of by use of hydrolysis constants from earlier solvent extraction stud-ies, deviations from the measured Eh arise. By use of slightly lower values for log β1y (y = 1-2) a good agreement between all calculated and measured Eh values is achieved, suggesting that at least the first and second hydrolysis constants should be corrected.
Modelling radiative transfer in cloudy skies is one of the most challenging tasks in climate modelling. The goal of this thesis is to achieve an improved understanding of photon transport inclouds. For this purpose, photon path length distributions are retrieved from spectroscopic oxygen A-band measurements (760-780 nm). An existing measurement method is improved and optimized. In comparison to former studies, it is now possible to measure single skylight spectra within a few seconds of one another using modern CCD detectors and optimized instruments. This enables a reduction of the spatial resolution to scales smaller than the radiative smoothing scale. Two different studies are performed for the validation of the method. It is shown, that a distribution function must be assumed for the correct description of the measured spectra. Furthermore, an absorption spectrum is calculated using a Monte Carlo radiative transport model. This spectrum is used to retrieve a path length distribution, which is subsequently compared to the model result. The spectroscopic measurements for the photon path length distribution retrieval were performed simultaneously with other in-situ measurements during two dedicated European cloud research campaigns (BBC1 and BBC2) held at the KNMI experimental site in Cabauw/Netherlands in September 2001 and May 2003. The measurement of other cloud parameters like optical thickness, liquid water content and geometrical cloud extension makes it possible to experimentally prove a new theory of photon diffusion of cloudy sky for the first time. The presented observations provide (further) evidence for the anomalous diffusion transport of solar photons being transmitted by complicated cloud covers. It is also shown, that Levy walks are well suited for the description of photon transport in clouds.
Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Verfahren zur Berücksichtigung von Organbewegungen in der Bestrahlungsplanung für die fraktionierte intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT). Organbewegungen werden durch ein mathematisches Modell beschrieben welches die Grundlage der Bestrahlungsplan-Optimierung darstellt. Das Modell enthält Zufallsvariablen um die stochastische Natur von Organbewegungen zu beschreiben. Die vorausgesagte Dosisverteilung im Patienten muss daher ebenfalls als Zufallsvariable aufgefasst werden und wird durch einen Erwartungswert der Dosis und dessen Varianz charakterisiert. Zur Optimierung des Bestrahlungsplans unter Berücksichtigung des Bewegungsmodells wird der Erwartungswert einer quadratischen Kostenfunktion minimiert, der sich als Summe der Dosisvarianz und der quadratischen Differenz von Solldosis und Erwartungswert der Dosis darstellen lässt. Die daraus resultierenden Bestrahlungspläne haben die Eigenschaft, dass Bereiche in denen Tumorgewebe nur relativ selten lokalisiert ist mit einer geringeren Dosis bestrahlt werden. Dies wird ausgeglichen durch eine Dosisüberhöhung in benachbarten Bereichen, so dass sich durch den Einfluss der Bewegung im Verlauf der gesamten Therapie eine näherungsweise homogene Gesamtdosisverteilung im Tumor ergibt. Das Verfahren erlaubt eine potentiell bessere Schonung von angrenzenden gesunden Geweben im Vergleich zur Sicherheitsrand-Methode.
Es wurde eine saccharidhaltige Substanzbibliothek von 37 Verbindungen hergestellt und deren Wirkung auf Krebszellen mit unterschiedlichem p53 Status untersucht. Bekannt ist, dass niedermolekulare Moleküle in der Lage sind an mutiertes p53 zu binden und dessen Funktion wiederherzustellen [ Bykov et al., 2002a; Foster et al., 1999]. Des weiteren ist bekannt, dass durch die erhöhte biologische Aktivität in Tumorzellen glycosilierte Tumortherapeutika eine selektive Anreicherung der Cytostatika in Tumorzellen ermöglichen [Veyl et al., 1998; Brock et al., 2000]. Ziel der Arbeit war es durch den Einsatz von Parallelsynthese eine saccharidhaltige Substanzbibliothek herzustellen. Die Wirkung dieser Substanzen auf verschiedene Tumorzelllinien mit unterschiedlichem p53 Status sollte untersucht werden. Idealerweise sollten Subtanzen identifiziert werden, die Apoptose in Zelllinien mit mutiertem p53 einleiten. Alle Substanzen der Bibliothek wurden mittels der Diels-Alder Reaktion hergestellt. Als Diene wurden verschiedene, glycolisierte Furane synthetisiert und eingesetzt. Die Dienophile wurden ausgehend vom Maleinimid als Grundsubstanz hergestellt. Durch Kombination dieser Edukte wurde eine Substanzbibliothek dargestellt, die in einem Cytotoxizitätassay an Tumorzelllinien mit unterschiedlichen p53 Status getestet wurden. Dabei wurde gefunden, dass die Diels-Alder Addukte selbst nur wenig zytotoxisch sind. Es zeigte sich jedoch, dass die Maleinimide, abhängig von ihrer N-Substitution, Zytotoxizität zeigen und im Falle von N-(4-(Bis-(2-chloro-ethyl)-amino)-phenyl)-maleinimid (63) bei Saos-2 Zellen auch Apoptose einleiten können. Dieses Ergebnis ist unerwartet, da Maleinimide normalerweise (z.B. MIRA1 [Bykov et al. 2002-b]) die spezifische DNA Bindung von p53 wiederherstellen können. Da die Saos-2 Zelllinie kein p53 expremiert, kann die Apoptoseaktivität von (63) nicht auf die Regulation von mutiertem p53 zurückgeführt werden. Vermutet wird daher, dass die Zytotoxizität der Maleinimide durch einen anderen Wirkmechanismus bedingt ist. Spekuliert werden kann, dass die Apoptoseaktivität der Verbindung (63) über die N-lost Funktionalität, die eine Interkalation der Verbindung in DNA bewirken kann, eingeleitet wird.
Für die Durchführung der konformalen 192Ir HDR Brachytherapie ist eine genaue Dosisberechnung im Patientenkörper unerlässlich. Die Brachytherapieplanungssysteme (BPS) berücksichtigen in ihren Dosisberechnungen gegenwärtig die inhomogene Körperanatomie und die endlichen Körperdimensionen nicht. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung des Einflusses der vom als Dosisreferenzmaterial Wasser abweichenden Körperinhomogenitäten und der endlichen Körperdimensionen auf die Dosisberechnung und mit der Entwicklung eines schnellen analytischen Dosisberechnungsmodells für die Korrektur der Dosisverteilung in der Umgebung von 192Ir Strahlern. Hierzu wird anhand der Unterscheidung der Primär- von der Streuphotonendosis und der Sievert Integrationsmethode ein neues Dosisberechnungsmodell entwickelt und in einer Reihe von homogenen, inhomogenen und endlichen Testphantomgeometrien auf seine Rechengenauigkeit verglichen sowie mit Monte Carlo (MC) Simulationsberechnungen überprüft. Die Einsatzgrenzen des Modells werden in zwei klinischen Fallbeispielen durch den Vergleich mit BPS- und MC- Dosisberechnungen jeweils in homogenen und inhomogenen Patientenphantomgeometrien untersucht. Die für die Brachytherapieplanung erwünschte Rechengeschwindigkeit wird von der Fähigkeit des Modells zur Korrektur der Dosisverteilung in inhomogenen patientäquivalenten Phantomgeometrien nicht begrenzt. Zusätzlich wird die BPS-Rechengenauigkeit verglichen, mit den MC-Simulationsberechnungen im dritten klinischen Fallbeispiel mit endlichen Körperdimensionen untersucht und der potentielle Einsatz des vorgestellten Modells diskutiert.
Diese Doktorarbeit beinhaltet die Messung einer oberen Grenze für die Produktionsrate von Open Charm Mesonen in 158 AGeV/c Pb-Au Kollisionen mit dem CERES Spektrometer bei einer Zentralität von 7%. Es wird die Entwicklung einer Rekonstruktionsmethode für Sekundärteilchen vorgestellt, die auf der Rekonstruktion des Zerfallsvertex beruht. Die Methode wird mit dem Zerfall K0short -> Pi+ Pi- als Referenzmessung getestet. Eine integrale Rapiditätsdichte von dN/dy = 19.75 +- 0.23(stat) +- 1.70(syst) wird für das K0short Meson im Rapiditätsbereich 2.0 < y < 2.6 gemessen und mit den Ergebnissen einer alternativen CERES Messung und den Messungen der NA49 und NA57 Kollaborationen verglichen. Eine genaue Untersuchung des kombinatorischen Untergrundes und der Resonanzen, die zusätzlich zu dem invarianten Massenspektrum beitragen, ist für die Analyse des Zerfalls D0bar -> K+ Pi- unerlässlich. Eine vermehrte Open Charm Produktionrate von mehr als einem Faktor 22 kann bei einem Konfidenzniveau von 98% ausgeschlossen werden. Dieser Faktor bezieht sich auf die in Kern-Kern Stößen erwartete Open Charm Produktionsrate von <D0bar> = 0.21 pro Ereignis, die durch Skalierung des Charm Wirkungsquerschnitts in Proton-Proton Stößen mit der Anzahl der binären Kollisionen gegeben ist. Der erste Teil dieser Doktorabeit befasst sich mit der Entwicklung eines Algorithmus zur Mustererkennung in der CERES TPC. Ferner wird eine detaillierte Beschreibung der Kalibration der TPC präsentiert. Mit der neuen Kalibration wird eine Ortsauflösung von sigma_(r Dphi) = 340 um und sigma_(Dr) = 640 um erreicht, sowie eine Impulsauflösung von Dp/p = 5.4% bei einem für das D0bar Meson relevanten Impuls von p = 5 GeV/c.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Amidkupplungsreaktionen der nicht-natürlichen Ferrocenaminosäure 1-Amino-1´-carboxy-ferrocen (Fca) in Lösung und unter Festphasenbedingungen untersucht. Für die Darstellung der Aminosäure wurde eine achtstufige Synthesesequenz ausgehend von Ferrocen entwickelt und optimiert. 1-Amino-1´-carboxyferrocen konnte erfolgreich durch eine Fmoc-Schutzgruppe geschützt werden und für Reaktionen in Lösung über das DCC/HOBt-Protokoll aktiviert werden. Die erhaltenen amidosubstituierten Ferrocene wurden im Festkörper und in Lösung mittels Kristallstrukturanalyse,NMR- und IR-Spektroskopie sowie durch DFT-Rechnungen auf charakteristische Faltungs- und Assoziationsphänomene untersucht, welche durch Ausbildung von Wasserstoffbrücken entstehen. Durch die Umsetzung der aktivierten, N-acylierten Ferrocenaminosäure mit 1-Aminoferrocen gelang die Darstellung eines Diferrocendiamids,welches im Festkörper durch die Ausbildung intermolekularer Wasserstoffbrücken eine Schichtstruktur aufweist, während in Lösung eine dynamische intramolekulare Wasserstoffbrücke zwischen den beiden Amid-Gruppen vorliegt. Diese intramolekulare Wasserstoffbrücke kann durch die Zugabe von Anionen wie Chlorid und Dihydrogenphosphat gebrochen werden. Es wurde gezeigt, dass beide Amidprotonen ein Chloridion auf kooperative Weise binden, wobei eine strukturelle Änderung des Diferrocendiamids und eine Veränderung des Redoxpotentials der Ferrocen-Einheiten induziert wird. Diese Änderungen sind reversibel und das Diferrocendiamid kann somit als molekulare Maschine bezeichnet werden, welche zwei spezifische Reaktionen auf einen einfachen Reiz zeigt. Mit den Methylestern der a-Aminosäuren L-Valin und L-Isoleucin wurden Konjugate der Ferrocenaminosäure in Lösung synthetisiert und strukturell charakterisiert. Durch eine Kombination von IR-, NMR- und CD-spektroskopischen Untersuchungen sowie DFT-Rechnungen konnte ein Hauptkonformer ermittelt werden, das eine intramolekulare Wasserstoffbrücke und P-helikale Chiralität am Ferrocen aufweist. Der Einbau der Ferrocenaminosäure in das Rückgrat eines Peptids gelang durch Nutzung der Festphasenpeptidsynthese nach dem Vorbild von Merrifield. Ebenso konnten andere Ferrocenbausteine an Ferrocenaminosäure unter Bildung von Oligoferrocen-Peptiden geknüpft werden
The blood-cerebrospinal fluid (CSF)-barrier (CSFB) is formed by the Choroid Plexūs (CP). Together with the blood brain barrier it represents an important barrier between brain and circulating blood. Since it can only be passed by small, lipid-soluble and uncharged molecules it is of particular interest to study active transport processes for charged substances across this tissue, especially because many drugs are substrates for these transport proteins. Transporters in the CP are similar to those in the kidney. Therefore, I performed comparative experiments with model organic anions in isolated proximal kidney tubules of killfish and CP of rat and spiny dogfish shark. ·First, I studied transport of the fluorescent cAMP analog fluo-cAMP. Inhibition studies indicate transport mediated by the export proteins Mrp2 and Mrp4. In contrast to transport of the Mrp2-substrate fluorescein-methotrexate (FL-MTX), transport is not regulated by proteinkinase (PK) A, and PKC. For better characterization of kinetic parameters I studied transport of fluo-cAMP in membrane vesicles of MRP2 and MRP4 overexpressing cells. Both MRPs transported fluo-cAMP with similar affinites. Different from results obtained from experiments using renal proximale tubules, fluo-cAMP transport in CP seems not to be mediated by Mrp4, whereas a participation of Mrp1 is likely. Regulation of fluo-cAMP transport in rat CP is not mediated by PKA, PKC or mitogen activated PK (MAPK). ·Transport of Texas Red (TR) and FL-MTX was studied in CP of rat and spiny dogfish shark. Transport of TR across rat CP is a two-step mechanism, which is metabolism-driven, Na+-dependent, potential independent and also independent from Mrp1, Mrp2 and Mrp4. In dogfish shark CP TR transport is Na+-independent, with apical uptake apparently mediated by an Oat-protein, whereas basolateral efflux seems to be mediated by Oatp2 and Mrp1. ·Apical uptake of FL-MTX in rat CP is also Na+-independent with an potential independent basolateral efflux, which is presumably mediated via Mrp1 and Oatp2. Activation of PKA results in an activation of FL-MTX efflux. In dogfish shark FL-MTX is transported via the same transport proteins. But in contrast to rat CP, activation of PKA results in a reduced efflux of FL-MTX, whereas activation of PKC leads to a downregulation of FL-MTX transport.
Ein neues Massenbilanzverfahren zur zeitlich aufgelösten Messung des Gastransfers an der Wasseroberfläche wird vorgestellt. Die neue Methodik bietet den entscheidenden Vorteil, dass unter Evasionsbedingungen in Laborexperimenten nur die zeitliche Änderung in der Luftkonzentration der Tracergase gemessen werden muss. Die Erfordernis einer Absolutmessung der Luftkonzentration entfällt ebenso wie die einer Bestimmung der Wasserkonzentration. Die hohe zeitliche Auflösung der Messmethode erlaubt eine rasche Abfolge von Messungen bei veränderten Versuchsbedingungen. Systematische Gasaustauschmessungen können nun binnen weniger Stunden durchgeführt werden. Durch vergleichende Konzentrationsmessungen in der Luft- sowie in der Wasserphase von volatilen Aromaten mittels UV-Spektroskopie konnte die entwickelte Methode validiert werden. Im Rahmen der UV-Messungen wurde ferner ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, auch bei geringer Auflösung der verwendeten Spektrometer, die Luftkonzentration der Aromaten mittels Differentieller Optischer Absorptionsspektroskopie über einen weiten Konzentrationsbereich korrekt zu bestimmen. Mit den entwickelten Messmethoden sind nun auch zuverlässige Messdaten für sehr kleine Wind- und Schubspannungsgeschwindigkeiten verfügbar. Hiermit konnte der Übergang des Schmidtzahlexponenten beim Wechsel von einer glatten zu einer rauen Wasseroberfläche nachvollzogen werden. Der Umschlag setzt bereits bei unerwartet geringen Windgeschwindigkeiten ein und vollzieht sich über einen weiten Bereich von Windgeschwindigkeiten. Erstmals konnte im Labor der Effekt des chemisch beschleunigten Gasaustausches unter einer großen Variation an chemischen und physikalischen Bedingungen gezeigt werden.
G-protein coupled receptor (GPCRs) is a multigene family consisting of more than 1000 genes. They are the most abundant membrane proteins found on a cell surface and are involved in several signaling pathways. In a cell, the signal is transduced by diverse activating endogenous ligands binding on the extracellular surface. This results in the uncoupling of G-proteins from the cytoplasmic loops, leading to the activation of the second messengers. GPCRs have enormous therapeutic importance due to their involvement in basic physiological processes including sensory perception, neurotransmission, metabolism, hormonal balance, etc. Structural and biochemical data are the pre-requisites for designing the drugs involving GPCRs. The current study was focused on the optimization of expression, purification and functional characterization of class-C GPCRs involved in neurotransmission. The first part of the study was aimed at optimizing the expression and purification of the ligand binding extracellular domain (ECD) of rat metabotropic GABAB1b receptor (GBR1bNT) in the recombinant baculovirus (RBV) and E.coli expression systems. GBR1bNT was modeled based on the crystal structure coordinates of ECD of metabotropic glutamate receptor (mGluR). Depending on this GBR1bNT model, molecular cloning strategies were developed for the expression of GBR1bNT. In both systems, GBR1bNT was well expressed and purified. The second part of the study was aimed at biochemical characterization of a putative cholesterol binding motif (pCBM) in Drosophila metabotropic glutamate receptor (DmGluRA). This pCBM might be involved in regulating the binding of DmGluRA to glutamate with high affinity. During the study, it was inferred that a 12- amino-acid amphipathic peptide containing the pCBM might be crucial for the activity of the receptor. Upon conducting [3H]-glutamate binding and detergent-resistant-membrane (DRM) association studies on different truncation constructs of DmGluRA (1-910 amino acids), the N-terminal construct (1-624 amino acids) containing the ECD with one single pCBM was found to be capable of binding glutamate in high affinity state as observed with the full length DmGluRA. Together this study shows that 1) Using an interdisciplinary approach (computational and experimental strategies) GBR1bNT was efficiently expressed and purified in both E.coli and RBV expression systems and 2) the role of pCBM was studied in DmGluRA receptor regulation.
Summary Peptide-based drug delivery systems and therapeutics have gained an enormous attention during the last ten years. Progress in this field will lead to site specific delivery, improved receptor affinities, efficient cellular uptake and/or nuclear targeting. Thus, in this research project, metal conjugates of some bioactive peptides were synthesized and biologically tested in order to evaluate the effects of these metal moieties on the biological activities such as the cellular uptake, nuclear targeting and binding affinity, of these selected peptides. In this study, the two redox active metallocenes, ferrocene and cobaltocenium and in addition the cytotoxic platinum were chosen as metal labels. The investigated peptides were the Simian Virus 40 nuclear localisation signal (NLS), the HIV transactivator of transcription (TAT) peptide and the small regulatory peptide, the neurotensin (NT). Metal conjugates of these bioactive peptides were successfully synthesized by solid phase peptide synthesis (SPPS) which was used not only for the covalent bonding of the metallocenes to the peptides but also for the complexation of platinum to the peptides and fluorescence labelling with FITC. Comprehensive characterisation of the synthesized bioconjugates was carried out by various techniques such as NMR, RP-HPLC, MS and electrochemistry. The cellular uptake and nuclear localisation of the metallocene-NLS and -TAT bioconjugates was monitored by fluorescence microscopy in living liver cancer cells (Hep G2). The metallocene-NLS conjugates were efficiently internalized by the cells and were localised in the nuclei of the Hep G2 cells. The metallocene moiety is responsible for the enhanced cellular uptake of these bioconjugates and the NLS transports the organometallic species into the nuclei. This is the first example of the directed nuclear delivery of ferrocene and the cobaltocenium cation, by conjugation to the NLS peptide. The use of the scrambled NLS sequence (NLSscr) abolishes the nuclear targeting property of the conjugates. All metallocene-NLS bioconjugates were found to be non-toxic in concentrations up to 1mM in the WST-1 proliferation assay. In case of the metallocene-TAT bioconjugates, the ferrocene moiety plays a role in the escape of the conjugate from the endosomes, which is an advantage because the utility of TAT peptide as a vector for cellular delivery is limited by its inability to escape from the endosomes. Moreover, these peptides are toxic in higher concentration due to cell membrane perturbation. This was also demonstrated in the present study using the WST-1 proliferation assay. In the last part of the project, metal conjugates of wild type NT(8-13) and the modified Pseudoneurotensin (pNT) were synthesized and tested for their binding affinity to the NTR1 receptors in the HT 29 adenocarcinoma cell line. Replacement of Arg8-Arg9 with Lysines in pNT led to a significant decrease in the binding affinity. The metal-NT bioconjugates showed good receptor affinity especially the cobaltocenium-NT conjugate (IC50=2.3nM). In this case, the lipophilicity of the metallocene bioconjugate may facilitate the crossing of the blood brain barrier which is a limiting factor in any centrally intended therapy. The Pt-NT bioconjugate also showed good affinity (IC50=6.8nM) for the receptors. Thus, such bioconjugates may be specifically and selectively delivered to the tumour tissues that overexpress the neurotensin receptors. In conclusion, the optimised synthesis procedures for the studied metals and the peptides were established. The biological studies demonstrate a great potential of these metals for the improvement of the biological functions of the tested peptides especially for use as vectors for cellular uptake and targeted nuclear delivery. This represents a novel application of bioorganometallic chemistry in biological systems.
In dieser Arbeit wird die experimentelle Realisierung eines neuartigen nicht zerfließenden Wellenpakets beschrieben. Es wird gezeigt, dass ein Absorptionsmechanismus die Dispersion einer Materiewelle kompensieren kann und sich so im Bereich eines Absorptionsminimums ein Wellenpaket ausbildet, dessen Form zeitlich konstant ist. Das Experiment wurde mit einem langsamen, intensiven Strahl metastabiler Argonatome durchgeführt. Eine stehende Lichtwelle, die resonant mit einem offenen Übergang des metastabilen Atoms ist, wirkt als periodische absorptive Struktur. Die Wellenfunktion wird durch Messung der Impulsverteilung charakterisiert. Eine interferometrische Methode erlaubt zudem Rückschlüsse auf die räumliche Phase des nicht zerfließenden Wellenpakets. Mit einem veränderten Aufbau konnte durch Überlagerung des Dipolpotentials zweier stehender Lichtwellen ein periodisches Doppeltopfpotential für Atome realisiert werden. Dies ist der Ausgangspunkt, um das Tunneln einzelner Atome untersuchen zu können. In dieser Arbeit wurden numerische Simulationen zur Präparation des Anfangszustands und zur zukünftigen Erweiterung des Experiments durchgeführt. So sollte es demnach möglich sein getriebenes Tunneln zu untersuchen und so auch den Effekt des Coherent Destruction of Tunneling zu demonstrieren.
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