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Background: DNA fragments carrying internal recognition sites for the restriction endonucleases intended for cloning into a target plasmid pose a challenge for conventional cloning.
Results: A method for directional insertion of DNA fragments into plasmid vectors has been developed. The target sequence is amplified from a template DNA sample by PCR using two oligonucleotides each containing a single deoxyinosine base at the third position from the 5' end. Treatment of such PCR products with endonuclease V generates 3' protruding ends suitable for ligation with vector fragments created by conventional restriction endonuclease reactions.
Conclusions: The developed approach generates terminal cohesive ends without the use of Type II restriction endonucleases, and is thus independent from the DNA sequence. Due to PCR amplification, minimal amounts of template DNA are required. Using the robust Taq enzyme or a proofreading Pfu DNA polymerase mutant, the method is applicable to a broad range of insert sequences. Appropriate primer design enables direct incorporation of terminal DNA sequence modifications such as tag addition, insertions, deletions and mutations into the cloning strategy. Further, the restriction sites of the target plasmid can be either retained or removed.
Background: DNA fragments carrying internal recognition sites for the restriction endonucleases intended for cloning into a target plasmid pose a challenge for conventional cloning.
Results: A method for directional insertion of DNA fragments into plasmid vectors has been developed. The target sequence is amplified from a template DNA sample by PCR using two oligonucleotides each containing a single deoxyinosine base at the third position from the 5' end. Treatment of such PCR products with endonuclease V generates 3' protruding ends suitable for ligation with vector fragments created by conventional restriction endonuclease reactions.
Conclusions: The developed approach generates terminal cohesive ends without the use of Type II restriction endonucleases, and is thus independent from the DNA sequence. Due to PCR amplification, minimal amounts of template DNA are required. Using the robust Taq enzyme or a proofreading Pfu DNA polymerase mutant, the method is applicable to a broad range of insert sequences. Appropriate primer design enables direct incorporation of terminal DNA sequence modifications such as tag addition, insertions, deletions and mutations into the cloning strategy. Further, the restriction sites of the target plasmid can be either retained or removed.
Eine verbesserte Zusammenarbeit und Abstimmung von Fachwissenschaft, Fachdidaktik, Bildungswissenschaften und schulpraktischen Lernorten ist einer der Förderbereiche der „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“. Zahlreiche der geförderten Projekte haben für dieses Handlungsfeld im Bereich Vernetzung von Fachwissenschaft, Fachdidaktik und Bildungswissenschaften hochschulspezifische Maßnahmen konzipiert und umgesetzt.
Der vorliegende Tagungsband beinhaltet Beiträge von 15 entsprechenden Projekten, von denen sieben anlässlich von zwei standortübergreifenden Projekt-Tagungen in Hannover und Potsdam vorgestellt und in Workshops diskutiert wurden. Insgesamt geben die Beiträge einen theoretisch fundierten und gleichzeitig praxisorientierten Überblick über aktuelle Ansätze und Konzepte zur besseren Vernetzung fachwissenschaftlicher, fachdidaktischer und bildungswissenschaftlicher Studienanteile im Lehramtsstudium. Dargestellt werden Projektarbeiten der Hochschulen, die auf verschiedenen Ebenen wirksam werden (curricular-inhaltliche Ebene, kollegiale Ebene, hochschul-strukturelle Ebene). Die Maßnahmen sind so beschrieben, dass sie als Grundlage für einen Transfer auf andere Fächer bzw. andere Standorte genutzt werden können.
Die Beiträge richten sich an alle Lehrenden im Bereich der Lehramtsbildung sowie sonstige Akteure im Bereich der Lehr- und Qualitätsentwicklung an den Universitäten. Sie alle können den beschriebenen Konzepten und Umsetzungsformaten transferierbare Ideen und Impulse entnehmen.
From the roots of the African plant Bulbine frutescens (Asphodelaceae), two unprecedented novel dimeric phenylanthraquinones, named joziknipholones A and B, possessing axial and centrochirality, were isolated, together with six known compounds. Structural elucidation of the new metabolites was achieved by spectroscopic and chiroptical methods, by reductive cleavage of the central bond between the monomeric phenylanthraquinone and -anthrone portions with sodium dithionite, and by quantum chemical CD calculations. Based on the recently revised absolute axial configuration of the parent phenylanthraquinones, knipholone and knipholone anthrone, the new dimers were attributed to possess the P- configuration (i.e., with the acetyl portions below the anthraquinone plane) at both axes in the case of joziknipholone A, whereas in joziknipholone B, the knipholone part was found to be M-configured. Joziknipholones A and B are active against the chloroquine resistant strain K1 of the malaria pathogen, Plasmodium falciparum, and show moderate activity against murine leukemic lymphoma L5178y cells.
From the roots of the African plant Bulbine frutescens (Asphodelaceae), two unprecedented novel dimeric phenylanthraquinones, named joziknipholones A and B, possessing axial and centrochirality, were isolated, together with six known compounds. Structural elucidation of the new metabolites was achieved by spectroscopic and chiroptical methods, by reductive cleavage of the central bond between the monomeric phenylanthraquinone and -anthrone portions with sodium dithionite, and by quantum chemical CD calculations. Based on the recently revised absolute axial configuration of the parent phenylanthraquinones, knipholone and knipholone anthrone, the new dimers were attributed to possess the P-configuration (i.e., with the acetyl portions below the anthraquinone plane) at both axes in the case of joziknipholone A, whereas in joziknipholone B, the knipholone part was found to be M-configured. Joziknipholones A and B are active against the chloroquine resistant strain K1 of the malaria pathogen, Plasmodium falciparum, and show moderate activity against murine leukemic lymphoma L5178y cells.
Recombinant adeno-associated viruses (rAAV) provide outstanding options for customization and superior capabilities for gene therapy. To access their full potential, facile genetic manipulation is pivotal, including capsid loop modifications. Therefore, we assessed capsid tolerance to modifications of the structural VP proteins in terms of stability and plasticity. Flexible glycine-serine linkers of increasing sizes were, at the genetic level, introduced into the 587 loop region of the VP proteins of serotype 2, the best studied AAV representative. Analyses of biological function and thermal stability with respect to genome release of viral particles revealed structural plasticity. In addition, insertion of the 29 kDa enzyme beta-lactamase into the loop region was tested with a complete or a mosaic modification setting. For the mosaic approach, investigation of VP2 trans expression revealed that a Kozak sequence was required to prevent leaky scanning. Surprisingly, even the full capsid modification with beta-lactamase allowed for the assembly of capsids with a concomitant increase in size. Enzyme activity assays revealed lactamase functionality for both rAAV variants, which demonstrates the structural robustness of this platform technology.
Year-to-year variations in crop yields can have major impacts on the livelihoods of subsistence farmers and may trigger significant global price fluctuations, with severe consequences for people in developing countries. Fluctuations can be induced by weather conditions, management decisions, weeds, diseases, and pests. Although an explicit quantification and deeper understanding of weather-induced crop-yield variability is essential for adaptation strategies, so far it has only been addressed by empirical models. Here, we provide conservative estimates of the fraction of reported national yield variabilities that can be attributed to weather by state-of-the-art, process-based crop model simulations. We find that observed weather variations can explain more than 50% of the variability in wheat yields in Australia, Canada, Spain, Hungary, and Romania. For maize, weather sensitivities exceed 50% in seven countries, including the United States. The explained variance exceeds 50% for rice in Japan and South Korea and for soy in Argentina. Avoiding water stress by simulating yields assuming full irrigation shows that water limitation is a major driver of the observed variations in most of these countries. Identifying the mechanisms leading to crop-yield fluctuations is not only fundamental for dampening fluctuations, but is also important in the context of the debate on the attribution of loss and damage to climate change. Since process-based crop models not only account for weather influences on crop yields, but also provide options to represent human-management measures, they could become essential tools for differentiating these drivers, and for exploring options to reduce future yield fluctuations.
For various experimental applications, microbial cultures at defined, constant densities are highly advantageous over simple batch cultures. Due to high costs, however, devices for continuous culture at freely defined densities still experience limited use. We have developed a small-scale turbidostat for research purposes, which is manufactured from inexpensive components and 3D printed parts. A high degree of spatial system integration and a graphical user interface provide user-friendly operability. The used optical density feedback control allows for constant continuous culture at a wide range of densities and offers to vary culture volume and dilution rates without additional parametrization. Further, a recursive algorithm for on-line growth rate estimation has been implemented. The employed Kalman filtering approach based on a very general state model retains the flexibility of the used control type and can be easily adapted to other bioreactor designs. Within several minutes it can converge to robust, accurate growth rate estimates. This is particularly useful for directed evolution experiments or studies on metabolic challenges, as it allows direct monitoring of the population fitness.
For various experimental applications, microbial cultures at defined, constant densities are highly advantageous over simple batch cultures. Due to high costs, however, devices for continuous culture at freely defined densities still experience limited use. We have developed a small-scale turbidostat for research purposes, which is manufactured from inexpensive components and 3D printed parts. A high degree of spatial system integration and a graphical user interface provide user-friendly operability. The used optical density feedback control allows for constant continuous culture at a wide range of densities and offers to vary culture volume and dilution rates without additional parametrization. Further, a recursive algorithm for on-line growth rate estimation has been implemented. The employed Kalman filtering approach based on a very general state model retains the flexibility of the used control type and can be easily adapted to other bioreactor designs. Within several minutes it can converge to robust, accurate growth rate estimates. This is particularly useful for directed evolution experiments or studies on metabolic challenges, as it allows direct monitoring of the population fitness.
BACKGROUND: Reproducible measurements of tendon structural properties are a prerequisite for accurate diagnosis of tendon disorders and for determination of their mechanical properties. Despite the widely used application of Ultrasonography (US) in musculoskeletal assessment, its operator dependency and lack of standardization influences the consistency of the measurement.
OBJECTIVE: To evaluate the intra-rater reproducibility of a standardized US method assessing the structural properties of the Achilles tendon (AT).
METHODS: Sixteen asymptomatic participants were positioned prone on an isokinetic dynamometer with the knee extended and ankle at 90. flexion. US was used to assess AT-length, cross-sectional area (CSA), and AT-elongation during isometric plantarflexion contraction. The intra-rater reproducibility was assessed by ICC (2.1), Test-Retest Variability (TRV, %), Bland-Altman analyses (Bias +/- LoA [1.96*SD]), and Standard-Error of Measurement (SEM).
RESULTS: Measurements of AT-length demonstrated an ICC of 0.93, TRV of 4.5 +/- 3.9%, Bias +/- LoA of -2.8 +/- 25.0 mm and SEM of 6.6 mm. AT-CSA showed an ICC of 0.79, TRV of 8.7 +/- 9.6%, Bias +/- LoA of 1.7 +/- 19.4 mm(2) and SEM of 5.3 mm(2). AT-elongation revealed an ICC of 0.92, TRV of 12.9 +/- 8.9%, Bias +/- LoA of 0.3 +/- 5.7 mm and SEM of 1.5 mm.
CONCLUSIONS: The presented methodology allows a reproducible assessment of Achilles tendon structural properties when performed by a single rater.
Ein neues Ziel-Inhalts-Konzept des Rahmenlehrplans nimmt in dieser Lehrerhandreiche Gestalt an. Fachwissenschaftliche und didaktische Instruktionen sowie ein ideenreicher Arbeitsteil (Materialien und Aufgaben) helfen bei der Unterrichtsvorbereitung. Aus dem Inhalt: - ein integratives Antike-Projekt untersucht Möglichkeiten und Grenzen gesellschaftlicher Teilhabe in Athen und der römischen Republik; - Augustus und Alexander als Zentralgestalten universaler Monarchie und Reichsbildung werden in der biografischen Rekonstruktion und im historischen Kontext lebendig; - das Thema Erinnerungskultur in der Antike und heute verweist auf Grundprobleme der Geschichtskultur; - Anregungen zur Arbeit mit dem Spielfilm „Alexander“ als historische Quelle führen an rezeptionsgeschichtliche und medienspezifische Aspekte historischen Lernens heran
Objective:
Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) supports neurogenesis, angiogenesis, and promotes the survival of various cell types in the brain and the coronary system. Moreover, BDNF is associated with both coronary heart disease (CHD) and depression. The current study aims to investigate whether serum BDNF levels are associated with the course of depressive symptoms in CHD patients.
Methods:
At baseline, N = 225 CHD patients were enrolled while hospitalized. Of these, N = 190 (84%) could be followed up 6 months later. Depressive symptoms were assessed both at baseline and at the 6-months follow-up using the Patient Health Questionnaire (PHQ-9). Serum BDNF concentrations were measured using fluorometric Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA).
Results:
Logistic regression models showed that lower BDNF levels were associated with persistent depressive symptoms, even after adjustment for age, sex, smoking and potential medical confounders. The incidence of depressive symptoms was not related to lower BDNF levels. However, somatic comorbidity (as measured by the Charlson Comorbidity Index) was significantly associated with the incidence of depressive symptoms.
Conclusions:
Our findings suggest a role of BDNF in the link between CHD and depressive symptoms. Particularly, low serum BDNF levels could be considered as a valuable biomarker for the persistence of depressive symptoms among depressed CHD patients.
Ecohydrology analyses the interactions of biotic and abiotic aspects of our ecosystems and landscapes. It is a highly diverse discipline in terms of its thematic and methodical research foci. This article gives an overview of current German ecohydrological research approaches within plant-animal-soil-systems, meso-scale catchments and their river networks, lake systems, coastal areas and tidal rivers. It discusses their relevant spatial and temporal process scales and different types of interactions and feedback dynamics between hydrological and biotic processes and patterns. The following topics are considered key challenges: innovative analysis of the interdisciplinary scale continuum, development of dynamically coupled model systems, integrated monitoring of coupled processes at the interface and transition from basic to applied ecohydrological science to develop sustainable water and land resource management strategies under regional and global change.
Diese empirisch qualitative Studie lässt sich in die Professionalisierungsdiskussion in der Erwachsenenbildung einbetten. Vor dem Hintergrund lebenslangen Lernens und dem Wandel der Lernkultur wachsen die Ansprüche und Kompetenzanforderungen an die Lehrenden, ohne dass die Heterogenität des überwiegend nebenberuflich tätigen Personals ausreichend berücksichtigt wird. Um ein deutlicheres Bild von dieser Beschäftigungsgruppe zu erhalten, fokussiert diese Magisterarbeit mit einer Fallstudie die nebenberuflichen Dozenten in der Erwachsenenbildung. Zentrale Fragestellungen sind: - Warum lehren Dozenten nebenberuflich an der Volkshochschule? - In welchem Zusammenhang stehen Haupt- und Nebenberuf? - In welcher Rolle sehen sich die Dozenten im Kursgeschehen? Anhand problemzentrierter Interviews wurden zwei Einzelfallstudien mit anschließender Typenbildung durchgeführt. Die Rekonstruktion der Beweggründe und Bedeutungshorizonte der Dozenten für ihre Tätigkeit gelang mittels dem Forschungsverfahren der Grounded Theory nach Anselm Strauss und Juliet Corbin (1996). Hierbei wurden gegenstandsbegründet im induktiv-deduktiven Wechselspiel Kategorien identifiziert, ausdifferenziert und miteinander in Beziehung gesetzt. Am paradigmatischen Modell von Strauss/Corbin 1996 orientiert, ließen sich somit ein zentrales Phänomen, dessen Ursache, resultierende Handlungsstrategien, Konsequenzen und kontextuelle sowie intervenierende Bedingungen ausfindig machen. Erstaunlich ist bei der Gegenüberstellung der beiden Fälle die konsequente Verfolgung der jeweiligen Handlungslogik, die sich auch im professionellen Selbstverständnis der Dozenten niederschlägt.
Analphabetismus und Teilhabe
(2015)
Aus bildungstheoretisch-gesellschaftskritischer Perspektive stellt sich Lernen als soziales Handeln in gesellschaftlich-vermittelten Verhältnissen – Möglichkeiten wie auch Begrenzungen – dar. Funktionaler Analphabetismus ist mit einem bundesweiten Anteil von 14% der erwerbsfähigen Bevölkerung oder 7,5 Millionen Analphabeten in Deutschland nicht nur ein bildungspolitisches und -praktisches, sondern auch ein wissenschaftlich zu untersuchendes Phänomen. Es gibt zahlreiche Untersuchungen, die sich mit dieser Thematik auseinandersetzen und Anknüpfungspunkte für die vorliegende Studie bieten. Aus der Zielgruppenforschung beispielsweise ist bekannt, dass die Hauptadressaten der Männer, der Älteren und der Bildungsfernen nicht adäquat erreicht bzw. als Teilnehmende gewonnen werden. Aus der Teilnehmendenforschung sind Abbrüche und Drop-Outs bekannt.
Warum Analphabeten im Erwachsenenalter, also nach der Aneignung vielfältigster Bewältigungsstrategien, durch das sich das Phänomen einer direkten Sichtbarkeit entzieht, dennoch beginnen das Lesen und Schreiben (wieder) zu lernen, wird bislang weder bildungs- noch lerntheoretisch untersucht. Im Rahmen der vorliegenden Erwachsenenbildungsstudie werden genau diese Lernanlässe empirisch herausgearbeitet.
Als Heuristik wird auf eine subjekttheoretische Theoriefolie rekurriert, die sich in besonderer Weise eignet Lernbegründungen im Kontext gesellschaftlich verhafteter Biografien sichtbar zu machen. Lernforschung im Begründungsmodell muss dabei auf eine Methodik zurückgreifen, die die Perspektive des Subjekts, Bedeutungszusammenhänge und typische Sinnstrukturen hervorbringen kann. Daher wird ein auf Einzelfallstudien basierendes, qualitatives Forschungsdesign gewählt, das Daten aus der Erhebung mittels problemzentrierter Interviews bereitstellt, die eine Auswertung innerhalb der Forschungsstrategie der Grounded Theory erfahren und in einer empirisch begründeten Typenbildung münden. Dieses Design ermöglicht die Rekonstruktion typischer Lernanlässe und im Ergebnis die Entwicklung einer gegenstandsbezogene Theorie mittlerer Reichweite.
Aus der vorliegenden Bedeutungs-Begründungsanalyse konnten empirisch fünf Lernbegründungstypen ausdifferenziert werden, die sich im Spannungsverhältnis von Teilhabeausrichtung und Widersprüchlichkeit bewegen und in ihrer Komplexität mittels der drei Schlüsselkategorien Bedeutungsraum, Reflexion der sozialen Eingebundenheit und Kompetenzen sowie Lernen bzw. dem Erleben der Diskrepanzerfahrung zwischen Lesen-Wollen und Lesen-Können dargestellt werden. Das Spektrum der Lernbegründungstypen reicht von teilhabesicherndem resignierten Lernen, bei dem die Sicherung des bedrohten Status quo im Vordergrund steht und die Welt als nicht gestaltbar erlebt wird, bis hin zu vielschichtigem teilhabeerweiternden Lernen, das auf die Erweiterung der eigenen Handlungsmöglichkeiten zielt und die umfangreichste Reflexion der sozialen Eingebundenheit und Kompetenzen aufweist. Funktionale Analphabeten begründen ihr Lernen und Nicht-Lernen vor dem Hintergrund ihrer sozialen Situation, ihrer Begrenzungen und Möglichkeiten: Schriftsprachlernen erhält erst im Kontext gesellschaftlicher Teilhabe und dessen Reflexion eine Bedeutung.
Mit der Einordnung der Lernbegründungen funktionaler Analphabeten in: erstens, Diskurse der Bildungsbenachteiligung durch Exklusionsprozesse; zweitens, die lerntheoretische Bedeutung von Inklusionsprozessen und drittens, den internationalen Theorieansatz transformativen Lernens durch die Integration der Reflexionskategorie, erfolgt eine Erweiterung bildungs- und lerntheoretischer Ansätze. In dieser Arbeit werden Alphabetisierungs- und Erwachsenen-bildungsforschung verbunden und in den jeweiligen Diskurs integriert. Weitere Anschluss- und Verwertungsmöglichkeiten in der Bildungsforschung wären denkbar. Die Untersuchung von Lernbegründungen im Längsschnitt beispielsweise kann Transformationsprozesse rekonstruierbar machen und somit Erträge für eine Bildungsprozessforschung liefern. Bildungspraktisch können die Lernbegründungstypen einerseits der Teilnehmergewinnung dienen, andererseits Ausgangspunkt für reflexive Lernbegleitungskonzepte sein, die Lernbegründungen zur Sprache bringen und die soziale Eingebundenheit thematisieren und damit Lernprozesse unterstützen.
Forschungsbasierte Lehre
(2010)
Mit der Integration von Forschung in Lehre gelingen nicht nur aktivierende, teilnehmerorientierte Lehrmethoden, sie bietet vielmehr für Studierende die Möglichkeit an Forschung teilzuhaben. Dabei geht forschungsbasiertes Lernen über die Förderung von Selbstständigkeit und projektorientiertem Studium hinaus, denn es wird von den Studierenden eine sie interessierende Problemstellung entwickelt mit dem Ziel neue Erkenntnisse zu gewinnen. Hierin liegt die Besonderheit des Konzepts: es wird bei den Lerninteressen der Studierenden angesetzt. Dieser Beitrag erörtern ein Beispiel, wie Forschungsprojekte in der Lehre genutzt werden können.