TY - GEN A1 - Siska, Veronika A1 - Jones, Eppie Ruth A1 - Jeon, Sungwon A1 - Bhak, Youngjune A1 - Kim, Hak-Min A1 - Cho, Yun Sung A1 - Kim, Hyunho A1 - Lee, Kyusang A1 - Veselovskaya, Elizaveta A1 - Balueva, Tatiana A1 - Gallego-Llorente, Marcos A1 - Hofreiter, Michael A1 - Bradley, Daniel G. A1 - Eriksson, Anders A1 - Pinhasi, Ron A1 - Bhak, Jong A1 - Manica, Andrea T1 - Genome-wide data from two early Neolithic East Asian individuals dating to 7700 years ago T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Ancient genomes have revolutionized our understanding of Holocene prehistory and, particularly, the Neolithic transition in western Eurasia. In contrast, East Asia has so far received little attention, despite representing a core region at which the Neolithic transition took place independently similar to 3 millennia after its onset in the Near East. We report genome-wide data from two hunter-gatherers from Devil's Gate, an early Neolithic cave site (dated to similar to 7.7 thousand years ago) located in East Asia, on the border between Russia and Korea. Both of these individuals are genetically most similar to geographically close modern populations from the Amur Basin, all speaking Tungusic languages, and, in particular, to the Ulchi. The similarity to nearby modern populations and the low levels of additional genetic material in the Ulchi imply a high level of genetic continuity in this region during the Holocene, a pattern that markedly contrasts with that reported for Europe. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 791 KW - Mitochondrial-DNA analysis KW - positive selection KW - jomon skeletons KW - ancient DNA KW - pigmentation KW - population KW - admixture KW - edar KW - gene KW - polymorohism Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-439977 SN - 1866-8372 IS - 791 ER - TY - GEN A1 - Mohandesan, Elmira A1 - Speller, Camilla F. A1 - Peters, Joris A1 - Uerpmann, Hans-Peter A1 - Uerpmann, Margarethe A1 - De Cupere, Bea A1 - Hofreiter, Michael A1 - Burger, Pamela A. T1 - Combined hybridization capture and shotgun sequencing for ancient DNA analysis of extinct wild and domestic dromedary camel T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The performance of hybridization capture combined with next-generation sequencing (NGS) has seen limited investigation with samples from hot and arid regions until now. We applied hybridization capture and shotgun sequencing to recover DNA sequences from bone specimens of ancient-domestic dromedary (Camelus dromedarius) and its extinct ancestor, the wild dromedary from Jordan, Syria, Turkey and the Arabian Peninsula, respectively. Our results show that hybridization capture increased the percentage of mitochondrial DNA (mtDNA) recovery by an average 187-fold and in some cases yielded virtually complete mitochondrial (mt) genomes at multifold coverage in a single capture experiment. Furthermore, we tested the effect of hybridization temperature and time by using a touchdown approach on a limited number of samples. We observed no significant difference in the number of unique dromedary mtDNA reads retrieved with the standard capture compared to the touchdown method. In total, we obtained 14 partial mitochondrial genomes from ancient-domestic dromedaries with 17-95% length coverage and 1.27-47.1-fold read depths for the covered regions. Using whole-genome shotgun sequencing, we successfully recovered endogenous dromedary nuclear DNA (nuDNA) from domestic and wild dromedary specimens with 1-1.06-fold read depths for covered regions. Our results highlight that despite recent methodological advances, obtaining ancient DNA (aDNA) from specimens recovered from hot, arid environments is still problematic. Hybridization protocols require specific optimization, and samples at the limit of DNA preservation need multiple replications of DNA extraction and hybridization capture as has been shown previously for Middle Pleistocene specimens. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 789 KW - ancient DNA KW - Camelus dromedarius KW - capture enrichment KW - degraded DNA KW - mitochondrial genome (mtDNA) KW - next-generation sequencing Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-439955 SN - 1866-8372 IS - 789 SP - 300 EP - 313 ER - TY - GEN A1 - Benini, Marco A1 - Schenkel, Alexander T1 - Quantum field theories on categories fibered in groupoids T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - We introduce an abstract concept of quantum field theory on categories fibered in groupoids over the category of spacetimes. This provides us with a general and flexible framework to study quantum field theories defined on spacetimes with extra geometric structures such as bundles, connections and spin structures. Using right Kan extensions, we can assign to any such theory an ordinary quantum field theory defined on the category of spacetimes and we shall clarify under which conditions it satisfies the axioms of locally covariant quantum field theory. The same constructions can be performed in a homotopy theoretic framework by using homotopy right Kan extensions, which allows us to obtain first toy-models of homotopical quantum field theories resembling some aspects of gauge theories. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 895 KW - C-asterisk-algebra KW - observables KW - covariance KW - locality Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-431541 SN - 1866-8372 IS - 895 ER - TY - GEN A1 - Hartung, Niklas A1 - Benary, Uwe A1 - Wolf, Jana A1 - Kofahl, Bente T1 - Paracrine and autocrine regulation of gene expression by Wnt-inhibitor Dickkopf in wild-type and mutant hepatocytes T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Background Cells are able to communicate and coordinate their function within tissues via secreted factors. Aberrant secretion by cancer cells can modulate this intercellular communication, in particular in highly organised tissues such as the liver. Hepatocytes, the major cell type of the liver, secrete Dickkopf (Dkk), which inhibits Wnt/ β-catenin signalling in an autocrine and paracrine manner. Consequently, Dkk modulates the expression of Wnt/ β-catenin target genes. We present a mathematical model that describes the autocrine and paracrine regulation of hepatic gene expression by Dkk under wild-type conditions as well as in the presence of mutant cells. Results Our spatial model describes the competition of Dkk and Wnt at receptor level, intra-cellular Wnt/ β-catenin signalling, and the regulation of target gene expression for 21 individual hepatocytes. Autocrine and paracrine regulation is mediated through a feedback mechanism via Dkk and Dkk diffusion along the porto-central axis. Along this axis an APC concentration gradient is modelled as experimentally detected in liver. Simulations of mutant cells demonstrate that already a single mutant cell increases overall Dkk concentration. The influence of the mutant cell on gene expression of surrounding wild-type hepatocytes is limited in magnitude and restricted to hepatocytes in close proximity. To explore the underlying molecular mechanisms, we perform a comprehensive analysis of the model parameters such as diffusion coefficient, mutation strength and feedback strength. Conclusions Our simulations show that Dkk concentration is elevated in the presence of a mutant cell. However, the impact of these elevated Dkk levels on wild-type hepatocytes is confined in space and magnitude. The combination of inter- and intracellular processes, such as Dkk feedback, diffusion and Wnt/ β-catenin signal transduction, allow wild-type hepatocytes to largely maintain their gene expression. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 886 KW - Wnt/ β-catenin signalling pathway KW - Dickkopf diffusion and feedback regulation KW - APC concentration gradient KW - mathematical model KW - paracrine and autocrine regulation KW - reaction-diffusion system Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-430778 SN - 1866-8372 IS - 886 ER - TY - GEN A1 - Gast, Klaus A1 - Schüler, Anja A1 - Wolff, Martin A1 - Thalhammer, Anja A1 - Berchtold, Harald A1 - Nagel, Norbert A1 - Lenherr, Gudrun A1 - Hauck, Gerrit A1 - Seckler, Robert T1 - Rapid-acting and human insulins BT - hexamer dissociation kinetics upon dilution of the pharmaceutical formulation T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Purpose: Comparison of the dissociation kinetics of rapid-acting insulins lispro, aspart, glulisine and human insulin under physiologically relevant conditions. Methods: Dissociation kinetics after dilution were monitored directly in terms of the average molecular mass using combined static and dynamic light scattering. Changes in tertiary structure were detected by near-UV circular dichroism. Results: Glulisine forms compact hexamers in formulation even in the absence of Zn2+. Upon severe dilution, these rapidly dissociate into monomers in less than 10 s. In contrast, in formulations of lispro and aspart, the presence of Zn2+ and phenolic compounds is essential for formation of compact R6 hexamers. These slowly dissociate in times ranging from seconds to one hour depending on the concentration of phenolic additives. The disadvantage of the long dissociation times of lispro and aspart can be diminished by a rapid depletion of the concentration of phenolic additives independent of the insulin dilution. This is especially important in conditions similar to those after subcutaneous injection, where only minor dilution of the insulins occurs. Conclusion: Knowledge of the diverging dissociation mechanisms of lispro and aspart compared to glulisine will be helpful for optimizing formulation conditions of rapid-acting insulins. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 795 KW - circular dichroism KW - dissociation kinetics KW - insulin analog KW - light scattering KW - rapid-acting Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-431572 SN - 1866-8372 IS - 795 SP - 2270 EP - 2286 ER - TY - GEN A1 - Hoffmann, Dierk T1 - The GDR’s Westpolitik and everyday anticommunism in West Germany T2 - Postprints der Universität Potsdam Philosophische Reihe N2 - West German anticommunism and the SED’s Westarbeit were to some extentinterrelated. From the beginning, each German state had attemted to stabilise itsown social system while trying to discredit its political opponent. The claim tosole representation and the refusal to acknowledge each other delineated governmentalaction on both sides. Anticommunism inWest Germany re-developed under theconditions of the Cold War, which allowed it to become virtually the reason ofstate and to serve as a tool for the exclusion of KPD supporters. In its turn, theSED branded the West German State as‘revanchist’and instrumentalised itsanticommunism to persecute and eliminate opponents within the GDR. Bothphenomena had an integrative and exclusionary element. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Philosophische Reihe - 167 Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-435184 SN - 1866-8380 IS - 167 ER - TY - GEN A1 - Jap, Bernard A. J. A1 - Borleffs, Elisabeth A1 - Maassen, Ben A. M. T1 - Towards identifying dyslexia in Standard Indonesian BT - the development of a reading assessment battery T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - With its transparent orthography, Standard Indonesian is spoken by over 160 million inhabitants and is the primary language of instruction in education and the government in Indonesia. An assessment battery of reading and reading-related skills was developed as a starting point for the diagnosis of dyslexia in beginner learners. Founded on the International Dyslexia Association’s definition of dyslexia, the test battery comprises nine empirically motivated reading and reading-related tasks assessing word reading, pseudoword reading, arithmetic, rapid automatized naming, phoneme deletion, forward and backward digit span, verbal fluency, orthographic choice (spelling), and writing. The test was validated by computing the relationships between the outcomes on the reading-skills and reading-related measures by means of correlation and factor analyses. External variables, i.e., school grades and teacher ratings of the reading and learning abilities of individual students, were also utilized to provide evidence of its construct validity. Four variables were found to be significantly related with reading-skill measures: phonological awareness, rapid naming, spelling, and digit span. The current study on reading development in Standard Indonesian confirms findings from other languages with transparent orthographies and suggests a test battery including preliminary norm scores for screening and assessment of elementary school children learning to read Standard Indonesian. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 586 KW - Standard Indonesian KW - dyslexia KW - transparent orthography KW - dyslexia assessment Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-436251 IS - 586 SP - 1729 EP - 1751 ER - TY - GEN A1 - Wiemers, Michael A1 - Bekkering, Harold A1 - Lindemann, Oliver T1 - Two attributes of number meaning BT - numerical associations with visual space and size exist in parallel T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Many studies demonstrated interactions between number processing and either spatial codes (effects of spatial-numerical associations) or visual size-related codes (size-congruity effect). However, the interrelatedness of these two number couplings is still unclear. The present study examines the simultaneous occurrence of space- and size-numerical congruency effects and their interactions both within and across trials, in a magnitude judgment task physically small or large digits were presented left or right from screen center. The reaction times analysis revealed that space- and size-congruency effects coexisted in parallel and combined additively. Moreover, a selective sequential modulation of the two congruency effects was found. The size-congruency effect was reduced after size incongruent trials. The space-congruency effect, however, was only affected by the previous space congruency. The observed independence of spatial-numerical and within magnitude associations is interpreted as evidence that the two couplings reflect Different attributes of numerical meaning possibly related to orginality and cardinality. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 587 KW - gratton effect KW - shared magnitude representation KW - size-congruity effect KW - spatial-numerical associations KW - number processing Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-433566 SN - 1866-8364 IS - 587 SP - 253 EP - 261 ER - TY - CHAP A1 - Audin, Michèle A1 - Ducourtioux, Catherine A1 - Ouédraogo, Françoise A1 - Schulz, René A1 - Delgado, Julio A1 - Ruzhansky, Michael A1 - Lebeau, Gilles ED - Paycha, Sylvie T1 - Integral Fourier operators T1 - Fourier Integraloperatoren BT - proceedings of a summer school, Ouagadougou 14–25 September 2015 BT - Akten einer Sommerschule, Ouagadougou, Burkina Faso, 14-26. September 2015 N2 - This volume of contributions based on lectures delivered at a school on Fourier Integral Operators held in Ouagadougou, Burkina Faso, 14–26 September 2015, provides an introduction to Fourier Integral Operators (FIO) for a readership of Master and PhD students as well as any interested layperson. Considering the wide spectrum of their applications and the richness of the mathematical tools they involve, FIOs lie the cross-road of many a field. This volume offers the necessary background, whether analytic or geometric, to get acquainted with FIOs, complemented by more advanced material presenting various aspects of active research in that area. N2 - Dieser Band basiert auf Vorlesungen, die in einer Schule über Fourier Integraloperatoren in Ouagadougou, Burkina Faso, 14. - 26. September 2015 gehalten wurden. Es bietet eine Einführung in die Fourier Integraloperatoren (FIO) und richtet sich sowohl an Masterstudierende und Promovenden als auch an interessierte Laien. Aufgrund der Breite des Spektrums ihrer Anwendungen und der Vielfalt der mathematischen Werkzeuge, die sie ins Spiel bringen, liegen FIO an der Grenze zwischen mehreren Gebieten. Dieses Band bietet sowohl die analytisch und geometrisch nötigen Kenntnisse, um sich mit dem Begriff der FIO vertraut zu machen als auch fortgeschrittenes Material für einen Einblick in verschiedene Aspekte der gegenwärtigen Forschung dieses Gebietes an. T3 - Lectures in pure and applied mathematics - 3 KW - pseudodifferentiale Operatoren KW - Fourier Integraloperatoren KW - Lagrange Distributionen KW - microlokale Analysis KW - pseudodifferential operators KW - integral Fourier operators KW - Lagrangian submanifolds KW - microlocal analysis Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-402657 SN - 978-3-86956-413-5 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Shenar, Tomer T1 - Comprehensive analyses of massive binaries and implications on stellar evolution T1 - Umfassende Analysen massereicher Doppelsterne und Implikationen für die Sternentwicklung N2 - Via their powerful radiation, stellar winds, and supernova explosions, massive stars (Mini & 8 M☉) bear a tremendous impact on galactic evolution. It became clear in recent decades that the majority of massive stars reside in binary systems. This thesis sets as a goal to quantify the impact of binarity (i.e., the presence of a companion star) on massive stars. For this purpose, massive binary systems in the Local Group, including OB-type binaries, high mass X-ray binaries (HMXBs), and Wolf-Rayet (WR) binaries, were investigated by means of spectral, orbital, and evolutionary analyses. The spectral analyses were performed with the non-local thermodynamic equillibrium (non-LTE) Potsdam Wolf-Rayet (PoWR) model atmosphere code. Thanks to critical updates in the calculation of the hydrostatic layers, the code became a state-of-the-art tool applicable for all types of hot massive stars (Chapter 2). The eclipsing OB-type triple system δ Ori served as an intriguing test-case for the new version of the PoWR code, and provided key insights regarding the formation of X-rays in massive stars (Chapter 3). We further analyzed two prototypical HMXBs, Vela X-1 and IGR J17544-2619, and obtained fundamental conclusions regarding the dichotomy of two basic classes of HMXBs (Chapter 4). We performed an exhaustive analysis of the binary R 145 in the Large Magellanic Cloud (LMC), which was claimed to host the most massive stars known. We were able to disentangle the spectrum of the system, and performed an orbital, polarimetric, and spectral analysis, as well as an analysis of the wind-wind collision region. The true masses of the binary components turned out to be significantly lower than suggested, impacting our understanding of the initial mass function and stellar evolution at low metallicity (Chapter 5). Finally, all known WR binaries in the Small Magellanic Cloud (SMC) were analyzed. Although it was theoretical predicted that virtually all WR stars in the SMC should be formed via mass-transfer in binaries, we find that binarity was not important for the formation of the known WR stars in the SMC, implying a strong discrepancy between theory and observations (Chapter 6). N2 - Durch ihre intensive Strahlung, Sternwinde und Supernovaexplosionen tragen massereiche Sterne (Minitial & 8 M☉) erheblich zur Entwicklung von Galaxien bei. In den letzten Jahren wurde es immer klarer, dass sich die Mehrheit der massereichen Sterne in Doppelsternsystemen befindet. Die vorliegende Doktorarbeit hat das Ziel, den Einfluss dieser Tatsache auf die Entwicklung massereicher Sterne quantitativ zu untersuchen. Um dies zu erreichen, haben wir eine Analyse der Umläufe, Spektren und Entwicklung verschiedener Doppelsternsysteme in der lokalen Gruppe durchgeführt, die OB-Sterne, massereicher Röntgendoppelsterne (HMXBs) und Wolf-Rayet-(WR)-Doppelsterne einschließt. Die Spektralanalyse wurde mithilfe des Potsdam-Wolf-Rayet-(PoWR)-Modellatmosphären-Programms für Strahlungstransport in Abwesenheit von lokalem thermodynamischen Gleichgewicht (non-LTE) durchgeführt. Das PoWR-Programm wurde im Laufe der Arbeit aktualisiert, sodass die Berechnung der hydrostatischen Schichten des Sternes nun wesentlich genauer erfolgt, was die Verwendung dieses Programms für alle Typen heißer massereicher Sterne erlaubte (Kapitel 2). Das bedeckungsveränderliche Dreifachsternsystem δ Ori diente als Test für diese neue Version von PoWR, und lieferte wesentliche Informationen bezüglich der Entstehung von Röntgenstrahlung in massereichen Sternen (Kapitel 3). Die Analyse zweier prototypischer massereicher Röntgendoppelsterne, Vela X-1 und IGR J17544-2619, machte den Ursprung der Dichotomie der zwei Hauptklassen der Röntgendoppelsterne deutlich (Kapitel 4). Eine umfassende Analyse des Doppelsterns R145 in der Großen Magellanschen Wolke (LMC), der angeblich aus den massereichsten uns bekannten Sternen besteht, wurde durchgeführt. Mithilfe einer Dekomposition des Spektrums, einer Orbital- und Spektralanalyse, sowie einer Analyse der Kollision von Sternwinden in diesem System konnten wir zeigen, dass die Massen der Komponenten wesentlich kleiner sind als bisher angenommen. Dies ist ein wichtiger Beitrag zu unserem Verständnis der Anfangsmassenfunktion und der Entwicklung massereicher Sterne in Umgebungen geringer Metalizität (Kapitel 5). Schließlich wurde die Gesamtpopulation der WR-Doppelsterne in der Kleinen Magellanschen Wolke (SMC) analysiert. Im Widerspruch zur theoretischen Vorhersage, alle WR-Doppelsterne in der SMC seien dank Massentransfer in Doppelsternsystemen entstanden, finden wir, dass Massentransfer unerheblich für die Entstehung der uns bekannten WR-Sterne in der SMC war (Kapitel 6). KW - massive stars KW - Wolf-Rayet KW - stellar evolution KW - stellar winds KW - binary stars KW - massereiche Sterne KW - Wolf-Rayet KW - Sternentwicklung KW - Sternwinde KW - Doppelsterne Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-104857 ER - TY - INPR A1 - Fedchenko, Dmitry A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - A Radó Theorem for the Porous Medium Equation T2 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam N2 - We prove that each locally Lipschitz continuous function satisfying the porous medium equation away from the set of its zeroes is actually a weak solution of this equation in the whole domain. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 6 (2017) 1 KW - quasilinear equation KW - removable set KW - porous medium equation Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-102735 VL - 6 IS - 1 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Shlapunov, Alexander A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Golusin-Krylov Formulas in Complex Analysis T2 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam N2 - This is a brief survey of a constructive technique of analytic continuation related to an explicit integral formula of Golusin and Krylov (1933). It goes far beyond complex analysis and applies to the Cauchy problem for elliptic partial differential equations as well. As started in the classical papers, the technique is elaborated in generalised Hardy spaces also called Hardy-Smirnov spaces. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 6 (2017) 2 KW - analytic continuation KW - integral formulas KW - Cauchy problem Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-102774 VL - 6 IS - 2 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Siemer, Julia T1 - Using Statistics Canada Data To Map Canada´s Population JF - Potsdamer Geographische Praxis N2 - Statistics Canada, Kanada’s nationale Statistikbehörde, bietet eine Reihe räumlicher Basisdaten zur Kartenerstellung und räumlichen Analyse ihrer Bevölkerungsdaten an. Der folgende Bericht zeigt die Möglichkeiten und Einschränkung der angebotenen räumlichen Daten für die Bevölkerungskartographie auf und stellt die vorhandenen Verwaltungsgrenzdateien bis zur kleinsten Einheit, dem so genannten ‚dissemination block‘, in ihrer Struktur vor. Die räumlich sehr ungleiche Verteilung der Bevölkerung Kanadas stellt eine besondere Herausforderung bei der kartographischen Visualisierung dar. Üblicherweise angewendete Methoden wie die Choroplethen-Methode sind im Falle Kanadas streng genommen nur zur Visualisierung kleinräumiger Bevölkerungsdichte geeignet. Um die Darstellung der Bevölkerungsdichte und -verteilung auch für größere Raumeinheiten, z. B. den so genannten ‚census divisions‘ oder die Provinzen, zu ermöglichen, veröffentlicht Statistics Canada einen Datensatz, der die Abgrenzung der Ökumene, also der bewohnten Fläche, des Landes veranschaulicht. Diese Datei ermöglicht es dem Nutzer die Bevölkerungsdichte und -verteilung des Landes angemessen und detailliert zu visualisieren. N2 - Statistics Canada, Canada’s national statistics agency, offers a suite of spatial files for mapping and analysis of its various population data products. The following article showcases possibilities and shortfalls of the existing spatial files for mapping population data, and provides an overview of the structure of the available boundary files from the regional to the dissemination block level. Due to Canada’s highly dispersed population, mapping its distribution and density can be challenging. Common mapping techniques such as the choropleth method are suitable only for mapping spatially high resolution data such as data at the dissemination area level. To allow for mapping of population data at less detailed levels such as census divisions or provinces, Statistics Canada has created a so-called ecumene boundary file which outlines the inhabited area of Canada and can be used to more accurately visualize Canada’s population distribution and density. Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103439 SN - 978-3-86956-389-3 SN - 2194–1599 SN - 2194–1602 IS - 12 SP - 35 EP - 49 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Borg, Erik A1 - Fichtelmann, Bernd T1 - Land-water masks: basis for automated pre- and thematic processing of remote sensing data JF - Potsdamer Geographische Praxis N2 - Earth observation data have become an outstanding basis for analyzing environmental aspects. The increasing availability of remote sensing data is accompanied by an increasing user demand. Within the scope of the COOPERNICUS-initiative, the automatic processing of remote sensing data is important for supplying value- added-information products. The use of additional data like land-water-masks in the context of deriving value-added information products can stabilize and improve the product quality of information products. The authors of this contribution would like to discuss different automated processing algorithms which are based on land-water masks for value-added data interpretation. These developments were supported or accompanied by Prof. Hartmut Asche. Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103454 SN - 978-3-86956-389-3 SN - 2194–1599 SN - 2194–1602 IS - 12 SP - 77 EP - 99 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - GEN A1 - Shaki, Samuel A1 - Fischer, Martin H. T1 - Competing Biases in Mental Arithmetic BT - When Division Is More and Multiplication Is Less N2 - Mental arithmetic exhibits various biases. Among those is a tendency to overestimate addition and to underestimate subtraction outcomes. Does such “operational momentum” (OM) also affect multiplication and division? Twenty-six adults produced lines whose lengths corresponded to the correct outcomes of multiplication and division problems shown in symbolic format. We found a reliable tendency to over-estimate division outcomes, i.e., reverse OM. We suggest that anchoring on the first operand (a tendency to use this number as a reference for further quantitative reasoning) contributes to cognitive biases in mental arithmetic. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 312 KW - heuristics and biases KW - mental arithmetic KW - mental number line KW - numerical cognition KW - operational momentum Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103492 ER - TY - THES A1 - Müller, Juliane T1 - Trunk loading and back pain T1 - Rumpfbelastungen und Rückenschmerzen BT - three-dimensional motion analysis and evaluation of neuromuscular reflex activity in response to sudden and continuous loading BT - dreidimensionale Bewegungsanalyse und Erfassung der neuromuskulären Aktivität des Rumpfes als Antwort auf plötzliche und kontinuierliche Belastungen N2 - An essential function of the trunk is the compensation of external forces and loads in order to guarantee stability. Stabilising the trunk during sudden, repetitive loading in everyday tasks, as well as during performance is important in order to protect against injury. Hence, reduced trunk stability is accepted as a risk factor for the development of back pain (BP). An altered activity pattern including extended response and activation times as well as increased co-contraction of the trunk muscles as well as a reduced range of motion and increased movement variability of the trunk are evident in back pain patients (BPP). These differences to healthy controls (H) have been evaluated primarily in quasi-static test situations involving isolated loading directly to the trunk. Nevertheless, transferability to everyday, dynamic situations is under debate. Therefore, the aim of this project is to analyse 3-dimensional motion and neuromuscular reflex activity of the trunk as response to dynamic trunk loading in healthy (H) and back pain patients (BPP). A measurement tool was developed to assess trunk stability, consisting of dynamic test situations. During these tests, loading of the trunk is generated by the upper and lower limbs with and without additional perturbation. Therefore, lifting of objects and stumbling while walking are adequate represents. With the help of a 12-lead EMG, neuromuscular activity of the muscles encompassing the trunk was assessed. In addition, three-dimensional trunk motion was analysed using a newly developed multi-segmental trunk model. The set-up was checked for reproducibility as well as validity. Afterwards, the defined measurement set-up was applied to assess trunk stability in comparisons of healthy and back pain patients. Clinically acceptable to excellent reliability could be shown for the methods (EMG/kinematics) used in the test situations. No changes in trunk motion pattern could be observed in healthy adults during continuous loading (lifting of objects) of different weights. In contrast, sudden loading of the trunk through perturbations to the lower limbs during walking led to an increased neuromuscular activity and ROM of the trunk. Moreover, BPP showed a delayed muscle response time and extended duration until maximum neuromuscular activity in response to sudden walking perturbations compared to healthy controls. In addition, a reduced lateral flexion of the trunk during perturbation could be shown in BPP. It is concluded that perturbed gait seems suitable to provoke higher demands on trunk stability in adults. The altered neuromuscular and kinematic compensation pattern in back pain patients (BPP) can be interpreted as increased spine loading and reduced trunk stability in patients. Therefore, this novel assessment of trunk stability is suitable to identify deficits in BPP. Assignment of affected BPP to therapy interventions with focus on stabilisation of the trunk aiming to improve neuromuscular control in dynamic situations is implied. Hence, sensorimotor training (SMT) to enhance trunk stability and compensation of unexpected sudden loading should be preferred. N2 - Eine ausgeprägte Rumpfstabilität gilt als vorteilhaft, um den Rumpf bei repetitiven und plötzlich auftretenden hohen Lasten sowohl in Alltagssituationen, am Arbeitsplatz als auch während Training- oder Wettkampfbelastungen im Sport zu stabilisieren und vor Beschwerden bzw. Verletzungen zu schützen. Eine reduzierte Rumpfstabilität wird daher als Risikofaktor für die Entwicklung von Rückenschmerzen angenommen. Eine veränderte Aktivität (verlängerte Reaktionszeit, verlängerte Aktivierungszeiten, erhöhte Ko-Kontraktion) der rumpfumgreifenden Muskulatur sowie ein reduziertes Bewegungsausmaß und eine erhöhte -variabilität des Rumpfes bei Rückenschmerzpatienten sind evident. Diese Unterschiede sind hauptsächlich in quasi-statischen Belastungssituationen mit isolierter Lasteinwirkung direkt am Rumpf nachgewiesen. Eine Übertragbarkeit auf alltagsnahe und dynamische Belastungssituationen ist jedoch kritisch zu hinterfragen. Ziel des Dissertationsprojektes ist die Entwicklung und Validierung eines Diagnostiktools zur Erhebung der Rumpfstabilität in dynamischen Belastungssituationen bei Gesunden und Rückenschmerzpatienten. Für die Erfassung der Rumpfstabilität wurde ein Mess-Verfahren bestehend aus dynamischen Belastungssituationen, in denen die Lasten über die Extremitäten generiert werden (Heben von Lasten, Perturbation im Gang), mit und ohne Perturbation entwickelt. Mit Hilfe eines 12-Kanal-EMGs wurde die neuromuskuläre Aktivität der rumpfumgreifenden Muskulatur erfasst. Zusätzlich wurde die 3-dimensonale Rumpfbewegung über ein neu entwickeltes multi-segmentales Rückenmodell analysiert. Dieses Methodensetup wurde auf Reproduzierbarkeit sowie Validität überprüft. Im Anschluss erfolgte eine Anwendung des definierten Diagnostiktools zur Erfassung der Rumpfstabilität im Vergleich von Probanden mit und ohne Rückenschmerzen. Eine klinisch akzeptable bis hervorragende Reliabilität konnte für die verwendeten Messvariablen (EMG/Kinematik) in den beschriebenen Belastungssituationen (Heben/Gang mit Perturbation) nachgewiesen werden. Gesunde Erwachsene zeigen bei einer kontinuierlichen Belastung des Rumpfes mit unterschiedlichen Gewichten (Heben von Lasten) keine Veränderung der Rumpfbewegung. Die plötzliche Belastung des Rumpfes durch Hinzunahme von Perturbationen der unteren Extremitäten im Gang konnte dagegen bei gesunden Probanden eine messbare Auslenkung des Rumpfes auf kinematischer als auch neuromuskulärer Ebene hervorrufen. Rückenschmerzpatienten zeigten ein verändertes neuromuskuläres und kinematisches Kompensationsmuster bei externen Perturbationen im Gang im Vergleich zu Gesunden. Dies ist charakterisiert durch eine verzögerte Reaktionszeit sowie verlängerte Dauer zum Erreichen der maximalen neuromuskulären Aktivität in Kombination mit einer reduzierten Lateralflexion des Rumpfes während Perturbation. Die gewählte Testsituation - Perturbation im Gang - scheint, trotz Applikation der Perturbation über die Extremitäten und fehlender Fixierung des Beckens, geeignet zur Provokation erhöhter Anforderungen an die Stabilisierung des Rumpfes bei erwachsenen Probanden. Das veränderte neuromuskuläre und kinematische Kompensationsmuster bei Rückenschmerzpatienten kann als Surrogat einer erhöhten Belastung sowie einer reduzierten Rumpfstabilität bei Patienten bewertet werden. Das neu entwickelte Verfahren zur Erfassung der Rumpfstabilität ist geeignet, um Defizite bei Rückenschmerzpatienten zu identifizieren und folglich individuelle Zuordnungen zu Trainingsmaßnahmen vorzunehmen. Der Fokus in der Prävention bzw. Therapie von Rückenschmerzen sollte dem Folgend auf der Stabilisierung des Rumpfes mit dem Ziel der Verbesserung der neuromuskulären Kontrolle des Rumpfes in dynamischen Situationen liegen. Ein sensomotorischer Trainingsansatz (SMT) zur Optimierung der Rumpfstabilität und Kompensationsfähigkeit von unerwarteten externen Lasten ist zu präferieren. KW - electromyography KW - trunk kinematics KW - spine KW - Wirbelsäule KW - Elektromyographie KW - Rumpfkinematik Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-102428 ER - TY - THES A1 - Schunack, Silke T1 - Processing of non-canonical word orders in an L2 T1 - Verarbeitung von nichtkanonischen Wortfolgen in der L2 BT - when small changes make no big difference BT - wenn kleine Änderungen keine große Unterschiede machen N2 - This thesis investigates the processing of non-canonical word orders and whether non-canonical orders involving object topicalizations, midfield scrambling and particle verbs are treated the same by native (L1) and non-native (L2) speakers. The two languages investigated are Norwegian and German. 32 L1 Norwegian and 32 L1 German advanced learners of Norwegian were tested in two experiments on object topicalization in Norwegian. The results from the online self-paced reading task and the offline agent identification task show that both groups are able to identify the non-canonical word order and show a facilitatory effect of animate subjects in their reanalysis. Similarly high error rates in the agent identification task suggest that globally unambiguous object topicalizations are a challenging structure for L1 and L2 speakers alike. The same participants were also tested in two experiments on particle placement in Norwegian, again using a self-paced reading task, this time combined with an acceptability rating task. In the acceptability rating L1 and L2 speakers show the same preference for the verb-adjacent placement of the particle over the non-adjacent placement after the direct object. However, this preference for adjacency is only found in the L1 group during online processing, whereas the L2 group shows no preference for either order. Another set of experiments tested 33 L1 German and 39 L1 Slavic advanced learners of German on object scrambling in ditransitive clauses in German. Non-native speakers accept both object orders and show neither a preference for either order nor a processing advantage for the canonical order. The L1 group, in contrast, shows a small, but significant preference for the canonical dative-first order in the judgment and the reading task. The same participants were also tested in two experiments on the application of the split rule in German particle verbs. Advanced L2 speakers of German are able to identify particle verbs and can apply the split rule in V2 contexts in an acceptability judgment task in the same way as L1 speakers. However, unlike the L1 group, the L2 group is not sensitive to the grammaticality manipulation during online processing. They seem to be sensitive to the additional lexical information provided by the particle, but are unable to relate the split particle to the preceding verb and recognize the ungrammaticality in non-V2 contexts. Taken together, my findings suggest that non-canonical word orders are not per se more difficult to identify for L2 speakers than L1 speakers and can trigger the same reanalysis processes as in L1 speakers. I argue that L2 speakers’ ability to identify a non-canonical word order depends on how the non-canonicity is signaled (case marking vs. surface word order), on the constituents involved (identical vs. different word types), and on the impact of the word order change on sentence meaning. Non-canonical word orders that are signaled by morphological case marking and cause no change to the sentence’s content are hard to detect for L2 speakers. N2 - Diese Arbeit untersucht die Verarbeitung nichtkanonischer Wortfolgen und ob nichtkanonische Wortfolgen, die Objekttopikalisierung, Mittelfeldscrambling und Partikelverben beinhalten, von Muttersprachlern (L1) und Fremdsprachenlernern (L2) gleichermaßen verarbeitet werden. Die untersuchten Sprachen sind Norwegisch und Deutsch. 32 norwegische Muttersprachler und 32 fortgeschrittene deutsche Norwegischlerner wurden in zwei Experimenten zur Objekttopikalisierung im Norwegischen getestet. Die Resultate des Leseexperiments und der Agensidentifikation zeigen, dass beide Gruppen in der Lage sind die nichtkanonische Wortfolge zu identifizieren und einen fördernden Effekt von belebten Subjekten auf ihre Reanalyse zeigen. Ähnlich hohe Fehlerrate in der Agensidentifikation suggerieren, dass global unambige Objekttopikalisierungen eine anspruchsvolle Struktur für L1- und L2-Sprecher sind. Dieselben Teilnehmer wurden auch in zwei Experimenten zur Platzierung von Partikeln im Norwegischen getestet. Es wurde wieder ein Leseexperiment durchgeführt, diesmal zusammen mit einem Akzeptabilitätsrating. In diesem Rating zeigen L1- und L2-Sprecher die gleiche Präferenz für die verbnahe Platzierung der Partikel gegenüber der Platzierung nach dem direkten Objekt. Diese Präferenz findet sich im Leseexperiment nur in den Daten der L1-Gruppe, die L2-Gruppe zeigt dort keine Präferenz für eine der beiden Reihenfolgen. Eine weitere Gruppe Experimente testete 33 deutsche Muttersprachler und 39 fortgeschrittene slawische Deutschlerner zum Objektscrambling in deutschen ditransitiven Sätzen. Fremdsprachenlerner akzeptieren beide möglichen Reihenfolgen und zeigen keine Präferenz oder schnellere Verarbeitung für die kanonische Reihenfolge. Die L1-Gruppe zeigt eine numerisch kleine, aber signifikante Präferenz für die kanonische Dativ-Akkusativ-Folge im Akzeptabilitätsrating und dem Leseexperiment. Dieselben Teilnehmer wurden auch in zwei Experimenten zur Anwendung der Trennungsregel bei trennbaren Verben im Deutschen getestet. Fortgeschrittenen L2-Sprecher des Deutschen können trennbare Verben identifizieren und die Trennregel in V2-Kontexten wie dem Akzeptabilitätsrating genauso anwenden wie Muttersprachler. Allerdings zeigt die L2-Gruppe keine Sensibilität gegenüber der Grammatikalitätsmanipulation in der Leseaufgabe. Sie scheinen die zusätzliche lexikalische Information der Partikel wahrzunehmen, können jedoch getrennte Partikel nicht mit dem vorhergehenden Verb verbinden und die Ungrammatikalität der Trennung in Nicht-V2-Kontexten erkennen. Hierin unterscheiden sie sich von Mutterprachlern. Auf der Basis meiner Ergebnisse scheinen nichtkanonische Wortfolgen nicht per se schwieriger zu identifizieren zu sein für Fremdsprachlerner als für Muttersprachler und können dieselben Reanalyseprozesse auslösen. Ich argumentiere, dass die Fähigkeit von L2-Sprechern nichtkanonische Wortfolgen zu identifizieren davon abhängt, wie diese signalisiert werden (morphologische Kasusmarkierung vs. Oberflächenwordfolge), von den involvierten Konstituenten (gleiche vs. verschiedene Wortarten) und dem Einfluss der Änderung der Wortfolge auf die Satzbedeutung. Nichtkanonische Wortfolgen, die durch morphologische Kasusmarkierung signalisiert werden und keine Änderung der Satzbedeutung verursachen sind schwer zu identifizieren für Fremdsprachenlerner. KW - L2 sentence processing KW - object topicalization KW - scrambling KW - particle verbs KW - Norwegian KW - German KW - self-paced reading KW - acceptability judgments KW - Satzverarbeitung KW - Objekttopikalisierung KW - Scrambling KW - Partikelverben KW - Norwegisch KW - Leseexperiment KW - Akzeptabilitätsbewertung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103750 ER - TY - GEN A1 - Schmidt, Andreas A1 - Rabsch, Wolfgang A1 - Broeker, Nina K. A1 - Barbirz, Stefanie T1 - Bacteriophage tailspike protein based assay to monitor phase variable glucosylations in Salmonella O-antigens N2 - Background Non-typhoid Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) accounts for a high number of registered salmonellosis cases, and O-serotyping is one important tool for monitoring epidemiology and spread of the disease. Moreover, variations in glucosylated O-antigens are related to immunogenicity and spread in the host. However, classical autoagglutination tests combined with the analysis of specific genetic markers cannot always reliably register phase variable glucose modifications expressed on Salmonella O-antigens and additional tools to monitor O-antigen glucosylation phenotypes of S. Typhimurium would be desirable. Results We developed a test for the phase variable O-antigen glucosylation state of S. Typhimurium using the tailspike proteins (TSP) of Salmonella phages 9NA and P22. We used this ELISA like tailspike adsorption (ELITA) assay to analyze a library of 44 Salmonella strains. ELITA was successful in discriminating strains that carried glucose 1-6 linked to the galactose of O-polysaccharide backbone (serotype O1) from non-glucosylated strains. This was shown by O-antigen compositional analyses of the respective strains with mass spectrometry and capillary electrophoresis. The ELITA test worked rapidly in a microtiter plate format and was highly O-antigen specific. Moreover, TSP as probes could also detect glucosylated strains in flow cytometry and distinguish multiphasic cultures differing in their glucosylation state. Conclusions Tailspike proteins contain large binding sites with precisely defined specificities and are therefore promising tools to be included in serotyping procedures as rapid serotyping agents in addition to antibodies. In this study, 9NA and P22TSP as probes could specifically distinguish glucosylation phenotypes of Salmonella on microtiter plate assays and in flow cytometry. This opens the possibility for flow sorting of cell populations for subsequent genetic analyses or for monitoring phase variations during large scale O-antigen preparations necessary for vaccine production. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 313 KW - Bacteriophage KW - Flow cytometry KW - O-antigen KW - O-serotyping KW - Phase variation KW - Salmonella Typhimurium KW - Tailspike protein Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103769 ER - TY - GEN A1 - Sammler, Svenja A1 - Bleidorn, Christoph A1 - Tiedemann, Ralph T1 - Full mitochondrial genome sequences of two endemic Philippine hornbill species (Aves: Bucerotidae) provide evidence for pervasive mitochondrial DNA recombination N2 - Background: Although nowaday it is broadly accepted that mitochondrial DNA (mtDNA) may undergo recombination, the frequency of such recombination remains controversial. Its estimation is not straightforward, as recombination under homoplasmy (i.e., among identical mt genomes) is likely to be overlooked. In species with tandem duplications of large mtDNA fragments the detection of recombination can be facilitated, as it can lead to gene conversion among duplicates. Although the mechanisms for concerted evolution in mtDNA are not fully understood yet, recombination rates have been estimated from "one per speciation event" down to 850 years or even "during every replication cycle". Results: Here we present the first complete mt genome of the avian family Bucerotidae, i.e., that of two Philippine hornbills, Aceros waldeni and Penelopides panini. The mt genomes are characterized by a tandemly duplicated region encompassing part of cytochrome b, 3 tRNAs, NADH6, and the control region. The duplicated fragments are identical to each other except for a short section in domain I and for the length of repeat motifs in domain III of the control region. Due to the heteroplasmy with regard to the number of these repeat motifs, there is some size variation in both genomes; with around 21,657 bp (A. waldeni) and 22,737 bp (P. panini), they significantly exceed the hitherto longest known avian mt genomes, that of the albatrosses. We discovered concerted evolution between the duplicated fragments within individuals. The existence of differences between individuals in coding genes as well as in the control region, which are maintained between duplicates, indicates that recombination apparently occurs frequently, i. e., in every generation. Conclusions: The homogenised duplicates are interspersed by a short fragment which shows no sign of recombination. We hypothesize that this region corresponds to the so-called Replication Fork Barrier (RFB), which has been described from the chicken mitochondrial genome. As this RFB is supposed to halt replication, it offers a potential mechanistic explanation for frequent recombination in mitochondrial genomes. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 367 KW - d-loop region KW - concerted evolution KW - gene order KW - birds KW - phylogeny KW - heteroplasmy KW - organization KW - duplication KW - vertebrates KW - alignment Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400889 ER - TY - GEN A1 - Sammler, Svenja A1 - Ketmaier, Valerio A1 - Havenstein, Katja A1 - Krause, Ulrike A1 - Curio, Eberhard A1 - Tiedemann, Ralph T1 - Mitochondrial control region I and microsatellite analyses of endangered Philippine hornbill species (Aves; Bucerotidae) detect gene flow between island populations and genetic diversity loss N2 - Background: The Visayan Tarictic Hornbill (Penelopides panini) and the Walden's Hornbill (Aceros waldeni) are two threatened hornbill species endemic to the western islands of the Visayas that constitute - between Luzon and Mindanao - the central island group of the Philippine archipelago. In order to evaluate their genetic diversity and to support efforts towards their conservation, we analyzed genetic variation in similar to 600 base pairs (bp) of the mitochondrial control region I and at 12-19 nuclear microsatellite loci. The sampling covered extant populations, still occurring only on two islands (P. panini: Panay and Negros, A. waldeni: only Panay), and it was augmented with museum specimens of extinct populations from neighboring islands. For comparison, their less endangered (= more abundant) sister taxa, the Luzon Tarictic Hornbill (P. manillae) from the Luzon and Polillo Islands and the Writhed Hornbill (A. leucocephalus) from Mindanao Island, were also included in the study. We reconstructed the population history of the two Penelopides species and assessed the genetic population structure of the remaining wild populations in all four species. Results: Mitochondrial and nuclear data concordantly show a clear genetic separation according to the island of origin in both Penelopides species, but also unravel sporadic over-water movements between islands. We found evidence that deforestation in the last century influenced these migratory events. Both classes of markers and the comparison to museum specimens reveal a genetic diversity loss in both Visayan hornbill species, P. panini and A. waldeni, as compared to their more abundant relatives. This might have been caused by local extinction of genetically differentiated populations together with the dramatic decline in the abundance of the extant populations. Conclusions: We demonstrated a loss in genetic diversity of P. panini and A. waldeni as compared to their sister taxa P. manillae and A. leucocephalus. Because of the low potential for gene flow and population exchange across islands, saving of the remaining birds of almost extinct local populations - be it in the wild or in captivity - is particularly important to preserve the species' genetic potential. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 378 KW - biogeography KW - bucerotidae KW - conservation genetics KW - genetic diversity loss KW - microsatellites KW - mitochondrial control region I KW - Philippine archipelago KW - phylogeography Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401108 ER - TY - GEN A1 - Zhu, Fangjun A1 - Schlupp, Ingo A1 - Tiedemann, Ralph T1 - Allele-specific expression at the androgen receptor alpha gene in a hybrid unisexual fish, the Amazon molly (Poecilia formosa) N2 - The all-female Amazon molly (Poecilia formosa) is the result of a hybridization of the Atlantic molly (P. mexicana) and the sailfin molly (P. latipinna) approximately 120,000 years ago. As a gynogenetic species, P. formosa needs to copulate with heterospecific males including males from one of its bisexual ancestral species. However, the sperm only triggers embryogenesis of the diploid eggs. The genetic information of the sperm donor typically will not contribute to the next generation of P. formosa. Hence, P. formosa possesses generally one allele from each of its ancestral species at any genetic locus. This raises the question whether both ancestral alleles are equally expressed in P. formosa. Allele-specific expression (ASE) has been previously assessed in various organisms, e.g., human and fish, and ASE was found to be important in the context of phenotypic variability and disease. In this study, we utilized Real-Time PCR techniques to estimate ASE of the androgen receptor alpha (arα) gene in several distinct tissues of Amazon mollies. We found an allelic bias favoring the maternal ancestor (P. mexicana) allele in ovarian tissue. This allelic bias was not observed in the gill or the brain tissue. Sequencing of the promoter regions of both alleles revealed an association between an Indel in a known CpG island and differential expression. Future studies may reveal whether our observed cis-regulatory divergence is caused by an ovary-specific trans-regulatory element, preferentially activating the allele of the maternal ancestor. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 395 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403875 ER - TY - GEN A1 - Wahmkow, Gunnar A1 - Cassel, Michael A1 - Mayer, Frank A1 - Baur, Heiner T1 - Effects of different medial arch support heights on rearfoot kinematics N2 - Background Foot orthoses are usually assumed to be effective by optimizing mechanically dynamic rearfoot configuration. However, the effect from a foot orthosis on kinematics that has been demonstrated scientifically has only been marginal. The aim of this study was to examine the effect of different heights in medial arch-supported foot orthoses on rear foot motion during gait. Methods Nineteen asymptomatic runners (36±11years, 180±5cm, 79±10kg; 41±22km/week) participated in the study. Trials were recorded at 3.1 mph (5 km/h) on a treadmill. Athletes walked barefoot and with 4 different not customized medial arch-supported foot orthoses of various arch heights (N:0 mm, M:30 mm, H:35 mm, E:40mm). Six infrared cameras and the `Oxford Foot Model´ were used to capture motion. The average stride in each condition was calculated from 50 gait cycles per condition. Eversion excursion and internal tibia rotation were analyzed. Descriptive statistics included calculating the mean ± SD and 95% CIs. Group differences by condition were analyzed by one factor (foot orthoses) repeated measures ANOVA (α = 0.05). Results Eversion excursion revealed the lowest values for N and highest for H (B:4.6°±2.2°; 95% CI [3.1;6.2]/N:4.0°±1.7°; [2.9;5.2]/M:5.2°±2.6°; [3.6;6.8]/H:6.2°±3.3°; [4.0;8.5]/E:5.1°±3.5°; [2.8;7.5]) (p>0.05). Range of internal tibia rotation was lowest with orthosis H and highest with E (B:13.3°±3.2°; 95% CI [11.0;15.6]/N:14.5°±7.2°; [9.2;19.6]/M:13.8°±5.0°; [10.8;16.8]/H:12.3°±4.3°; [9.0;15.6]/E:14.9°±5.0°; [11.5;18.3]) (p>0.05). Differences between conditions were small and the intrasubject variation high. Conclusion Our results indicate that different arch support heights have no systematic effect on eversion excursion or the range of internal tibia rotation and therefore might not exert a crucial influence on rear foot alignment during gait. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 348 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-402934 ER - TY - GEN A1 - Lämke, Jörn A1 - Bäurle, Isabel T1 - Epigenetic and chromatin-based mechanisms in environmental stress adaptation and stress memory in plants T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Plants frequently have to weather both biotic and abiotic stressors, and have evolved sophisticated adaptation and defense mechanisms. In recent years, chromatin modifications, nucleosome positioning, and DNA methylation have been recognized as important components in these adaptations. Given their potential epigenetic nature, such modifications may provide a mechanistic basis for a stress memory, enabling plants to respond more efficiently to recurring stress or even to prepare their offspring for potential future assaults. In this review, we discuss both the involvement of chromatin in stress responses and the current evidence on somatic, intergenerational, and transgenerational stress memory. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 792 KW - remodeling atpase brahma KW - transcriptional memory KW - DNA methylation KW - transgenerational inheritance KW - acquired thermotolerance KW - Arabidopsis-thaliana KW - gene-expression KW - responses KW - protein KW - defense Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-436236 SN - 1866-8372 IS - 792 ER - TY - GEN A1 - Müller, Steffen A1 - Stoll, Josefine A1 - Cassel, Michael A1 - Mayer, Frank T1 - Trunk Muscle Activity during Drop Jump Performance in Adolescent Athletes with Back Pain N2 - In the context of back pain, great emphasis has been placed on the importance of trunk stability, especially in situations requiring compensation of repetitive, intense loading induced during high-performance activities, e.g., jumping or landing. This study aims to evaluate trunk muscle activity during drop jump in adolescent athletes with back pain (BP) compared to athletes without back pain (NBP). Eleven adolescent athletes suffering back pain (BP: m/f: n = 4/7; 15.9 ± 1.3 y; 176 ± 11 cm; 68 ± 11 kg; 12.4 ± 10.5 h/we training) and 11 matched athletes without back pain (NBP: m/f: n = 4/7; 15.5 ± 1.3 y; 174 ± 7 cm; 67 ± 8 kg; 14.9 ± 9.5 h/we training) were evaluated. Subjects conducted 3 drop jumps onto a force plate (ground reaction force). Bilateral 12-lead SEMG (surface Electromyography) was applied to assess trunk muscle activity. Ground contact time [ms], maximum vertical jump force [N], jump time [ms] and the jump performance index [m/s] were calculated for drop jumps. SEMG amplitudes (RMS: root mean square [%]) for all 12 single muscles were normalized to MIVC (maximum isometric voluntary contraction) and analyzed in 4 time windows (100 ms pre- and 200 ms post-initial ground contact, 100 ms pre- and 200 ms post-landing) as outcome variables. In addition, muscles were grouped and analyzed in ventral and dorsal muscles, as well as straight and transverse trunk muscles. Drop jump ground reaction force variables did not differ between NBP and BP (p > 0.05). Mm obliquus externus and internus abdominis presented higher SEMG amplitudes (1.3–1.9-fold) for BP (p < 0.05). Mm rectus abdominis, erector spinae thoracic/lumbar and latissimus dorsi did not differ (p > 0.05). The muscle group analysis over the whole jumping cycle showed statistically significantly higher SEMG amplitudes for BP in the ventral (p = 0.031) and transverse muscles (p = 0.020) compared to NBP. Higher activity of transverse, but not straight, trunk muscles might indicate a specific compensation strategy to support trunk stability in athletes with back pain during drop jumps. Therefore, exercises favoring the transverse trunk muscles could be recommended for back pain treatment. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 319 KW - SEMG-pattern KW - back pain KW - drop jump KW - neuromuscular KW - performance KW - pre-activity KW - trunk KW - young athletes Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-395261 ER - TY - GEN A1 - Bisi-Balogun, Adebisi A1 - Cassel, Michael A1 - Mayer, Frank T1 - Reliability of various measurement stations for determining plantar fascia thickness and echogenicity N2 - This study aimed to determine the relative and absolute reliability of ultrasound (US) measurements of the thickness and echogenicity of the plantar fascia (PF) at different measurement stations along its length using a standardized protocol. Twelve healthy subjects (24 feet) were enrolled. The PF was imaged in the longitudinal plane. Subjects were assessed twice to evaluate the intra-rater reliability. A quantitative evaluation of the thickness and echogenicity of the plantar fascia was performed using Image J, a digital image analysis and viewer software. A sonography evaluation of the thickness and echogenicity of the PF showed a high relative reliability with an Intra class correlation coefficient of 0.88 at all measurement stations. However, the measurement stations for both the PF thickness and echogenicity which showed the highest intraclass correlation coefficient (ICCs) did not have the highest absolute reliability. Compared to other measurement stations, measuring the PF thickness at 3 cm distal and the echogenicity at a region of interest 1 cm to 2 cm distal from its insertion at the medial calcaneal tubercle showed the highest absolute reliability with the least systematic bias and random error. Also, the reliability was higher using a mean of three measurements compared to one measurement. To reduce discrepancies in the interpretation of the thickness and echogenicity measurements of the PF, the absolute reliability of the different measurement stations should be considered in clinical practice and research rather than the relative reliability with the ICC. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 339 KW - plantar fascia KW - reliability KW - sonography KW - musculoskeletal Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400615 ER - TY - GEN A1 - Wippert, Pia-Maria A1 - Rector, Michael V. A1 - Kuhn, Gisela A1 - Wuertz-Kozak, Karin T1 - Stress and Alterations in Bones BT - An Interdisciplinary Perspective N2 - Decades of research have demonstrated that physical stress (PS) stimulates bone remodeling and affects bone structure and function through complex mechanotransduction mechanisms. Recent research has laid ground to the hypothesis that mental stress (MS) also influences bone biology, eventually leading to osteoporosis and increased bone fracture risk. These effects are likely exerted by modulation of hypothalamic–pituitary–adrenal axis activity, resulting in an altered release of growth hormones, glucocorticoids and cytokines, as demonstrated in human and animal studies. Furthermore, molecular cross talk between mental and PS is thought to exist, with either synergistic or preventative effects on bone disease progression depending on the characteristics of the applied stressor. This mini review will explain the emerging concept of MS as an important player in bone adaptation and its potential cross talk with PS by summarizing the current state of knowledge, highlighting newly evolving notions (such as intergenerational transmission of stress and its epigenetic modifications affecting bone) and proposing new research directions. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 323 KW - biomechanics KW - bone–brain–nervous system interactions KW - endocrine pathways KW - exercise KW - osteoporosis Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-395866 ER - TY - GEN A1 - Wippert, Pia-Maria A1 - Fliesser, Michael A1 - Krause, Matthias T1 - Risk and protective factors in the clinical rehabilitation of chronic back pain N2 - Objectives: Chronic back pain (CBP) can lead to disability and burden. In addition to its medical causes, its development is influenced by psychosocial risk factors, the so-called flag factors, which are categorized and integrated into many treatment guidelines. Currently, most studies investigate single flag factors, which limit the estimation of individual factor significance in the development of chronic pain. Furthermore, factors concerning patients’ lifestyle, biography and treatment history are often neglected. Therefore, the objectives of the present study are to identify commonly neglected factors of CBP and integrate them into an analysis model comparing their significance with established flag factors. Methods: A total of 24 patients and therapists were cross-sectionally interviewed to identify commonly neglected factors of CBP. Subsequently, the impact of these factors was surveyed in a longitudinal study. In two rehabilitation clinics, CBP patients (n = 145) were examined before and 6 months after a 3-week inpatient rehabilitation. Outcome variables, chronification factor pain experience (CF-PE) and chronification factor disability (CF-D), were ascertained with confirmatory factor analysis (CFA) of standardized questionnaires. Predictors were evaluated using stepwise calculations of simple and multiple regression models. Results: Through interviews, medical history, iatrogenic factors, poor compliance, critical life events (LEs), social support (SS) type and effort–reward were identified as commonly neglected factors. However, only the final three held significance in comparison to established factors such as depression and pain-related cognitions. Longitudinally, lifestyle factors found to influence future pain were initial pain, physically demanding work, nicotine consumption, gender and rehabilitation clinic. LEs were unexpectedly found to be a strong predictor of future pain, as were the protective factors, reward at work and perceived SS. Discussion: These findings shed insight regarding often overlooked factors in the development of CBP, suggesting that more detailed operationalization and superordinate frameworks would be beneficial to further research. Conclusion: In particular, LEs should be taken into account in future research. Protective factors should be integrated in therapeutic settings. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 345 KW - yellow flags KW - life events KW - clinical pain research Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-402201 ER - TY - GEN A1 - Wernicke, Sarah A1 - De Witt Huberts, Jessie A1 - Wippert, Pia-Maria T1 - The pain of being misunderstood BT - invalidation of pain complaints in chronic low back pain patients T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - A particular form of social pain is invalidation. Therefore, this study (a) investigates whether patients with chronic low back pain experience invalidation, (b) if it has an influence on their pain, and (c) explores whether various social sources (e.g. partner and work) influence physical pain differentially. A total of 92 patients completed questionnaires, and for analysis, Pearson's correlation coefficients and hierarchical linear regression analyses were conducted. They indicated a significant association between discounting and disability due to pain (respective =.29, p>.05). Especially, discounting by partner was linked to higher disability (=.28, p>.05). T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 403 KW - chronic low back pain KW - disability KW - invalidation KW - social pain KW - social rejection Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-404864 IS - 403 ER - TY - GEN A1 - Reibis, Rona Katharina A1 - Salzwedel, Annett A1 - Bonaventura, Klaus A1 - Völler, Heinz A1 - Wegscheider, Karl T1 - Improvement of left ventricular ejection fraction in revascularized postmyocardial patients BT - indication for statistical fallacy T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch Naturwissenschaftliche Reihe N2 - BACKGROUND: Reduced left ventricular ejection fraction (LVEF) ≤30% is the most powerful prognostic indicator for sudden cardiac death (SCD) in patients after myocardial infarction (MI), but there are little data about long-term changes of LVEF after revascularization and the following implantation of a cardioverter defibrillator (ICD). METHODS: We performed a retrospective analysis of 277 patients with reduced LVEF at least 1month after MI and complete revascularization. Patients (median time post-MI 23.4months; 74.3% after PCI, 25.7% after CABG were assigned either to group 1 (LVEF<30%) or group 2 (LVEF 30-40%). Biplane echocardiography was redone after a mean follow-up of 441±220days. RESULTS: LVEF increased significantly in both two groups (group 1: 26.2±4.8% to 32.4±8.5%; p<0.001; group 2: 38.2±2.5% to 44.4±9.6%; p<0.001). However, statistical analysis of first and second LVEF measurement by means of a LOWESS regression and with an appropriate correction of the regression towards the mean effect revealed only a moderate increase of the mean LVEF from 35 to 37% (p<0.001) with a large interindividual variation. CONCLUSIONS: The impact of early revascularization on LVEF appears to be low in the majority of post-MI heart failure patients. Owing to the high variability, a single measurement may not be reliable enough to justify a decision on ICD indication. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 882 KW - cardioverter-defibrillator KW - heart failure KW - myocardial infarction KW - regression toward the mean Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-435093 SN - 1866-8372 IS - 882 ER - TY - GEN A1 - Appiah-Dwomoh, Edem Korkor A1 - Müller, Steffen A1 - Hadzic, Miralem A1 - Mayer, Frank T1 - Star Excursion Balance Test in young athletes with back pain N2 - The Star Excursion Balance Test (SEBT) is effective in measuring dynamic postural control (DPC). This research aimed to determine whether DPC measured by the SEBT in young athletes (YA) with back pain (BP) is different from those without BP (NBP). 53 BP YA and 53 NBP YA matched for age, height, weight, training years, training sessions/week and training minutes/session were studied. Participants performed 4 practice trials after which 3 measurements in the anterior, posteromedial and posterolateral SEBT reach directions were recorded. Normalized reach distance was analyzed using the mean of all 3 measurements. There was no statistical significant difference (p > 0.05) between the reach distance of BP (87.2 ± 5.3, 82.4 ± 8.2, 78.7 ± 8.1) and NBP (87.8 ± 5.6, 82.4 ± 8.0, 80.0 ± 8.8) in the anterior, posteromedial and posterolateral directions respectively. DPC in YA with BP, as assessed by the SEBT, was not different from NBP YA. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 337 KW - young athletes KW - back pain KW - star excursion balance test Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400441 ER - TY - GEN A1 - Weißhuhn, Peter A1 - Reckling, Moritz A1 - Stachow, Ulrich A1 - Wiggering, Hubert T1 - Supporting agricultural ecosystem services through the integration of perennial polycultures into crop rotations T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - This review analyzes the potential role and long-term effects of field perennial polycultures (mixtures) in agricultural systems, with the aim of reducing the trade-offs between provisioning and regulating ecosystem services. First, crop rotations are identified as a suitable tool for the assessment of the long-term effects of perennial polycultures on ecosystem services, which are not visible at the single-crop level. Second, the ability of perennial polycultures to support ecosystem services when used in crop rotations is quantified through eight agricultural ecosystem services. Legume-grass mixtures and wildflower mixtures are used as examples of perennial polycultures, and compared with silage maize as a typical crop for biomass production. Perennial polycultures enhance soil fertility, soil protection, climate regulation, pollination, pest and weed control, and landscape aesthetics compared with maize. They also score lower for biomass production compared with maize, which confirms the trade-off between provisioning and regulating ecosystem services. However, the additional positive factors provided by perennial polycultures, such as reduced costs for mineral fertilizer, pesticides, and soil tillage, and a significant preceding crop effect that increases the yields of subsequent crops, should be taken into account. However, a full assessment of agricultural ecosystem services requires a more holistic analysis that is beyond the capabilities of current frameworks. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1069 KW - agroecosystem KW - assessment KW - legume-grass mixture KW - wildflower mixture KW - perennial crop KW - mixed cropping Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-474410 IS - 1069 ER - TY - GEN A1 - Leimkühler, Silke A1 - Bühning, Martin A1 - Beilschmidt, Lena T1 - Shared sulfur mobilization routes for tRNA thiolation and molybdenum cofactor biosynthesis in prokaryotes and eukaryotes T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Modifications of transfer RNA (tRNA) have been shown to play critical roles in the biogenesis, metabolism, structural stability and function of RNA molecules, and the specific modifications of nucleobases with sulfur atoms in tRNA are present in pro- and eukaryotes. Here, especially the thiomodifications xm(5)s(2)U at the wobble position 34 in tRNAs for Lys, Gln and Glu, were suggested to have an important role during the translation process by ensuring accurate deciphering of the genetic code and by stabilization of the tRNA structure. The trafficking and delivery of sulfur nucleosides is a complex process carried out by sulfur relay systems involving numerous proteins, which not only deliver sulfur to the specific tRNAs but also to other sulfur-containing molecules including iron-sulfur clusters, thiamin, biotin, lipoic acid and molybdopterin (MPT). Among the biosynthesis of these sulfur-containing molecules, the biosynthesis of the molybdenum cofactor (Moco) and the synthesis of thio-modified tRNAs in particular show a surprising link by sharing protein components for sulfur mobilization in pro- and eukaryotes. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1015 KW - tRNA KW - molybdenum cofactor KW - persulfide KW - thiocarboxylate KW - thionucleosides KW - sulfurtransferase KW - l-cysteine desulfurase Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-475011 SN - 1866-8372 IS - 1015 ER - TY - GEN A1 - Endesfelder, Stefanie A1 - Weichelt, Ulrike A1 - Strauß, Evelyn A1 - Schlör, Anja A1 - Sifringer, Marco A1 - Scheuer, Till A1 - Bührer, Christoph A1 - Schmitz, Thomas T1 - Neuroprotection by caffeine in hyperoxia-induced neonatal brain injury T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Sequelae of prematurity triggered by oxidative stress and free radical-mediated tissue damage have coined the term "oxygen radical disease of prematurity". Caffeine, a potent free radical scavenger and adenosine receptor antagonist, reduces rates of brain damage in preterm infants. In the present study, we investigated the effects of caffeine on oxidative stress markers, anti-oxidative response, inflammation, redox-sensitive transcription factors, apoptosis, and extracellular matrix following the induction of hyperoxia in neonatal rats. The brain of a rat pups at postnatal Day 6 (P6) corresponds to that of a human fetal brain at 28-32 weeks gestation and the neonatal rat is an ideal model in which to investigate effects of oxidative stress and neuroprotection of caffeine on the developing brain. Six-day-old Wistar rats were pre-treated with caffeine and exposed to 80% oxygen for 24 and 48 h. Caffeine reduced oxidative stress marker (heme oxygenase-1, lipid peroxidation, hydrogen peroxide, and glutamate-cysteine ligase catalytic subunit (GCLC)), promoted anti-oxidative response (superoxide dismutase, peroxiredoxin 1, and sulfiredoxin 1), down-regulated pro-inflammatory cytokines, modulated redox-sensitive transcription factor expression (Nrf2/Keap1, and NF kappa B), reduced pro-apoptotic effectors (poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1), apoptosis inducing factor (AIF), and caspase-3), and diminished extracellular matrix degeneration (matrix metalloproteinases (MMP) 2, and inhibitor of metalloproteinase (TIMP) 1/2). Our study affirms that caffeine is a pleiotropic neuroprotective drug in the developing brain due to its anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-apoptotic properties. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1097 KW - anti-oxidative response KW - caffeine KW - hyperoxia KW - oxidative stress KW - preterm infants KW - developing brain Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-475040 SN - 1866-8372 IS - 1097 ER - TY - GEN A1 - Yarman, Aysu A1 - Jetzschmann, Katharina J. A1 - Neumann, Bettina A1 - Zhang, Xiaorong A1 - Wollenberger, Ulla A1 - Cordin, Aude A1 - Haupt, Karsten A1 - Scheller, Frieder W. T1 - Enzymes as tools in MIP-sensors T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Molecularly imprinted polymers (MIPs) have the potential to complement antibodies in bioanalysis, are more stable under harsh conditions, and are potentially cheaper to produce. However, the affinity and especially the selectivity of MIPs are in general lower than those of their biological pendants. Enzymes are useful tools for the preparation of MIPs for both low and high-molecular weight targets: As a green alternative to the well-established methods of chemical polymerization, enzyme-initiated polymerization has been introduced and the removal of protein templates by proteases has been successfully applied. Furthermore, MIPs have been coupled with enzymes in order to enhance the analytical performance of biomimetic sensors: Enzymes have been used in MIP-sensors as tracers for the generation and amplification of the measuring signal. In addition, enzymatic pretreatment of an analyte can extend the analyte spectrum and eliminate interferences. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1098 KW - enzymatic MIP synthesis KW - template digestion KW - enzyme tracer KW - enzymatic analyte conversion KW - molecularly imprinted polymers Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-474642 SN - 1866-8372 IS - 1098 ER - TY - GEN A1 - Hennig, Timo A1 - Schramm, Satyam Antonio A1 - Linderkamp, Friedrich T1 - Cross-informant disagreement on behavioral symptoms in adolescent attention-deficit/hyperactivity disorder and its impact on treatment effects T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - In assessing adolescent behavior difficulties, parents, teachers, and the adolescents themselves are key informants. However, substantial disagreement has been found between informants. Specifically, children with attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) tend to overestimate their competencies, also known as “positive (illusionary) bias.” This study compared parent, teacher, and adolescent ratings of ADHD and other behavioral symptoms in a sample of 114 adolescents with ADHD. Further, the effect of cross-informant disagreement (CID) on treatment outcomes was investigated in a subsample of 54 adolescents who had undergone a training and coaching intervention. Overall, there was moderate agreement among informants. Parent and adolescent ratings were more strongly correlated with each other than with teacher ratings. The strongest discrepancy was found between teacher and adolescent ratings on prosocial behavior. This discrepancy explained 12% of the variance in parent-rated ADHD symptom severity after the intervention. The treatment was less effective in participants with high teacher-adolescent disagreement on prosocial behavior (d = 0.41) than with low disagreement (d = 0.98). These findings suggest that professionals working with adolescents with ADHD should consider multiple sources of information before initiating treatment and pay attention to cross-informant disagreements because these may indicate a risk of diminished treatment effects. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 631 KW - informant discrepancies KW - inter-rater reliability KW - positive illusionary bias KW - response to treatment KW - ADHD Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-441329 SN - 1866-8364 IS - 631 SP - 79 EP - 86 ER - TY - GEN A1 - McLaughlin, Carly T1 - They don’t look like children BT - child asylum-seekers, the Dubs amendment and the politics of childhood T2 - Journal of Ethnic and Migration Studies N2 - In October 2016, following a campaign led by Labour Peer Lord Alfred Dubs, the first child asylum-seekers allowed entry to the UK under new legislation (the ‘Dubs amendment’) arrived in England. Their arrival was captured by a heavy media presence, and very quickly doubts were raised by right-wing tabloids and politicians about their age. In this article, I explore the arguments underpinning the Dubs campaign and the media coverage of the children’s arrival as a starting point for interrogating representational practices around children who seek asylum. I illustrate how the campaign was premised on a universal politics of childhood that inadvertently laid down the terms on which these children would be given protection, namely their innocence. The universality of childhood fuels public sympathy for child asylum-seekers, underlies the ‘child first, migrant second’ approach advocated by humanitarian organisations, and it was a key argument in the ‘Dubs amendment’. Yet the campaign highlights how representations of child asylum-seekers rely on codes that operate to identify ‘unchildlike’ children. As I show, in the context of the criminalisation of undocumented migrants‘, childhood is no longer a stable category which guarantees protection, but is subject to scrutiny and suspicion and can, ultimately, be disproved. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Philosophische Reihe - 150 KW - Politics of childhood KW - child asylum-seekers KW - innocence KW - humanitarianism KW - ‘refugee crisis’ Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412803 ER - TY - GEN A1 - Schütze, Franziska A1 - Fürst, Steffen A1 - Mielke, Jahel A1 - Steudle, Gesine A. A1 - Wolf, Sarah A1 - Jäger, Carlo C. T1 - The Role of Sustainable Investment in Climate Policy T2 - Postprints der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe N2 - Reaching the Sustainable Development Goals requires a fundamental socio-economic transformation accompanied by substantial investment in low-carbon infrastructure. Such a sustainability transition represents a non-marginal change, driven by behavioral factors and systemic interactions. However, typical economic models used to assess a sustainability transition focus on marginal changes around a local optimum, whichby constructionlead to negative effects. Thus, these models do not allow evaluating a sustainability transition that might have substantial positive effects. This paper examines which mechanisms need to be included in a standard computable general equilibrium model to overcome these limitations and to give a more comprehensive view of the effects of climate change mitigation. Simulation results show that, given an ambitious greenhouse gas emission constraint and a price of carbon, positive economic effects are possible if (1) technical progress results (partly) endogenously from the model and (2) a policy intervention triggering an increase of investment is introduced. Additionally, if (3) the investment behavior of firms is influenced by their sales expectations, the effects are amplified. The results provide suggestions for policy-makers, because the outcome indicates that investment-oriented climate policies can lead to more desirable outcomes in economic, social and environmental terms. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe - 137 KW - climate policy KW - green growth KW - macroeconomic models KW - sustainable investment KW - technical progress KW - expectations KW - 1.5 degrees C Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-470485 SN - 1867-5808 IS - 137 ER - TY - GEN A1 - Hocher, Berthold A1 - Reichetzeder, Christoph A1 - Dwi Putra, Sulistyo Emantoko A1 - Slowinski, Torsten A1 - Neuber, Corinna A1 - Kleuser, Burkhard A1 - Pfab, Thiemo T1 - Increased global placental DNA methylation levels are associated with gestational diabetes N2 - Background: Gestational diabetes mellitus (GDM) is associated with adverse pregnancy outcomes. It is known that GDM is associated with an altered placental function and changes in placental gene regulation. More recent studies demonstrated an involvement of epigenetic mechanisms. So far, the focus regarding placental epigenetic changes in GDM was set on gene-specific DNA methylation analyses. Studies that robustly investigated placental global DNA methylation are lacking. However, several studies showed that tissue-specific alterations in global DNA methylation are independently associated with type 2 diabetes. Thus, the aim of this study was to characterize global placental DNA methylation by robustly measuring placental DNA 5-methylcytosine (5mC) content and to examine whether differences in placental global DNA methylation are associated with GDM. Methods: Global DNA methylation was quantified by the current gold standard method, LC-MS/MS. In total, 1030 placental samples were analyzed in this single-center birth cohort study. Results: Mothers with GDM displayed a significantly increased global placental DNA methylation (3.22 ± 0.63 vs. 3.00 ± 0.46 %; p = 0.013; ±SD). Bivariate logistic regression showed a highly significant positive correlation between global placental DNA methylation and the presence of GDM (p = 0.0009). Quintile stratification according to placental DNA 5mC levels revealed that the frequency of GDM was evenly distributed in quintiles 1–4 (2.9–5.3 %), whereas the frequency in the fifth quintile was significantly higher (10.7 %; p = 0.003). Bivariate logistic models adjusted for maternal age, BMI, ethnicity, recurrent miscarriages, and familiar diabetes predisposition clearly demonstrated an independent association between global placental DNA hypermethylation and GDM. Furthermore, an ANCOVA model considering known predictors of DNA methylation substantiated an independent association between GDM and placental DNA methylation. Conclusions: This is the first study that employed a robust quantitative assessment of placental global DNA methylation in over a thousand placental samples. The study provides large scale evidence that placental global DNA hypermethylation is associated with GDM, independent of established risk factors. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 370 KW - Placenta KW - Gestational diabetes KW - Insulin resistance KW - LC-MS/MS KW - Global DNA methylation KW - Epigenetics KW - Hypermethylation Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400914 ER - TY - GEN A1 - Bareither, Nils A1 - Scheffel, André A1 - Metz, Johannes T1 - Distribution of polyploid plants in the common annual Brachypodium distachyon (s.l.) in Israel is not linearly correlated with aridity N2 - The ecological benefits of polyploidy are intensely debated. Some authors argue that plants with duplicated chromosome sets (polyploids) are more stress-resistant and superior colonizers and may thus outnumber their low ploidy conspecifics in more extreme habitats. Brachypodium distachyon (sensu lato), for example, a common annual grass in Israel and the entire Mediterranean basin, comprises three cytotypes of differing chromosome numbers that were recently proposed as distinct species. It was suggested that increased aridity increases the occurrence of its polyploid cytotype. Here, we tested at two spatial scales whether polyploid plants of B. distachyon s.l. are more frequently found in drier habitats in Israel. We collected a total of 430 specimens (i) along a largescale climatic gradient with 15 thoroughly selected sites (spanning 114–954 mm annual rainfall), and (ii) from corresponding Northern (more mesic) and Southern (more arid) hill slopes to assess the micro-climatic difference between contrasting exposures. Cytotypes were then determined via flow cytometry. Polyploid plants comprised 90% of all specimens and their proportion ranged between 0% and 100% per site. However, this proportion was not correlated with aridity along the large-scale gradient, nor were polyploids more frequently found on Southern exposures. Our results show for both spatial scales that increasing aridity is not the principal driver for the distribution of polyploids in B. distachyon s.l. in Israel. Notably, though, diploid plants were restricted essentially to four intermediate sites, while polyploids dominated the most arid and the most mesic sites. This, to some degree, clustered pattern suggests that the distribution of cytotypes is not entirely random and calls for future studies to assess further potential drivers. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 334 KW - Aridity KW - Brachypodium distachyon KW - Brachypodium hybridum KW - Brachypodium stacei KW - cytotype KW - exposition KW - Israel KW - Mediterranean grass species KW - polyploidization KW - rainfall gradient KW - slope aspect Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-395293 ER - TY - GEN A1 - Derras, Boumédiène A1 - Bard, Pierre-Yves A1 - Cotton, Fabrice Pierre T1 - VS30, slope, H800 and f0 BT - performance of various site-condition proxies in reducing ground-motion aleatory variability and predicting nonlinear site response T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The aim of this paper is to investigate the ability of various site-condition proxies (SCPs) to reduce ground-motion aleatory variability and evaluate how SCPs capture nonlinearity site effects. The SCPs used here are time-averaged shear-wave velocity in the top 30 m (VS30), the topographical slope (slope), the fundamental resonance frequency (f0) and the depth beyond which Vs exceeds 800 m/s (H800). We considered first the performance of each SCP taken alone and then the combined performance of the 6 SCP pairs [VS30–f0], [VS30–H800], [f0–slope], [H800–slope], [VS30–slope] and [f0–H800]. This analysis is performed using a neural network approach including a random effect applied on a KiK-net subset for derivation of ground-motion prediction equations setting the relationship between various ground-motion parameters such as peak ground acceleration, peak ground velocity and pseudo-spectral acceleration PSA (T), and Mw, RJB, focal depth and SCPs. While the choice of SCP is found to have almost no impact on the median groundmotion prediction, it does impact the level of aleatory uncertainty. VS30 is found to perform the best of single proxies at short periods (T < 0.6 s), while f0 and H800 perform better at longer periods; considering SCP pairs leads to significant improvements, with particular emphasis on [VS30–H800] and [f0–slope] pairs. The results also indicate significant nonlinearity on the site terms for soft sites and that the most relevant loading parameter for characterising nonlinear site response is the “stiff” spectral ordinate at the considered period. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 817 KW - aleatory variability KW - site-condition proxies KW - KiK-net KW - neural networks KW - GMPE KW - nonlinear site response Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427071 SN - 1866-8372 IS - 817 ER - TY - GEN A1 - Schachner, Maja Katharina A1 - He, Jia A1 - Heizmann, Boris A1 - Van de Vijver, Fons J. R. T1 - Acculturation and School Adjustment of Immigrant Youth in Six European Countries BT - Findings from the Programme for International Student Assessment (PISA) N2 - School adjustment determines long-term adjustment in society. Yet, immigrant youth do better in some countries than in others. Drawing on acculturation research (Berry, 1997; Ward, 2001) and self-determination theory (Ryan and Deci, 2000), we investigated indirect effects of adolescent immigrants’ acculturation orientations on school adjustment (school-related attitudes, truancy, and mathematics achievement) through school belonging. Analyses were based on data from the Programme for International Student Assessment from six European countries, which were combined into three clusters based on their migrant integration and multicultural policies: Those with the most supportive policies (Belgium and Finland), those with moderately supportive policies (Italy and Portugal), and those with the most unsupportive policies (Denmark and Slovenia). In a multigroup path model, we confirmed most associations. As expected, mainstream orientation predicted higher belonging and better outcomes in all clusters, whereas the added value of students’ ethnic orientation was only observed in some clusters. Results are discussed in terms of differences in acculturative climate and policies between countries of settlement. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 318 KW - acculturation KW - adolescent immigrants KW - cross-cultural comparison KW - multicultural policy KW - school adjustment Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-395237 ER - TY - GEN A1 - Schachner, Maja Katharina T1 - From equality and inclusion to cultural pluralism BT - evolution and effects of cultural diversity perspectives in schools T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Schools are a major context for academic and socio-emotional development, but also an important acculturative context. This is notably the case in adolescence, which is a critical period for the development of a social and ethnic identity, as well as moral reasoning and intergroup attitudes. How schools approach cultural diversity issues is therefore likely to affect these developmental and acculturative processes and adaptation outcomes. In the present article, the manifestation and effects of the most prominent approaches to cultural diversity, namely those guided by a perspective of equality and inclusion, and those guided by a perspective of cultural pluralism, are reviewed and compared in the context of multi-ethnic schools. The aim is to explore when and how the potential of cultural diversity can best flourish, enhancing the academic and socio-emotional development of culturally diverse students. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 460 KW - cultural diversity KW - school KW - adolescence KW - equality and inclusion KW - cultural pluralism Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412589 IS - 460 ER - TY - GEN A1 - Poppenhagen, Nicole A1 - Temmen, Jens T1 - Across currents BT - connections between Atlantic and (Trans)Pacific studies T2 - Atlantic Studies: Global Currents T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Philosophische Reihe - 148 KW - Transpacific studies KW - Pacific studies KW - Atlantic studies KW - transoceanic studies KW - archipelagic studies KW - Asian American studies KW - indigenous studies KW - oceanic discourse KW - Black Pacific Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412701 ER - TY - GEN A1 - Malesza, Marta A1 - Ostaszewski, Paweł T1 - Assessing individual differences in discounting BT - construction and initial validation of the Discounting Inventory T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - The purpose of the project was to develop the Discounting Inventory (DI), a measure of individual differences in delay, probability, effort, and social discounting, all related to behavioral impulsivity. Over 400 items relating to four types of discounting were generated. Next, a study followed by a series of psychometric analyses of data obtained from a group of 2843 individuals was conducted. Principal Component Analysis yielded a four-factor structure of data, reflecting the four types of discounting. The results of Confirmatory Factor Analysis showed good fit of the four-factor model to data. Through several iterations of retaining and deleting items on the basis of their component loadings, item intercorrelations, and contribution to coefficient alphas, the total number of items was reduced to 48. The final 48-item version of the inventory has satisfactory psychometric characteristics, including Cronbach’s alpha and test–retest stability. In addition, significant correlations were observed between the DI and traditional discounting instruments, suggesting that the DI measures a construct similar to the behavioral discounting process. The development of the tool was based on the assumption that discounting is a personality trait. However, the present data suggest that discounting may reflect more a state than trait function. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 549 KW - scale construction KW - personality trait KW - impulsivity KW - discounting Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-428811 SN - 1866-8364 IS - 549 ER - TY - GEN A1 - Camargo, Rodolfo Gonzalez A1 - Riccardi, Daniela Mendes dos Reis A1 - Ribeiro, Henrique Quintas Teixeira A1 - Carnevali Junior, Luiz Carlos A1 - Matos-Neto, Emidio Marques de A1 - Enjiu, Lucas A1 - Neves, Rodrigo Xavier A1 - Lima, Joanna Darck Carola Correia A1 - Figuerêdo, Raquel Galvão A1 - Alcântara, Paulo Sérgio Martins de A1 - Maximiano, Linda A1 - Otoch, José A1 - Batista Jr., Miguel Luiz A1 - Püschel, Gerhard Paul A1 - Seelaender, Marilia T1 - NF-kappa Bp65 and expression of its pro-inflammatory target genes are upregulated in the subcutaneous adipose tissue of cachectic cancer patients N2 - Cancer cachexia, of which the most notable symptom is severe and rapid weight loss, is present in the majority of patients with advanced cancer. Inflammatory mediators play an important role in the development of cachexia, envisaged as a chronic inflammatory syndrome. The white adipose tissue (WAT) is one of the first compartments affected in cancer cachexia and suffers a high rate of lipolysis. It secretes several cytokines capable of directly regulating intermediate metabolism. A common pathway in the regulation of the expression of pro-inflammatory cytokines in WAT is the activation of the nuclear transcription factor kappa-B (NF-κB). We have examined the gene expression of the subunits NF-κBp65 and NF-κBp50, as well as NF-κBp65 and NF-κBp50 binding, the gene expression of pro-inflammatory mediators under NF-κB control (IL-1β, IL-6, INF-γ, TNF-α, MCP-1), and its inhibitory protein, nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells inhibitor, alpha (IκB-α). The observational study involved 35 patients (control group, n = 12 and cancer group, n = 23, further divided into cachectic and non-cachectic). NF-κBp65 and its target genes expression (TNF-α, IL-1β, MCP-1 and IκB-α) were significantly higher in cachectic cancer patients. Moreover, NF-κBp65 gene expression correlated positively with the expression of its target genes. The results strongly suggest that the NF-κB pathway plays a role in the promotion of WAT inflammation during cachexia. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 349 KW - cancer cachexia KW - inflammation KW - white adipose tissue KW - NF-κB KW - IκB Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400163 ER - TY - GEN A1 - González-Fortes, Gloria M. A1 - Jones, Eppie R. A1 - Lightfoot, Emma A1 - Bonsall, Clive A1 - Lazar, Catalin A1 - Grandal-d’Anglade, Aurora A1 - Garralda, María Dolores A1 - Drak, Labib A1 - Siska, Veronika A1 - Simalcsik, Angela A1 - Boroneant, Adina A1 - Romaní, Juan Ramón Vidal A1 - Vaqueiro Rodríguez, Marcos A1 - Arias, Pablo A1 - Pinhasi, Ron A1 - Manica, Andrea A1 - Hofreiter, Michael T1 - Paleogenomic evidence for multi-generational mixing between Neolithic Farmers and Mesolithic Hunter-Gatherers in the lower Danube Basin T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The transition from hunting and gathering to farming involved profound cultural and technological changes. In Western and Central Europe, these changes occurred rapidly and synchronously after the arrival of early farmers of Anatolian origin [1-3], who largely replaced the local Mesolithic hunter-gatherers [1, 4-6]. Further east, in the Baltic region, the transition was gradual, with little or no genetic input from incoming farmers [7]. Here we use ancient DNA to investigate the relationship between hunter-gatherers and farmers in the Lower Danube basin, a geographically intermediate area that is characterized by a rapid Neolithic transition but also by the presence of archaeological evidence that points to cultural exchange, and thus possible admixture, between hunter-gatherers and farmers. We recovered four human paleogenomes (1.13 to 4.13 coverage) from Romania spanning a time transect between 8.8 thousand years ago (kya) and 5.4 kya and supplemented them with two Mesolithic genomes (1.73- and 5.33) from Spain to provide further context on the genetic background of Mesolithic Europe. Our results show major Western hunter-gatherer (WHG) ancestry in a Romanian Eneolithic sample with a minor, but sizeable, contribution from Anatolian farmers, suggesting multiple admixture events between hunter-gatherers and farmers. Dietary stableisotope analysis of this sample suggests a mixed terrestrial/ aquatic diet. Our results provide support for complex interactions among hunter-gatherers and farmers in the Danube basin, demonstrating that in some regions, demic and cultural diffusion were not mutually exclusive, but merely the ends of a continuum for the process of Neolithization. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 794 KW - ancient DNA KW - eneolithic KW - neolithic transition KW - Romania KW - Iron Gates KW - mesolithic Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-440115 SN - 1866-8372 IS - 794 SP - 1801 EP - 1820 ER - TY - GEN A1 - Meyer, Matthias A1 - Palkopoulou, Eleftheria A1 - Baleka, Sina Isabelle A1 - Stiller, Mathias A1 - Penkman, Kirsty E. H. A1 - Alt, Kurt W. A1 - Ishida, Yasuko A1 - Mania, Dietrich A1 - Mallick, Swapan A1 - Meijer, Tom A1 - Meller, Harald A1 - Nagel, Sarah A1 - Nickel, Birgit A1 - Ostritz, Sven A1 - Rohland, Nadin A1 - Schauer, Karol A1 - Schüler, Tim A1 - Roca, Alfred L. A1 - Reich, David A1 - Shapiro, Beth A1 - Hofreiter, Michael T1 - Palaeogenomes of Eurasian straight-tusked elephants challenge the current view of elephant evolution T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The straight-tusked elephants Palaeoloxodon spp. were widespread across Eurasia during the Pleistocene. Phylogenetic reconstructions using morphological traits have grouped them with Asian elephants (Elephas maximus), and many paleontologists place Palaeoloxodon within Elephas. Here, we report the recovery of full mitochondrial genomes from four and partial nuclear genomes from two P. antiquus fossils. These fossils were collected at two sites in Germany, Neumark-Nord and Weimar-Ehringsdorf, and likely date to interglacial periods similar to 120 and similar to 244 thousand years ago, respectively. Unexpectedly, nuclear and mitochondrial DNA analyses suggest that P. antiquus was a close relative of extant African forest elephants (Loxodonta cyclotis). Species previously referred to Palaeoloxodon are thus most parsimoniously explained as having diverged from the lineage of Loxodonta, indicating that Loxodonta has not been constrained to Africa. Our results demonstrate that the current picture of elephant evolution is in need of substantial revision. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 790 KW - genome sequence KW - woolly mammoth KW - Palaeoloxodon-antiquus KW - phylogenetic analysis KW - African elephants KW - DNA KW - Pleistocene KW - alignment KW - ancient KW - reveal Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-440139 SN - 1866-8372 IS - 790 ER - TY - THES A1 - Osei Tutu, Anthony T1 - Linking global mantle dynamics with lithosphere dynamics using the geoid, plate velocities and lithosphere stress state as constraints T1 - Verknüpfung der globalen Manteldynamik mit der Lithosphärendynamik, unter Berücksichtigung des Geoids, der Plattengeschwindigkeiten und des Spannungszustandes der Lithosphäre als Einschränkungen BT - lithosphere and mantle dynamics coupling N2 - Lithospheric plates move over the low viscosity asthenosphere balancing several forces. The driving forces include basal shear stress exerted by mantle convection and plate boundary forces such as slab pull and ridge push, whereas the resisting forces include inter-plate friction, trench resistance, and cratonic root resistance. These generate plate motions, the lithospheric stress field and dynamic topography which are observed with different geophysical methods. The orientation and tectonic regime of the observed crustal/lithospheric stress field further contribute to our knowledge of different deformation processes occurring within the Earth's crust and lithosphere. Using numerical models previous studies were able to identify major forces generating stresses in the crust and lithosphere which also contribute to the formation of topography as well as driving lithospheric plates. They showed that the first-order stress pattern explaining about 80\,\% of the stress field originates from a balance of forces acting at the base of the moving lithospheric plates due to convective flow in the underlying mantle. The remaining second-order stress pattern is due to lateral density variations in the crust and lithosphere in regions of pronounced topography and high gravitational potential, such as the Himalayas and mid-ocean ridges. By linking global lithosphere dynamics to deep mantle flow this study seeks to evaluate the influence of shallow and deep density heterogenities on plate motions, lithospheric stress field and dynamic topography using the geoid as a major constraint for mantle rheology. We use the global 3D lithosphere-asthenosphere model SLIM3D with visco-elasto-plastic rheology coupled at 300 km depth to a spectral model of mantle flow. The complexity of the lithosphere-asthenosphere component allows for the simulation of power-law rheology with creep parameters accounting for both diffusion and dislocation creep within the uppermost 300 km. First we investigate the influence of intra-plate friction and asthenospheric viscosity on present-day plate motions. Previous modelling studies have suggested that small friction coefficients (µ < 0.1, yield stress ~ 100 MPa) can lead to plate tectonics in models of mantle convection. Here we show that, in order to match present-day plate motions and net rotation, the frictional parameter must be less than 0.05. We are able to obtain a good fit with the magnitude and orientation of observed plate velocities (NUVEL-1A) in a no-net-rotation (NNR) reference frame with µ < 0.04 and minimum asthenosphere viscosity ~ 5*10e19 Pas to 10e20 Pas. Our estimates of net rotation (NR) of the lithosphere suggest that amplitudes ~ 0.1-0.2 °/Ma, similar to most observation-based estimates, can be obtained with asthenosphere viscosity cutoff values of ~ 10e19 Pas to 5*10e19 Pas and friction coefficient µ < 0.05. The second part of the study investigates further constraints on shallow and deep mantle heterogeneities causing plate motion by predicting lithosphere stress field and topography and validating with observations. Lithosphere stresses and dynamic topography are computed using the modelling setup and rheological parameters for prescribed plate motions. We validate our results with the World Stress Map 2016 (WSM2016) and the observed residual topography. Here we tested a number of upper mantle thermal-density structures. The one used to calculate plate motions is considered the reference thermal-density structure. This model is derived from a heat flow model combined with a sea floor age model. In addition we used three different thermal-density structures derived from global S-wave velocity models to show the influence of lateral density heterogeneities in the upper 300 km on model predictions. A large portion of the total dynamic force generating stresses in the crust/lithosphere has its origin in the deep mantle, while topography is largely influenced by shallow heterogeneities. For example, there is hardly any difference between the stress orientation patterns predicted with and without consideration of the heterogeneities in the upper mantle density structure across North America, Australia, and North Africa. However, the crust is dominant in areas of high altitude for the stress orientation compared to the all deep mantle contribution. This study explores the sensitivity of all the considered surface observables with regards to model parameters providing insights into the influence of the asthenosphere and plate boundary rheology on plate motion as we test various thermal-density structures to predict stresses and topography. N2 - Lithosphärenplatten bewegen sich über die niederviskose Asthenosphäre, wobei mehrere Kräfte im Gleichgewicht stehen. Die antreibenden Kräfte umfassen eine basale Schubspannung, die durch Mantelkonvektion verursacht wird, und Plattengrenzkräfte, wie z.B. slab pull und ridge push, während die widerstehenden Kräfte die Reibung zwischen Platten, Widerstand an Tiefseegräben sowie an den kratonischen Wurzeln umfassen. Diese Kräfte erzeugen Plattenbewegungen, das lithosphärische Spannungsfeld und die dynamische Topographie, die mit verschiedenen geophysikalischen Methoden beobachtet werden. Die Orientierung und das tektonische Regime des beobachteten Krusten- und lithosphärischen Spannungsfeldes tragen weiter zu unserem Wissen über unterschiedliche Deformationsprozesse in der Erdkruste und Lithosphäre bei. Mit Hilfe von numerischen Modellen konnten frühere Studien die wichtigsten Kräfte identifizieren, die Spannungen in der Kruste und in der Lithosphäre erzeugen, und die auch zur Bildung von Topographie sowie zum Antrieb der lithosphärischen Platten beitragen. Sie zeigten, dass das Spannungsmuster erster Ordnung, das etwa 80% des Spannungsfeldes erklärt, aus einem Gleichgewicht der Kräfte stammt, die an der Basis der sich bewegenden lithosphärischen Platten aufgrund der konvektiven Strömung in dem darunter liegenden Mantel wirken. Das verbleibende Spannungsmuster der zweiten Ordnung ist auf laterale Dichtevariationen in der Kruste und der Lithosphäre in Regionen mit ausgeprägter Topographie und hohem Gravitationspotential zurückzuführen, wie im Himalaya und an den Mittelozeanischen Rücken. Durch die Verknüpfung der globalen Lithosphären-Dynamik mit den tiefen Mantelströmungen versucht diese Studie, den Einfluss von flachen und tiefen Dichte-Heterogenitäten auf die Plattenbewegungen, das lithosphärische Spannungsfeld und die dynamische Topographie mit dem Geoid als einer wesentlichen Randbedingung für die Mantel-Rheologie zu untersuchen. Ich verwende das globale 3D-Lithosphären-Asthenosphären-Modell SLIM3D mit viskoelasto-plastischer Rheologie, gekoppelt in 300 km Tiefe an ein spektrales Modell der Mantelströmung. Die Komplexität der Lithosphären-Asthenosphären- Komponente ermöglicht die Simulation der Power-law-Rheologie mit Kriechparametern, die sowohl Diffusions-als auch Dislokationskriechen in den obersten 300km einschließen. Zuerst untersuche ich den Einfluss der Intra-Platten-Reibung und der asthenosphärischen Viskosität auf heutige Plattenbewegungen. Bisherige Modellierungsstudien haben vorgeschlagen, dass kleine Reibungskoeffizienten ( u < 0,1, FlieSSspannung ~ 100 MPa) zu Plattentektonik in Modellen der Mantelkonvektion führen können. Hier zeigen wir, dass der Reibungsparameter, um den heutigen Plattenbewegungen und der Netto-Rotation zu entsprechen, kleiner als 0,05 sein muss. Wir können eine gute Übereinstimmung mit der Größe und Orientierung der beobachteten Plattengeschwindigkeiten (NUVEL-1A) in einem No-Net- Rotation- (NNR) Bezug system mit < 0,04 und minimaler Asthenosphärenviskosität ~ 510^19 Pas bis 10^20 Pas erreichen. Unsere Schätzungen der Netto-Rotation (NR) der Lithosphäre deuten darauf hin, dass Amplituden ~ 0:1 - 0:2 (◦/Ma), ähnlich den meisten Beobachtungs-basierten Schätzungen, mit Asthenosphären- Viskositäts-Cutoff-Werten von ~ 10^19 Pas bis 5 10^19 Pas und Reibungskoeffizient u < 0,05 erreicht werden können. Der zweite Teil der Studie untersucht weitere Einschränkungen auf flache und tiefe Mantelheterogenitäten, welche Plattenbewegungen verursachen, durch die Vorhersage des Lithosphärenspannungsfeldes und der Topographie und deren Validierung mit Beobachtungen. Lithosphärenspannungen und dynamische Topographie werden mit dem Modellaufbau und den rheologischen Parametern für vorgeschriebene Plattenbewegungen berechnet.Wir validieren unsere Ergebnisse mit der Weltspannungskarte 2016 (WSM2016) und der beobachteten Residualtopographie. Hier haben wir eine Anzahl von thermischen Dichte-Strukturen für den oberen Mantel getestet. Diejenige, die verwendet wurde, um Plattenbewegungen zu berechnen, wird als Referenz- thermische Dichte-Struktur betrachtet. Dieses Modell ist abgeleitet aus einem Wärmestrommodell, kombiniert mit einem Ozeanbodenalter-Modell. Darüber hinaus haben wir drei verschiedene thermische Dichtestrukturen abgeleitet aus globalen S-Wellengeschwindigkeits modellen verwendet, um den Einfluss von Heterogenitäten der lateralen Dichte in den oberen 300 km auf Modellvorhersagen zu zeigen. Ein großer Teil der gesamten dynamischen Kraft, die Spannungen in der Kruste / Lithosphäre erzeugt, hat ihren Ursprung im tiefen Mantel, während die Topographie weitgehend durch flache Heterogenitäten beeinflusst wird. Zum Beispiel gibt es kaum einen Unterschied zwischen den Spannungsorientierungsmustern, die mit und ohne Berücksichtigung der Heterogenitäten in der Dichtestruktur des oberen Mantels in Nordamerika, Australien und Nordafrika vorhergesagt wurden. Allerdings dominiert die Kruste in Gebieten von großer Höhe für die Spannungorientierung im Vergleich zu allen tiefen Mantelbeiträgen. Diese Studieerforschen die Empfindlichkeit aller betrachteten Oberflächen-Observablen in Bezug auf Modellparameter und gibt Einblicke über den Einfluss der Asthenosphäre und Plattengrenzen-Rheologie auf Plattenbewegung, wobei wir verschiedene thermische Dichte Strukturen zur Vorhersage von Spannungen und Topographie testen. KW - plate motions KW - plate boundary friction KW - upper mantle viscosity structure KW - lithosphere stress field KW - dynamic topography KW - lithosphere net rotation KW - upper mantle density heterogeneities KW - Plattenbewegungen KW - Reibung an Plattengrenzen KW - Viskositätsstruktur im oberen Mantel KW - lithosphärisches Spannungsfeld KW - dynamische Topographie KW - Nettorotation der Lithosphäre KW - Dichteheterogenitäten im oberen Mantel Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-407057 ER - TY - THES A1 - Bredow, Eva T1 - Geodynamic models of plume-ridge interaction T1 - Geodynamische Modelle der Interaktion von Plumes und Mittelozeanischen Rücken BT - case studies of the Réunion, Iceland and Kerguelen mantle plumes BT - Fallstudien der Réunion-, Island- und Kerguelen-Mantleplumes N2 - According to the classical plume hypothesis, mantle plumes are localized upwellings of hot, buoyant material in the Earth’s mantle. They have a typical mushroom shape, consisting of a large plume head, which is associated with the formation of voluminous flood basalts (a Large Igneous Province) and a narrow plume tail, which generates a linear, age-progressive chain of volcanic edifices (a hotspot track) as the tectonic plate migrates over the relatively stationary plume. Both plume heads and tails reshape large areas of the Earth’s surface over many tens of millions of years. However, not every plume has left an exemplary record that supports the classical hypothesis. The main objective of this thesis is therefore to study how specific hotspots have created the crustal thickness pattern attributed to their volcanic activities. Using regional geodynamic models, the main chapters of this thesis address the challenge of deciphering the three individual (and increasingly complex) Réunion, Iceland, and Kerguelen hotspot histories, especially focussing on the interactions between the respective plume and nearby spreading ridges. For this purpose, the mantle convection code ASPECT is used to set up three-dimensional numerical models, which consider the specific local surroundings of each plume by prescribing time-dependent boundary conditions for temperature and mantle flow. Combining reconstructed plate boundaries and plate motions, large-scale global flow velocities and an inhomogeneous lithosphere thickness distribution together with a dehydration rheology represents a novel setup for regional convection models. The model results show the crustal thickness pattern produced by the plume, which is compared to present-day topographic structures, crustal thickness estimates and age determinations of volcanic provinces associated with hotspot activity. Altogether, the model results agree well with surface observations. Moreover, the dynamic development of the plumes in the models provide explanations for the generation of smaller, yet characteristic volcanic features that were previously unexplained. Considering the present-day state of a model as a prediction for the current temperature distribution in the mantle, it cannot only be compared to observations on the surface, but also to structures in the Earth’s interior as imaged by seismic tomography. More precisely, in the case of the Réunion hotspot, the model demonstrates how the distinctive gap between the Maldives and Chagos is generated due to the combination of the ridge geometry and plume-ridge interaction. Further, the Rodrigues Ridge is formed as the surface expression of a long-distance sublithospheric flow channel between the upwelling plume and the closest ridge segment, confirming the long-standing hypothesis of Morgan (1978) for the first time in a dynamic context. The Réunion plume has been studied in connection with the seismological RHUM-RUM project, which has recently provided new seismic tomography images that yield an excellent match with the geodynamic model. Regarding the Iceland plume, the numerical model shows how plume material may have accumulated in an east-west trending corridor of thin lithosphere across Greenland and resulted in simultaneous melt generation west and east of Greenland. This provides an explanation for the extremely widespread volcanic material attributed to magma production of the Iceland hotspot and demonstrates that the model setup is also able to explain more complicated hotspot histories. The Iceland model results also agree well with newly derived seismic tomographic images. The Kerguelen hotspot has an extremely complex history and previous studies concluded that the plume might be dismembered or influenced by solitary waves in its conduit to produce the reconstructed variable melt production rate. The geodynamic model, however, shows that a constant plume influx can result in a variable magma production rate if the plume interacts with nearby mid-ocean ridges. Moreover, the Ninetyeast Ridge in the model is created by on-ridge activities, while the Kerguelen plume was located beneath the Australian plate. This is also a contrast to earlier studies, which described the Ninetyeast Ridge as the result of the Indian plate passing over the plume. Furthermore, the Amsterdam-Saint Paul Plateau in the model is the result of plume material flowing from the upwelling toward the Southeast Indian Ridge, whereas previous geochemical studies attributed that volcanic province to a separate deep plume. In summary, the three case studies presented in this thesis consistently highlight the importance of plume-ridge interaction in order to reconstruct the overall volcanic hotspot record as well as specific smaller features attributed to a certain hotspot. They also demonstrate that it is not necessary to attribute highly complicated properties to a specific plume in order to account for complex observations. Thus, this thesis contributes to the general understanding of plume dynamics and extends the very specific knowledge about the Réunion, Iceland, and Kerguelen mantle plumes. N2 - Nach der klassischen Plume-Hypothese sind Mantelplumes lokalisierte Aufströme aus heißem, aufsteigenden Material im Erdmantel und haben eine typische pilzförmige Struktur. Sie bestehen aus einem großen Plume-Kopf, der mit der Bildung von voluminösen Flutbasalten (einer Magmatischen Großprovinz) assoziiert wird und einem engen Plume-Schlauch, der eine lineare Kette von Vulkanen mit aufsteigendem Alter (einen Hotspot-Track) erzeugt, indem die tektonische Platte über den relativ stationären Plume wandert. Sowohl Plume-Köpfe als auch Plume-Schläuche formen große Gebiete der Erdoberfläche über viele zehn Millionen Jahre um. Allerdings hat nicht jeder Plume mustergültige Spuren hinterlassen, die die klassische Hypothese unterstützen. Das Hauptziel dieser Arbeit ist daher zu untersuchen, wie ein spezifischer Hotspot den ihm zugeordneten Hotspot-Track erzeugt hat. Mit Hilfe regionaler geodynamischer Modelle stellen sich die Hauptkapitel dieser Arbeit der Herausforderung, die drei individuellen (und zunehmend komplexen) Geschichten des Réunion-, Island- und Kerguelen-Hotspots zu entschlüsseln, wobei insbesondere die Wechselwirkungen zwischen dem jeweiligen Plume und nahegelegenen Mittelozeanischen Rücken im Mittelpunkt stehen. Zu diesem Zweck wird der Mantelkonvektions-Code ASPECT verwendet, um dreidimensionale numerische Modelle zu erstellen, die die spezielle lokale Umgebung jedes Plumes berücksichtigen, indem zeitabhängige Randbedingungen für Temperatur und Mantelströmung vorgeschrieben werden. Die Kombination von rekonstruierten Plattengrenzen und Plattenbewegungen, großräumigen globalen Strömungsgeschwindigkeiten und einer inhomogenen Lithosphärendickenverteilung zusammen mit einer Dehydrierungs-Rheologie stellt eine neue Konfiguration für regionale Konvektionsmodelle dar. Die Modellergebnisse zeigen die vom Plume produzierte Verteilung von vulkanischem Material, die mit heutigen topographischen Strukturen, Schätzungen der Krustendicke und Altersbestimmungen vulkanischer Provinzen verglichen wird. Insgesamt stimmen die Modellergebnisse gut mit den Oberflächenbeobachtungen überein. Darüber hinaus liefert die dynamische Entwicklung der Plumes in den Modellen Erklärungen für die Erzeugung kleinerer, aber charakteristischer vulkanischer Strukturen, deren Herkunft bisher unerklärt war. Betrachtet man den heutigen Zustand eines Modells als Vorhersage für die aktuelle Temperaturverteilung im Mantel, kann man ihn nicht nur mit Beobachtungen an der Oberfläche vergleichen, sondern auch mit Strukturen im Erdinneren, wie sie durch seismische Tomographie abgebildet werden. Genauer gesagt zeigt das Modell im Falle des Réunion-Hotspots, wie die charakteristische Lücke zwischen den Malediven und Chagos aufgrund der Kombination der Geometrie des Mittelozeanischen Rückens und der Interaktion zwischen Plume und Rücken erzeugt wird. Des Weiteren wird der Rodrigues-Rücken als Oberflächenerscheinung eines sublithosphärischen Strömungskanals zwischen dem aufsteigenden Plume und dem nächstgelegenen Segment des Mittelozeanischen Rückens gebildet, was die langjährige Hypothese von Morgan (1978) zum ersten Mal in einem dynamischen Kontext bestätigt. Der Réunion-Plume wurde im Rahmen des seismo- logischen RHUM-RUM-Projektes untersucht, das kürzlich neue seismische Tomographiebilder ergeben hat, die eine exzellente Übereinstimmung mit dem geodynamischen Modell aufweisen. Was den Island-Plume betrifft, so zeigt das numerische Modell, wie sich Plume-Material in einem von Ost nach West verlaufenden Korridor dünner Lithosphäre in Grönland angesammelt haben könnte und zu einer gleichzeitigen Schmelzerzeugung westlich und östlich von Grönland geführt hat. Dies erklärt das extrem weit verbreitete vulkanische Material, das der Magmaproduktion des Island-Hotspots zugeschrieben wird, und demonstriert, dass der Modell-Aufbau auch kompliziertere Hotspot-Geschichten erklären kann. Die Ergebnisse des Island-Modells stimmen ebenfalls gut mit neu erzeugten seismischen Tomographiebildern überein. Der Kerguelen-Hotspot hat eine äußerst komplexe Geschichte und frühere Studien kamen zu dem Schluss, dass der Plume eine zerrissene Struktur oder durch einzelne Wellen im Schlauch beeinflusst sein könnte, um die rekonstruierte variable Schmelzproduktionsrate zu erzeugen. Das geodynamische Modell zeigt jedoch, dass ein konstanter Plume-Einstrom zu einer variablen Magmaproduktionsrate führen kann, wenn der Plume mit nahegelegenen mittelozeanischen Rücken interagiert. Darüber hinaus wird der Neunzig-Grad-Ost-Rücken im Modell am Mittelozeanischen Rücken erschaffen, während der Kerguelen-Plume unter der australischen Platte lag. Dies steht auch im Gegensatz zu früheren Studien, die den Neunzig-Grad-Ost-Rücken als Ergebnis der über den Plume wandernden indischen Platte beschrieben haben. Darüber hinaus ist das Amsterdam-Saint Paul-Plateau im Modell das Ergebnis von Plume-Material, das von der Aufstiegsregion in Richtung des Südostindischen Rückens fließt, wohingegen frühere geochemische Studien diese vulkanische Provinz einem separaten tiefen Plume zugeschrieben haben. Zusammenfassend verdeutlichen die drei in dieser Arbeit präsentierten Fallstudien die Bedeutung der Interaktion zwischen Plume und Mittelozeanischen Rücken für die Rekonstruktion der Verteilung des gesamten vom Hotspot erzeugten vulkanischen Materials sowie von spezifischen kleineren Strukturen, die einem bestimmten Hotspot zugeordnet sind. Es wird auch gezeigt, dass es nicht notwendig ist, einem bestimmten Plume hochkomplizierte Eigenschaften zuzuschreiben, um komplexe Beobachtungen zu erklären. Somit trägt diese Arbeit zum allgemeinen Verständnis der Dynamik von Plumes bei und erweitert das sehr spezifische Wissen über die Réunion-, Island-, und Kerguelen-Mantelplumes. KW - geodynamic models KW - plume-ridge interaction KW - Réunion KW - Iceland KW - Kerguelen KW - mantle plumes KW - geodynamische Modelle KW - Plume-Rücken Interaktion KW - Réunion KW - Island KW - Kerguelen KW - Mantleplumes Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-411732 ER - TY - THES A1 - Zuo, Zhe T1 - From unstructured to structured: Context-based named entity mining from text T1 - Von unstrukturiert zu strukturiert: Kontextbasierte Gewinnung benannter Entitäten von Text N2 - With recent advances in the area of information extraction, automatically extracting structured information from a vast amount of unstructured textual data becomes an important task, which is infeasible for humans to capture all information manually. Named entities (e.g., persons, organizations, and locations), which are crucial components in texts, are usually the subjects of structured information from textual documents. Therefore, the task of named entity mining receives much attention. It consists of three major subtasks, which are named entity recognition, named entity linking, and relation extraction. These three tasks build up an entire pipeline of a named entity mining system, where each of them has its challenges and can be employed for further applications. As a fundamental task in the natural language processing domain, studies on named entity recognition have a long history, and many existing approaches produce reliable results. The task is aiming to extract mentions of named entities in text and identify their types. Named entity linking recently received much attention with the development of knowledge bases that contain rich information about entities. The goal is to disambiguate mentions of named entities and to link them to the corresponding entries in a knowledge base. Relation extraction, as the final step of named entity mining, is a highly challenging task, which is to extract semantic relations between named entities, e.g., the ownership relation between two companies. In this thesis, we review the state-of-the-art of named entity mining domain in detail, including valuable features, techniques, evaluation methodologies, and so on. Furthermore, we present two of our approaches that focus on the named entity linking and relation extraction tasks separately. To solve the named entity linking task, we propose the entity linking technique, BEL, which operates on a textual range of relevant terms and aggregates decisions from an ensemble of simple classifiers. Each of the classifiers operates on a randomly sampled subset of the above range. In extensive experiments on hand-labeled and benchmark datasets, our approach outperformed state-of-the-art entity linking techniques, both in terms of quality and efficiency. For the task of relation extraction, we focus on extracting a specific group of difficult relation types, business relations between companies. These relations can be used to gain valuable insight into the interactions between companies and perform complex analytics, such as predicting risk or valuating companies. Our semi-supervised strategy can extract business relations between companies based on only a few user-provided seed company pairs. By doing so, we also provide a solution for the problem of determining the direction of asymmetric relations, such as the ownership_of relation. We improve the reliability of the extraction process by using a holistic pattern identification method, which classifies the generated extraction patterns. Our experiments show that we can accurately and reliably extract new entity pairs occurring in the target relation by using as few as five labeled seed pairs. N2 - Mit den jüngsten Fortschritten in den Gebieten der Informationsextraktion wird die automatisierte Extrahierung strukturierter Informationen aus einer unüberschaubaren Menge unstrukturierter Textdaten eine wichtige Aufgabe, deren manuelle Ausführung unzumutbar ist. Benannte Entitäten, (z.B. Personen, Organisationen oder Orte), essentielle Bestandteile in Texten, sind normalerweise der Gegenstand strukturierter Informationen aus Textdokumenten. Daher erhält die Aufgabe der Gewinnung benannter Entitäten viel Aufmerksamkeit. Sie besteht aus drei groen Unteraufgaben, nämlich Erkennung benannter Entitäten, Verbindung benannter Entitäten und Extraktion von Beziehungen. Diese drei Aufgaben zusammen sind der Grundprozess eines Systems zur Gewinnung benannter Entitäten, wobei jede ihre eigene Herausforderung hat und für weitere Anwendungen eingesetzt werden kann. Als ein fundamentaler Aspekt in der Verarbeitung natürlicher Sprache haben Studien zur Erkennung benannter Entitäten eine lange Geschichte, und viele bestehenden Ansätze erbringen verlässliche Ergebnisse. Die Aufgabe zielt darauf ab, Nennungen benannter Entitäten zu extrahieren und ihre Typen zu bestimmen. Verbindung benannter Entitäten hat in letzter Zeit durch die Entwicklung von Wissensdatenbanken, welche reiche Informationen über Entitäten enthalten, viel Aufmerksamkeit erhalten. Das Ziel ist es, Nennungen benannter Entitäten zu unterscheiden und diese mit dazugehörigen Einträgen in einer Wissensdatenbank zu verknüpfen. Der letzte Schritt der Gewinnung benannter Entitäten, die Extraktion von Beziehungen, ist eine stark anspruchsvolle Aufgabe, nämlich die Extraktion semantischer Beziehungen zwischen Entitäten, z.B. die Eigentümerschaft zwischen zwei Firmen. In dieser Doktorarbeit arbeiten wir den aktuellen Stand der Wissenschaft in den Domäne der Gewinnung benannter Entitäten auf, unter anderem wertvolle Eigenschaften und Evaluationsmethoden. Darüberhinaus präsentieren wir zwei Ansätze von uns, die jeweils ihren Fokus auf die Verbindung benannter Entitäten sowie der Aufgaben der Extraktion von Beziehungen legen. Um die Aufgabe der Verbindung benannter Entitäten zu lösen schlagen wir hier die Verbindungstechnik BEL vor, welche auf einer textuellen Bandbreite relevanter Begriffe agiert und Entscheidungen einer Kombination von einfacher Klassifizierer aggregiert. Jeder dieser Klassifizierer arbeitet auf einer zufällig ausgewählten Teilmenge der obigen Bandbreite. In umfangreichen Experimenten mit handannotierten sowie Vergleichsdatensätzen hat unser Ansatz andere Lösungen zur Verbindung benannter Entitäten, die auf dem Stand der aktuellen Technik beruhen, sowie in Bezug auf Qualität als auch Effizienz geschlagen. Für die Aufgabe der Extraktion von Beziehungen fokussieren wir uns auf eine bestimmte Gruppe schwieriger Beziehungstypen, nämlich die Geschäftsbeziehungen zwischen Firmen. Diese Beziehungen können benutzt werden, um wertvolle Erkenntnisse in das Zusammenspiel von Firmen zu gelangen und komplexe Analysen ausführen, beispielsweise die Risikovorhersage oder Bewertung von Firmen. Unsere teilbeaufsichtigte Strategie kann Geschäftsbeziehungen zwischen Firmen anhand nur weniger nutzergegebener Startwerte von Firmenpaaren extrahieren. Dadurch bieten wir auch eine Lösung für das Problem der Richtungserkennung asymmetrischer Beziehungen, beispielsweise der Eigentumsbeziehung. Wir verbessern die Verlässlichkeit des Extraktionsprozesses, indem wir holistische Musteridentifikationsmethoden verwenden, welche die erstellten Extraktionsmuster klassifizieren. Unsere Experimente zeigen, dass wir neue Entitätenpaare akkurat und verlässlich in der Zielbeziehung mit bereits fünf bezeichneten Startpaaren extrahieren können. KW - named entity mining KW - information extraction KW - natural language processing KW - Gewinnung benannter Entitäten KW - Informationsextraktion KW - maschinelle Verarbeitung natürlicher Sprache Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412576 ER - TY - GEN A1 - Schmidt-Wellenburg, Christian T1 - Europeanisation, stateness, and professions BT - what role do economic expertise and economic experts play in European political integration? T2 - Postprints der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe N2 - The article explores Europeanisation as an effect of European political integration, a process driven by struggles over the legitimate political and social order that is to prevail in Europe. Firstly, an analytic framework is constructed, drawing on insights from Pierre Bourdieu’s work on similar struggles over nation-stateness. Secondly, the mechanisms identified are used to assess the role played by economic experts and expertise in the process of European political integration. It is argued that concepts arising from economic disciplines, agents educated in economics, and practising economic professionals influence European political integration and have benefited from Europeanisation initiated by this process. Special emphasis is placed on strategies of integrating Europe by law or by market, on governing Europe using economic expertise, on the role played by economic academia in researching and objectifying Europe, and on staffing European institutions with economists. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe - 99 KW - field theory KW - economics KW - professions KW - European Union KW - neo-liberal governance KW - political integration Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412590 SN - 1867-5808 IS - 99 ER - TY - GEN A1 - Veríssimo, Joao Marques A1 - Heyer, Vera A1 - Jacob, Gunnar A1 - Clahsen, Harald T1 - Selective effects of age of acquisition on morphological priming BT - evidence for a sensitive period T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Is there an ideal time window for language acquisition after which nativelike representation and processing are unattainable? Although this question has been heavily debated, no consensus has been reached. Here, we present evidence for a sensitive period in language development and show that it is specific to grammar. We conducted a masked priming task with a group of Turkish-German bilinguals and examined age of acquisition (AoA) effects on the processing of complex words. We compared a subtle but meaningful linguistic contrast, that between grammatical inflection and lexical-based derivation. The results showed a highly selective AoA effect on inflectional (but not derivational) priming. In addition, the effect displayed a discontinuity indicative of a sensitive period: Priming from inflected forms was nativelike when acquisition started before the age of 5 but declined with increasing AoA. We conclude that the acquisition of morphological rules expressing morphosyntactic properties is constrained by maturational factors. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 486 KW - visual word recognition KW - 2nd-language acquisition KW - maturational constraints KW - language-acquisition KW - 2nd langauge KW - speech KW - experience KW - perception KW - english Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412611 SN - 1866-8364 IS - 486 ER - TY - GEN A1 - Krauskopf, Karsten A1 - Foulger, Teresa S. A1 - Williams, Mia Kim T1 - Prompting teachers’ reflection of their professional knowledge BT - a proof-of-concept study of the Graphic Assessment of TPACK Instrument T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Many educational technology proponents support the Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK) model as a way to conceptualize teaching with technology, but recent TPACK research shows a need for empirical studies regarding the development of this knowledge. This proof-of-concept study applies mixed-methods to investigate the meta-cognitive awareness produced by teachers who participate in the Graphic Assessment of TPACK Instrument (GATI). This process involves creating graphical representations (circles of differing sizes and the degree of their overlap) that represent what teachers understand to be their current and aspired TPACK. This study documented teachers’ explanations during a think-aloud procedure as they created their GATI figures. The in-depth data from two German teachers who participated in the process captured the details of their experience and demonstrated the potential of the GATI to support teachers in reflecting about their professional knowledge and in determining their own professional development activities. These findings will be informative to future pilot studies involving the larger design of the GATI process, to better understand the role of teachers’ meta-conceptual awareness, and to better ascertain how the GATI might be used to support professional development on a larger scale. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 466 KW - TPACK KW - professional development KW - Graphic Assessment of TPACK Instrument KW - GATI KW - reflective practice KW - meta-cognitive prompts Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412628 IS - 466 ER - TY - GEN A1 - Brunner, Martin A1 - Keller, Ulrich A1 - Wenger, Marina A1 - Fischbach, Antoine A1 - Lüdtke, Oliver T1 - Between-school variation in students' achievement, motivation, affect, and learning strategies BT - results from 81 countries for planning group-randomized trials in education T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - To plan group-randomized trials where treatment conditions are assigned to schools, researchers need design parameters that provide information about between-school differences in outcomes as well as the amount of variance that can be explained by covariates at the student (L1) and school (L2) levels. Most previous research has offered these parameters for U.S. samples and for achievement as the outcome. This paper and the online supplementary materials provide design parameters for 81 countries in three broad outcome categories (achievement, affect and motivation, and learning strategies) for domain-general and domain-specific (mathematics, reading, and science) measures. Sociodemographic characteristics were used as covariates. Data from representative samples of 15-year-old students stemmed from five cycles of the Programme for International Student Assessment (PISA; total number of students/schools: 1,905,147/70,098). Between-school differences as well as the amount of variance explained at L1 and L2 varied widely across countries and educational outcomes, demonstrating the limited generalizability of design parameters across these dimensions. The use of the design parameters to plan group-randomized trials is illustrated. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 465 KW - student achievement KW - motivation KW - affect KW - learning styles KW - intraclass correlation KW - large-scale assessment KW - multilevel models KW - design parameters Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412662 IS - 465 ER - TY - GEN A1 - Daviter, Falk T1 - Coping, taming or solving BT - alternative approaches to the governance of wicked problems T2 - Policy Studies N2 - One of the truisms of policy analysis is that policy problems are rarely solved. As an ever-increasing number of policy issues are identified as an inherently ill-structured and intractable type of wicked problem, the question of what policy analysis sets out to accomplish has emerged as more central than ever. If solving wicked problems is beyond reach, research on wicked problems needs to provide a clearer understanding of the alternatives. The article identifies and explicates three distinguishable strategies of problem governance: coping, taming and solving. It shows that their intellectual premises and practical implications clearly contrast in core respects. The article argues that none of the identified strategies of problem governance is invariably more suitable for dealing with wicked problems. Rather than advocate for some universally applicable approach to the governance of wicked problems, the article asks under what conditions different ways of governing wicked problems are analytically reasonable and normatively justified. It concludes that a more systematic assessment of alternative approaches of problem governance requires a reorientation of the debate away from the conception of wicked problems as a singular type toward the more focused analysis of different dimensions of problem wickedness. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe - 98 KW - Wicked problems KW - complex problems KW - governance KW - problem-solving KW - policy analysis Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412684 ER - TY - GEN A1 - Arslan, Seçkin A1 - Gür, Eren A1 - Felser, Claudia T1 - Predicting the sources of impaired wh-question comprehension in non-fluent aphasia BT - a cross-linguistic machine learning study on Turkish and German T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - This study investigates the comprehension of wh-questions in individuals with aphasia (IWA) speaking Turkish, a non-wh-movement language, and German, a wh-movement language. We examined six German-speaking and 11 Turkish-speaking IWA using picture-pointing tasks. Findings from our experiments show that the Turkish IWA responded more accurately to both object who and object which questions than to subject questions, while the German IWA performed better for subject which questions than in all other conditions. Using random forest models, a machine learning technique used in tree-structured classification, on the individual data revealed that both the Turkish and German IWA’s response accuracy is largely predicted by the presence of overt and unambiguous case marking. We discuss our results with regard to different theoretical approaches to the comprehension of wh-questions in aphasia. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 464 KW - Non-fluent aphasia KW - random forest algorithm KW - sentence comprehension KW - wh-in-situ KW - wh-questions KW - wh-movement Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412717 IS - 464 ER - TY - THES A1 - Beyhl, Thomas T1 - A framework for incremental view graph maintenance T1 - Ein Framework für die inkrementelle Wartung von Sichten auf Graphen N2 - Nowadays, graph data models are employed, when relationships between entities have to be stored and are in the scope of queries. For each entity, this graph data model locally stores relationships to adjacent entities. Users employ graph queries to query and modify these entities and relationships. These graph queries employ graph patterns to lookup all subgraphs in the graph data that satisfy certain graph structures. These subgraphs are called graph pattern matches. However, this graph pattern matching is NP-complete for subgraph isomorphism. Thus, graph queries can suffer a long response time, when the number of entities and relationships in the graph data or the graph patterns increases. One possibility to improve the graph query performance is to employ graph views that keep ready graph pattern matches for complex graph queries for later retrieval. However, these graph views must be maintained by means of an incremental graph pattern matching to keep them consistent with the graph data from which they are derived, when the graph data changes. This maintenance adds subgraphs that satisfy a graph pattern to the graph views and removes subgraphs that do not satisfy a graph pattern anymore from the graph views. Current approaches for incremental graph pattern matching employ Rete networks. Rete networks are discrimination networks that enumerate and maintain all graph pattern matches of certain graph queries by employing a network of condition tests, which implement partial graph patterns that together constitute the overall graph query. Each condition test stores all subgraphs that satisfy the partial graph pattern. Thus, Rete networks suffer high memory consumptions, because they store a large number of partial graph pattern matches. But, especially these partial graph pattern matches enable Rete networks to update the stored graph pattern matches efficiently, because the network maintenance exploits the already stored partial graph pattern matches to find new graph pattern matches. However, other kinds of discrimination networks exist that can perform better in time and space than Rete networks. Currently, these other kinds of networks are not used for incremental graph pattern matching. This thesis employs generalized discrimination networks for incremental graph pattern matching. These discrimination networks permit a generalized network structure of condition tests to enable users to steer the trade-off between memory consumption and execution time for the incremental graph pattern matching. For that purpose, this thesis contributes a modeling language for the effective definition of generalized discrimination networks. Furthermore, this thesis contributes an efficient and scalable incremental maintenance algorithm, which updates the (partial) graph pattern matches that are stored by each condition test. Moreover, this thesis provides a modeling evaluation, which shows that the proposed modeling language enables the effective modeling of generalized discrimination networks. Furthermore, this thesis provides a performance evaluation, which shows that a) the incremental maintenance algorithm scales, when the graph data becomes large, and b) the generalized discrimination network structures can outperform Rete network structures in time and space at the same time for incremental graph pattern matching. N2 - Heutzutage werden Graphdatenmodelle verwendet um Beziehungen zwischen Entitäten zu speichern und diese Beziehungen später abzufragen. Jede Entität im Graphdatenmodell speichert lokal die Beziehungen zu anderen verknüpften Entitäten. Benutzer stellen Suchanfragen um diese Entitäten und Beziehungen abzufragen und zu modifizieren. Dafür machen Suchanfragen Gebrauch von Graphmustern um alle Teilgraphen in den Graphdaten zu finden, die über bestimmte Graphstrukturen verfügen. Diese Teilgraphen werden Graphmusterübereinstimmung (Match) genannt. Allerdings ist diese Suche nach Matches NP-vollständig für Teilgraphisomorphie. Daher können Suchanfragen einer langen Antwortzeit unterliegen, wenn die Anzahl von Entitäten und Beziehungen in den Graphdaten oder -mustern ansteigt. Eine Möglichkeit die Antwortzeiten von Suchanfragen zu verbessern ist Matches für komplexe Suchanfragen in sogenannten Sichten über die Graphdaten für spätere Suchanfragen bereitzuhalten. Allerdings müssen diese Sichten mittels einer inkrementellen Suche nach Matches gewartete werden um sie konsistent zu den sich ändernden Graphdaten zu halten. Diese Wartung ergänzt Teilgraphen, die Graphmuster erfüllen, in den Sichten und entfernt Teilgraphen, die Graphmuster nicht mehr erfüllen, aus den Sichten. Aktuelle Ansätze für die inkrementelle Suche nach Matches verwenden Rete Netzwerke. Rete Netzwerke sind sogenannte Discrimination Networks, die alle Matches für bestimmte Suchanfragen aufzählen und warten, indem sie ein Netzwerk aus einzelnen Teilgraphmustern anwenden, die zusammen eine vollständige Suchanfrage ergeben. Das Netzwerk speichert für jedes Teilgraphmuster welche Teilgraphen das Teilgraphmuster erfüllen. Daher haben Rete Netzwerke einen hohen Speicherverbrauch, da sie alle Zwischenergebnisse speichern müssen. Jedoch sind es gerade diese gespeicherten Zwischenergebnisse, die es dem Rete Netzwerk ermöglichen die gespeicherten Zwischenergebnisse effizient zu warten, da diese Zwischenergebnisse für das Auffinden neuer Matches ausgenutzt werden. Allerdings existieren andere Arten von Discrimination Networks, die hinsichtlich Speicher- und Zeitverbrauch effizienter sind, aber derzeit nicht für die inkrementelle Suche nach Matches verwendet werden. Diese Doktorarbeit wendet eine verallgemeinerte Art von Discrimination Networks an. Diese verallgemeinerte Art ermöglicht es die Balance zwischen Speicher- und Zeitverbrauch für die inkrementelle Suche nach Matches zu steuern. Dafür stellt diese Arbeit eine Modellierungssprache vor, die es ermöglicht verallgemeinerte Arten von Discrimination Networks effektiv zu spezifizieren. Darauf aufbauend stellt diese Arbeit einen inkrementellen Algorithmus vor, der die gespeicherten Matches effizient und skalierbar wartet. Abschließend stellt diese Arbeit eine Evaluierung vor, die aufzeigt dass die Modellierungssprache eine effektive Spezifikation von verallgemeinerten Discrimination Networks erlaubt. Außerdem zeigt die Evaluierung, dass a) der inkrementelle Wartungsalgorithmus für große Graphdaten skaliert und b) die Netzwerkstrukturen von verallgemeinerten Discrimination Networks im Vergleich zu den Netzwerkstrukturen von Rete Netzwerken im Speicher- und Zeitverbrauch für die inkrementelle Suche nach Matches effizienter sein können. KW - incremental graph pattern matching KW - discrimination networks KW - Rete networks KW - Gator networks KW - model-driven software engineering KW - inkrementelle Graphmustersuche KW - Discrimination Networks KW - Rete Netzwerk KW - Gator Netzwerk KW - modellgetriebene Softwareentwicklung Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-405929 ER - TY - THES A1 - Papenbrock, Thorsten T1 - Data profiling - efficient discovery of dependencies T1 - Profilerstellung für Daten - Effiziente Entdeckung von Abhängigkeiten N2 - Data profiling is the computer science discipline of analyzing a given dataset for its metadata. The types of metadata range from basic statistics, such as tuple counts, column aggregations, and value distributions, to much more complex structures, in particular inclusion dependencies (INDs), unique column combinations (UCCs), and functional dependencies (FDs). If present, these statistics and structures serve to efficiently store, query, change, and understand the data. Most datasets, however, do not provide their metadata explicitly so that data scientists need to profile them. While basic statistics are relatively easy to calculate, more complex structures present difficult, mostly NP-complete discovery tasks; even with good domain knowledge, it is hardly possible to detect them manually. Therefore, various profiling algorithms have been developed to automate the discovery. None of them, however, can process datasets of typical real-world size, because their resource consumptions and/or execution times exceed effective limits. In this thesis, we propose novel profiling algorithms that automatically discover the three most popular types of complex metadata, namely INDs, UCCs, and FDs, which all describe different kinds of key dependencies. The task is to extract all valid occurrences from a given relational instance. The three algorithms build upon known techniques from related work and complement them with algorithmic paradigms, such as divide & conquer, hybrid search, progressivity, memory sensitivity, parallelization, and additional pruning to greatly improve upon current limitations. Our experiments show that the proposed algorithms are orders of magnitude faster than related work. They are, in particular, now able to process datasets of real-world, i.e., multiple gigabytes size with reasonable memory and time consumption. Due to the importance of data profiling in practice, industry has built various profiling tools to support data scientists in their quest for metadata. These tools provide good support for basic statistics and they are also able to validate individual dependencies, but they lack real discovery features even though some fundamental discovery techniques are known for more than 15 years. To close this gap, we developed Metanome, an extensible profiling platform that incorporates not only our own algorithms but also many further algorithms from other researchers. With Metanome, we make our research accessible to all data scientists and IT-professionals that are tasked with data profiling. Besides the actual metadata discovery, the platform also offers support for the ranking and visualization of metadata result sets. Being able to discover the entire set of syntactically valid metadata naturally introduces the subsequent task of extracting only the semantically meaningful parts. This is challenge, because the complete metadata results are surprisingly large (sometimes larger than the datasets itself) and judging their use case dependent semantic relevance is difficult. To show that the completeness of these metadata sets is extremely valuable for their usage, we finally exemplify the efficient processing and effective assessment of functional dependencies for the use case of schema normalization. N2 - Data Profiling ist eine Disziplin der Informatik, die sich mit der Analyse von Datensätzen auf deren Metadaten beschäftigt. Die verschiedenen Typen von Metadaten reichen von einfachen Statistiken wie Tupelzahlen, Spaltenaggregationen und Wertverteilungen bis hin zu weit komplexeren Strukturen, insbesondere Inklusionsabhängigkeiten (INDs), eindeutige Spaltenkombinationen (UCCs) und funktionale Abhängigkeiten (FDs). Diese Statistiken und Strukturen dienen, sofern vorhanden, dazu die Daten effizient zu speichern, zu lesen, zu ändern und zu verstehen. Die meisten Datensätze stellen ihre Metadaten aber nicht explizit zur Verfügung, so dass Informatiker sie mittels Data Profiling bestimmen müssen. Während einfache Statistiken noch relativ schnell zu berechnen sind, stellen die komplexen Strukturen schwere, zumeist NP-vollständige Entdeckungsaufgaben dar. Es ist daher auch mit gutem Domänenwissen in der Regel nicht möglich sie manuell zu entdecken. Aus diesem Grund wurden verschiedenste Profiling Algorithmen entwickelt, die die Entdeckung automatisieren. Keiner dieser Algorithmen kann allerdings Datensätze von heutzutage typischer Größe verarbeiten, weil entweder der Ressourcenverbrauch oder die Rechenzeit effektive Grenzen überschreiten. In dieser Arbeit stellen wir neuartige Profiling Algorithmen vor, die automatisch die drei populärsten Typen komplexer Metadaten entdecken können, nämlich INDs, UCCs, und FDs, die alle unterschiedliche Formen von Schlüssel-Abhängigkeiten beschreiben. Die Aufgabe dieser Algorithmen ist es alle gültigen Vorkommen der drei Metadaten-Typen aus einer gegebenen relationalen Instanz zu extrahieren. Sie nutzen dazu bekannte Entdeckungstechniken aus verwandten Arbeiten und ergänzen diese um algorithmische Paradigmen wie Teile-und-Herrsche, hybrides Suchen, Progressivität, Speichersensibilität, Parallelisierung und zusätzliche Streichungsregeln. Unsere Experimente zeigen, dass die vorgeschlagenen Algorithmen mit den neuen Techniken nicht nur um Größenordnungen schneller sind als alle verwandten Arbeiten, sie erweitern auch aktuelle Beschränkungen deutlich. Sie können insbesondere nun Datensätze realer Größe, d.h. mehrerer Gigabyte Größe mit vernünftigem Speicher- und Zeitverbrauch verarbeiten. Aufgrund der praktischen Relevanz von Data Profiling hat die Industrie verschiedene Profiling Werkzeuge entwickelt, die Informatiker in ihrer Suche nach Metadaten unterstützen sollen. Diese Werkzeuge bieten eine gute Unterstützung für die Berechnung einfacher Statistiken. Sie sind auch in der Lage einzelne Abhängigkeiten zu validieren, allerdings mangelt es ihnen an Funktionen zur echten Entdeckung von Metadaten, obwohl grundlegende Entdeckungstechniken schon mehr als 15 Jahre bekannt sind. Um diese Lücke zu schließen haben wir Metanome entwickelt, eine erweiterbare Profiling Plattform, die nicht nur unsere eigenen Algorithmen sondern auch viele weitere Algorithmen anderer Forscher integriert. Mit Metanome machen wir unsere Forschungsergebnisse für alle Informatiker und IT-Fachkräfte zugänglich, die ein modernes Data Profiling Werkzeug benötigen. Neben der tatsächlichen Metadaten-Entdeckung bietet die Plattform zusätzlich Unterstützung bei der Bewertung und Visualisierung gefundener Metadaten. Alle syntaktisch korrekten Metadaten effizient finden zu können führt natürlicherweise zur Folgeaufgabe daraus nur die semantisch bedeutsamen Teile zu extrahieren. Das ist eine Herausforderung, weil zum einen die Mengen der gefundenen Metadaten überraschenderweise groß sind (manchmal größer als der untersuchte Datensatz selbst) und zum anderen die Entscheidung über die Anwendungsfall-spezifische semantische Relevanz einzelner Metadaten-Aussagen schwierig ist. Um zu zeigen, dass die Vollständigkeit der Metadaten sehr wertvoll für ihre Nutzung ist, veranschaulichen wir die effiziente Verarbeitung und effektive Bewertung von funktionalen Abhängigkeiten am Anwendungsfall Schema Normalisierung. KW - data profiling KW - functional dependency KW - unique column combination KW - inclusion dependency KW - dependency KW - metanome KW - metadata KW - discovery KW - hybrid KW - divide-and-conquer KW - Profilerstellung für Daten KW - funktionale Abhängigkeit KW - eindeutige Spaltenkombination KW - Inklusionsabhängigkeit KW - Abhängigkeit KW - Metanome KW - Metadaten KW - Entdeckung KW - Hybrid KW - Teile und Herrsche Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-406705 ER - TY - THES A1 - Reyna González, Emmanuel T1 - Engineering of the microviridin post-translational modification enzymes for the production of synthetic protease inhibitors T1 - Manipulation der posttranslationalen Modifikationsenzyme von Microviridin zur Herstellung synthetischer Proteaseinhibitoren N2 - Natural products and their derivatives have always been a source of drug leads. In particular, bacterial compounds have played an important role in drug development, for example in the field of antibiotics. A decrease in the discovery of novel leads from natural sources and the hope of finding new leads through the generation of large libraries of drug-like compounds by combinatorial chemistry aimed at specific molecular targets drove the pharmaceutical companies away from research on natural products. However, recent technological advances in genetics, bioinformatics and analytical chemistry have revived the interest in natural products. The ribosomally synthesized and post-translationally modified peptides (RiPPs) are a group of natural products generated by the action of post-translationally modifying enzymes on precursor peptides translated from mRNA by ribosomes. The great substrate promiscuity exhibited by many of the enzymes from RiPP biosynthetic pathways have led to the generation of hundreds of novel synthetic and semisynthetic variants, including variants carrying non-canonical amino acids (ncAAs). The microviridins are a family of RiPPs characterized by their atypical tricyclic structure composed of lactone and lactam rings, and their activity as serine protease inhibitors. The generalities of their biosynthetic pathway have already been described, however, the lack of information on details such as the protease responsible for cleaving off the leader peptide from the cyclic core peptide has impeded the fast and cheap production of novel microviridin variants. In the present work, knowledge on leader peptide activation of enzymes from other RiPP families has been extrapolated to the microviridin family, making it possible to bypass the need of a leader peptide. This feature allowed for the exploitation of the microviridin biosynthetic machinery for the production of novel variants through the establishment of an efficient one-pot in vitro platform. The relevance of this chemoenzymatic approach has been exemplified by the synthesis of novel potent serine protease inhibitors from both rationally-designed peptide libraries and bioinformatically predicted microviridins. Additionally, new structure-activity relationships (SARs) could be inferred by screening microviridin intermediates. The significance of this technique was further demonstrated by the simple incorporation of ncAAs into the microviridin scaffold. N2 - Naturstoffe und ihre Derivate waren schon immer eine Quelle von Leitstrukturen. Insbesondere haben bakterielle Verbindungen eine wichtige Rolle bei der Arzneimittelentwicklung gespielt, zum Beispiel im Bereich der Antibiotika. Die Abnahme von Entdeckungen neuer Leitstrukturen aus natürlichen Quellen und die Hoffnung, neue Leitstrukturen in großen Bibliotheken medikamentenähnlicher Verbindungen zu finden, welche auf spezifische molekulare Ziele gerichtet sind und mithilfe kombinatorischer Chemie erstellt wurden, trieben die Pharmaunternehmen weg von der Naturstoffforschung. Allerdings haben moderne technologische Fortschritte in der Genetik, der Bioinformatik und der analytischen Chemie das Interesse an Naturstoffen wiederbelebt. Die ribosomal synthetisierten und posttranslational modifizierten Peptide (RiPPs) sind eine Gruppe von Naturstoffen, die durch das Einwirken posttranslational modifizierender Enzymen auf Präkursorpeptide entstehen, welche ihrerseits aus mRNA durch Translation an den Ribosomen hervorgehen. Die durch viele der Enzyme aus RiPP Biosynthesewege gezeigte große Substrat- Promiskuität führte zur Erzeugung hunderter neuartiger synthetischer und halbsynthetischer Varianten, einschließlich Varianten mit nicht-kanonischen Aminosäuren. Die Microviridine sind eine Familie von RiPPs, die durch ihre atypische trizyklische Struktur aus Lacton- und Lactamringen und ihre Aktivität als Serin-Protease-Inhibitoren gekennzeichnet sind. Die Grundlagen ihres Biosyntheseweges sind bereits beschrieben worden, aber wesentliche Fragestellungen, zum Beispiel die für die Spaltung des Leader-Peptids vom zyklischen Core- Peptid verantwortliche Protease betreffend, sind weitgehend ungeklärt und erschweren die schnelle und kostengünstige Herstellung neuer Microviridinvarianten. In der vorliegenden Arbeit wurde das Wissen über die durch Leader-Peptid Aktivierung von Enzymen aus anderen RiPP-Familien auf die Microviridinfamilie extrapoliert, wodurch es möglich wurde, die Notwendigkeit eines Leader-Peptids zu umgehen. Diese Besonderheit erlaubt nunmehr, die Microviridin-Biosynthese-Enzyme für die Herstellung von neuartigen Varianten durch die Etablierung einer effizienten in vitro Synthese-Plattform auszunutzen. Die Relevanz dieses chemoenzymatischen Ansatzes wurde durch die Synthese von neuen potenten Serin-Protease- Inhibitoren aus sowohl rational gestalteten Peptidbibliotheken als auch bioinformatisch vorhergesagten Microviridinen veranschaulicht. Darüber hinaus wurden durch das Screenen von Microviridinzwischenprodukten neue Struktur-Funktionsbeziehungen abgeleitet. Die Bedeutung dieser Technik wurde durch den einfachen Einbau von nicht-kanonischen Aminosäuren in das Microviridin-Gerüst weiter demonstriert. KW - RiPP KW - microviridin KW - biosynthesis KW - natural products KW - peptide KW - protease inhibitor KW - Biosynthese KW - Naturstoffe KW - cyanobacteria KW - Cyanobakterien KW - Microviridin KW - Protease-Inhibitoren Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-406979 ER - TY - THES A1 - Reike, Dennis T1 - A look behind perceptual performance in numerical cognition T1 - Ein Blick hinter die perzeptuellen Leistungen numerischer Kognition N2 - Recognizing, understanding, and responding to quantities are considerable skills for human beings. We can easily communicate quantities, and we are extremely efficient in adapting our behavior to numerical related tasks. One usual task is to compare quantities. We also use symbols like digits in numerical-related tasks. To solve tasks including digits, we must to rely on our previously learned internal number representations. This thesis elaborates on the process of number comparison with the use of noisy mental representations of numbers, the interaction of number and size representations and how we use mental number representations strategically. For this, three studies were carried out. In the first study, participants had to decide which of two presented digits was numerically larger. They had to respond with a saccade in the direction of the anticipated answer. Using only a small set of meaningfully interpretable parameters, a variant of random walk models is described that accounts for response time, error rate, and variance of response time for the full matrix of 72 digit pairs. In addition, the used random walk model predicts a numerical distance effect even for error response times and this effect clearly occurs in the observed data. In relation to corresponding correct answers error responses were systematically faster. However, different from standard assumptions often made in random walk models, this account required that the distributions of step sizes of the induced random walks be asymmetric to account for this asymmetry between correct and incorrect responses. Furthermore, the presented model provides a well-defined framework to investigate the nature and scale (e.g., linear vs. logarithmic) of the mapping of numerical magnitude onto its internal representation. In comparison of the fits of proposed models with linear and logarithmic mapping, the logarithmic mapping is suggested to be prioritized. Finally, we discuss how our findings can help interpret complex findings (e.g., conflicting speed vs. accuracy trends) in applied studies that use number comparison as a well-established diagnostic tool. Furthermore, a novel oculomotoric effect is reported, namely the saccadic overschoot effect. The participants responded by saccadic eye movements and the amplitude of these saccadic responses decreases with numerical distance. For the second study, an experimental design was developed that allows us to apply the signal detection theory to a task where participants had to decide whether a presented digit was physically smaller or larger. A remaining question is, whether the benefit in (numerical magnitude – physical size) congruent conditions is related to a better perception than in incongruent conditions. Alternatively, the number-size congruency effect is mediated by response biases due to numbers magnitude. The signal detection theory is a perfect tool to distinguish between these two alternatives. It describes two parameters, namely sensitivity and response bias. Changes in the sensitivity are related to the actual task performance due to real differences in perception processes whereas changes in the response bias simply reflect strategic implications as a stronger preparation (activation) of an anticipated answer. Our results clearly demonstrate that the number-size congruency effect cannot be reduced to mere response bias effects, and that genuine sensitivity gains for congruent number-size pairings contribute to the number-size congruency effect. Third, participants had to perform a SNARC task – deciding whether a presented digit was odd or even. Local transition probability of irrelevant attributes (magnitude) was varied while local transition probability of relevant attributes (parity) and global probability occurrence of each stimulus were kept constantly. Participants were quite sensitive in recognizing the underlying local transition probability of irrelevant attributes. A gain in performance was observed for actual repetitions of the irrelevant attribute in relation to changes of the irrelevant attribute in high repetition conditions compared to low repetition conditions. One interpretation of these findings is that information about the irrelevant attribute (magnitude) in the previous trial is used as an informative precue, so that participants can prepare early processing stages in the current trial, with the corresponding benefits and costs typical of standard cueing studies. Finally, the results reported in this thesis are discussed in relation to recent studies in numerical cognition. N2 - Das Erkennen, Verstehen und Verwenden von Mengen sind beachtliche menschliche Fähigkeiten. Die Kommunikation numerischer Information fällt uns leicht, zudem beeinflussen numerische Informationen unser Handeln. Eine typische numerische Aufgabe ist der Mengenvergleich. Um solche Mengen zu beschreiben verwenden wir Ziffern als Symbole zur Bildung von Zahlen. Um Zahlen zu vergleichen, müssen wir auf die zuvor erlernte interne Zahlenrepräsentationen zurückgreifen. In dieser Dissertation werden drei Studien vorgestellt. Diese betrachten den Prozess des Zahlenvergleichs, die Interaktion numerischer und physikalischer Repräsentation und die strategische Nutzung numerischer Repräsentationen. In der ersten Studie sollten Versuchspersonen so schnell wie möglich die größere von zwei präsentierten Zahlen angeben. Sie sollten mit einer Sakkade in Richtung der größeren Zahl antworten. Eine Variante von Random Walk Modellen mit einem sparsamen Set an interpretierbaren Parameter wurde verwendet um die Reaktionszeit, die Fehlerrate und die Varianz der Reaktionszeit zu beschreiben. Auch für Fehlerzeiten sagt dieses Modell einen numerischen Distanzeffekt vorher, der sich in den Daten robust zeigt. Außerdem sind Fehlerzeiten schneller als korrespondierende Reaktionszeiten richtiger Antworten. Diese Asymmetrie lässt sich durch eine schiefe Schrittgrößenverteilung erklären, welche nicht zu den üblichen Standardannahmen von Random Walk Modellen gehört. Das vorgestellte Modell liefert einen definierten Rahmen um die Art und Skalierung (z.B. linear vs. logarithmisch) numerischer Repräsentationen zu untersuchen, wobei die Ergebnisse klar für eine logarithmische Skalierung sprechen. Abschließend wird ein Ausblick gegeben, wie dieses Modell helfen kann, komplexe Befunde (z.B. Geschwindigkeit vs. Genauigkeit) in Studien zu erklären, die Zahlenvergleiche als etabliertes Werkzeug verwenden. Außerdem beschreiben wir einen neuen okulomotorischen Effekt, den sakkadischen Overschoot Effekt. Für die zweite Studie wurde ein experimentelles Design entwickelt, das es ermöglicht die Signalentdeckungstheorie zu verwenden. Hierbei sollten Versuchspersonen die physikalische Größe von Ziffern beurteilen. Eine offene Frage ist, ob der Leistungsgewinn in (numerisch - physikalisch) kongruenten Bedingungen auf eine verbesserte Wahrnehmung oder auf einen numerisch induzierten Antwortbias zurückzuführen ist. Die Signalentdeckungstheorie ist das perfekte Werkzeug um zwischen diesen beiden Erklärungen zu unterscheiden. Dabei werden zwei Parameter beschrieben, die Sensitivität und der Antwortbias. Unsere Ergebnisse demonstrieren, dass der Zahlen-Größen Effekt nicht auf einen einfachen Antwortbias zurückzuführen ist. Vielmehr tragen wahre Sensitivitätsgewinne in kongruenten Bedingungen zur Entstehung des Zahlen-Größen Effekts bei. In der dritten Studie sollten die Versuchspersonen eine SNARC Aufgabe durchführen, wobei sie angeben sollten ob eine präsentierte Zahl gerade oder ungerade ist. Die lokale Wiederholungswahrscheinlichkeit des irrelevanten Attributes (Magnitude) wurde zwischen Versuchspersonen variiert. Die Versuchspersonen waren sensitiv für diese Wiederholungswahrscheinlichkeiten. Ein Leistungsgewinn zeigte sich bei tatsächlichen Wiederholungen des irrelevanten Attributes in der Bedingung mit hoher Wiederholungswahrscheinlichkeit des irrelevanten Attributes. Eine mögliche Interpretation ist, dass Informationen aus dem Vortrial als eine Art Hinweis betrachtet werden, so dass die Versuchspersonen im aktuellen Trial frühe Prozessstufen vorbereiten können, was zu entsprechenden Gewinnen und Kosten führt. Die in dieser Dissertation berichteten Ergebnisse werden abschließend diskutiert und in Relation zu aktuellen Studien im Bereich der numerischen Kognition gesetzt. KW - numerical cognition KW - mental number representation KW - numerische Kognition KW - mentale Zahlenrepräsentation Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-407821 ER - TY - THES A1 - Paul, Fabian T1 - Markov state modeling of binding and conformational changes of proteins T1 - Markow-Modellierung von Bindung und Konformationsänderungen bei Proteinen N2 - Proteins are molecules that are essential for life and carry out an enormous number of functions in organisms. To this end, they change their conformation and bind to other molecules. However, the interplay between conformational change and binding is not fully understood. In this work, this interplay is investigated with molecular dynamics (MD) simulations of the protein-peptide system Mdm2-PMI and by analysis of data from relaxation experiments. The central task it to uncover the binding mechanism, which is described by the sequence of (partial) binding events and conformational change events including their probabilities. In the simplest case, the binding mechanism is described by a two-step model: binding followed by conformational change or conformational change followed by binding. In the general case, longer sequences with multiple conformational changes and partial binding events are possible as well as parallel pathways that differ in their sequences of events. The theory of Markov state models (MSMs) provides the theoretical framework in which all these cases can be modeled. For this purpose, MSMs are estimated in this work from MD data, and rate equation models, which are related to MSMs, are inferred from experimental relaxation data. The MD simulation and Markov modeling of the PMI-Mdm2 system shows that PMI and Mdm2 can bind via multiple pathways. A main result of this work is a dissociation rate on the order of one event per second, which was calculated using Markov modeling and is in agreement with experiment. So far, dissociation rates and transition rates of this magnitude have only been calculated with methods that speed up transitions by acting with time-dependent, external forces on the binding partners. The simulation technique developed in this work, in contrast, allows the estimation of dissociation rates from the combination of free energy calculation and direct MD simulation of the fast binding process. Two new statistical estimators TRAM and TRAMMBAR are developed to estimate a MSM from the joint data of both simulation types. In addition, a new analysis technique for time-series data from chemical relaxation experiments is developed in this work. It allows to identify one of the above-mentioned two-step mechanisms as the mechanism that underlays the data. The new method is valid for a broader range of concentrations than previous methods and therefore allows to choose the concentrations such that the mechanism can be uniquely identified. It is successfully tested with data for the binding of recoverin to a rhodopsin kinase peptide. N2 - Proteine sind für das Leben essentielle Moleküle, die eine Vielzahl von Funktionen in Organismen ausüben. Dazu ändern sie ihre Konformation und binden an andere Moleküle. Jedoch ist das Zusammenspiel zwischen Konformationsänderung und Bindung nicht vollständig verstanden. In dieser Arbeit wird dieses Zusammenspiel mit Molekulardynamik-Simulationen (MD) des Protein-Peptid-Systems Mdm2-PMI und mit der Analyse von Daten aus Relaxationsexperimenten untersucht. Die zentrale Aufgabe ist, den Bindungsmechanismus aufzudecken, welcher durch die Reihenfolge von (partiellen) Bindungsereignissen und Konformationsänderungsereignissen beschrieben wird, inklusive der Wahrscheinlichkeiten dieser Ereignisse. Im einfachsten Fall lässt sich der Bindungsmechanismus durch ein Zwei-Schritt-Modell beschreiben: erst Bindung, dann Konformationsänderung oder erst Konformationsänderung und dann Bindung. Im allgemeinen Fall sind längere Schrittfolgen mit mehreren Konformationsänderungen und partiellen Bindungsereignissen möglich, ebenso wie parallele Wege, die sich in ihrer Schrittfolge unterscheiden. Die Theorie der Markow-Modelle (MSM) bildet den theoretischen Rahmen, in dem alle diese Fälle modelliert werden können. Dazu werden in dieser Arbeit MSMs aus MD-Daten geschätzt und Ratengleichungsmodelle, die mit MSMs verwandt sind, aus experimentellen Relaxationsdaten abgeleitet. Die MD-Simulation und Markow-Modellierung des PMI-Mdm2-Systems zeigt, dass PMI und Mdm2 auf verschiedenen Wegen binden können. Ein Hauptergebnis dieser Arbeit ist die durch Markow-Modellierung berechnete Dissoziationsrate von der Größenordnung von einem Ereignis pro Sekunde in Übereinstimmung mit experimentellen Daten. Dissoziations- und Übergangsraten in dieser Größenordnung wurden bisher nur mit Methoden berechnet, die Übergänge beschleunigen, indem mit zeitabhängigen, externen Kräften auf die Bindungspartner eingewirkt wird. Die in dieser Arbeit entwickelte Simulationstechnik dagegen erlaubt die Schätzung von Dissoziationsraten aus der Kombination von Freien-Energie-Rechnungen und direkter MD-Simulation des schnellen Bindungsprozesses. Zwei neue statistische Schätzer, TRAM und TRAMMBAR wurden entwickelt um ein MSM aus dem Gesamtdatensatz aus beiden Simulationstypen zu schätzen. Zudem wird in dieser Arbeit eine neue Analysetechnik für Zeitreihen aus chemischen Relaxationsexperimenten entwickelt. Sie ermöglicht es einen der beiden oben erwähnten Zwei-Schritt-Mechanismen als den den Daten zugrundeliegenden Mechanismus zu identifizieren. Die neue Methode ist für einen größeren Konzentrationsbereich gültig als frühere Methoden und erlaubt es daher, die Konzentrationen so zu wählen, dass der Mechanismus eindeutig identifiziert werden kann. Sie wurde erfolgreich mit Daten für die Bindung von Recoverin an ein Rhodopsinkinasenpeptid getestet. KW - protein-protein interaction KW - Protein-Protein-Interaktion KW - conformational selection KW - Konformationsselektion KW - induced fit KW - induzierte Passform KW - Markov state models KW - Markowketten KW - importance sampling KW - protein kinetics KW - Proteinkinetik KW - stopped-flow KW - flussunterbrechende Analyse Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-404273 ER - TY - THES A1 - Weißenberger, Martin T1 - Start-up subsidies for the unemployed - New evaluation approaches and insights T1 - Gründungsförderung für Arbeitslose - Neue Evaluationsansätze und -ergebnisse N2 - Start-up incentives targeted at unemployed individuals have become an important tool of the Active Labor Market Policy (ALMP) to fight unemployment in many countries in recent years. In contrast to traditional ALMP instruments like training measures, wage subsidies, or job creation schemes, which are aimed at reintegrating unemployed individuals into dependent employment, start-up incentives are a fundamentally different approach to ALMP, in that they intend to encourage and help unemployed individuals to exit unemployment by entering self-employment and, thus, by creating their own jobs. In this sense, start-up incentives for unemployed individuals serve not only as employment and social policy to activate job seekers and combat unemployment but also as business policy to promote entrepreneurship. The corresponding empirical literature on this topic so far has been mainly focused on the individual labor market perspective, however. The main part of the thesis at hand examines the new start-up subsidy (“Gründungszuschuss”) in Germany and consists of four empirical analyses that extend the existing evidence on start-up incentives for unemployed individuals from multiple perspectives and in the following directions: First, it provides the first impact evaluation of the new start-up subsidy in Germany. The results indicate that participation in the new start-up subsidy has significant positive and persistent effects on both reintegration into the labor market as well as the income profiles of participants, in line with previous evidence on comparable German and international programs, which emphasizes the general potential of start-up incentives as part of the broader ALMP toolset. Furthermore, a new innovative sensitivity analysis of the applied propensity score matching approach integrates findings from entrepreneurship and labor market research about the key role of an individual’s personality on start-up decision, business performance, as well as general labor market outcomes, into the impact evaluation of start-up incentives. The sensitivity analysis with regard to the inclusion and exclusion of usually unobserved personality variables reveals that differences in the estimated treatment effects are small in magnitude and mostly insignificant. Consequently, concerns about potential overestimation of treatment effects in previous evaluation studies of similar start-up incentives due to usually unobservable personality variables are less justified, as long as the set of observed control variables is sufficiently informative (Chapter 2). Second, the thesis expands our knowledge about the longer-term business performance and potential of subsidized businesses arising from the start-up subsidy program. In absolute terms, the analysis shows that a relatively high share of subsidized founders successfully survives in the market with their original businesses in the medium to long run. The subsidy also yields a “double dividend” to a certain extent in terms of additional job creation. Compared to “regular”, i.e., non-subsidized new businesses founded by non-unemployed individuals in the same quarter, however, the economic and growth-related impulses set by participants of the subsidy program are only limited with regard to employment growth, innovation activity, or investment. Further investigations of possible reasons for these differences show that differential business growth paths of subsidized founders in the longer run seem to be mainly limited by higher restrictions to access capital and by unobserved factors, such as less growth-oriented business strategies and intentions, as well as lower (subjective) entrepreneurial persistence. Taken together, the program has only limited potential as a business and entrepreneurship policy intended to induce innovation and economic growth (Chapters 3 and 4). And third, an empirical analysis on the level of German regional labor markets yields that there is a high regional variation in subsidized start-up activity relative to overall new business formation. The positive correlation between regular start-up intensity and the share among all unemployed individuals who participate in the start-up subsidy program suggests that (nascent) unemployed founders also profit from the beneficial effects of regional entrepreneurship capital. Moreover, the analysis of potential deadweight and displacement effects from an aggregated regional perspective emphasizes that the start-up subsidy for unemployed individuals represents a market intervention into existing markets, which affects incumbents and potentially produces inefficiencies and market distortions. This macro perspective deserves more attention and research in the future (Chapter 5). N2 - Die Gründungsförderung für Arbeitslose ist inzwischen in vielen Ländern fester Bestandteil der Aktiven Arbeitsmarktpolitik (ALMP) zur Bekämpfung der Arbeitslosigkeit. Im Gegensatz zu traditionellen ALMP-Instrumenten wie Fortbildungs- und Qualifikationsmaßnahmen, Lohnsubventionen oder Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen ist das Ziel der Gründungsförderung keine Wiedereingliederung der Arbeitslosen in eine abhängige Beschäftigung, sondern ein Arbeitsmarktwiedereintritt in Selbständigkeit. Somit verfolgt dieses Instrument als ALMP-Maßnahme grundsätzlich nicht nur arbeitsmarkt- und sozialpolitische Ziele, sondern stellt indirekt auch eine Politik zur allgemeinen Förderung von Entrepreneurship und Existenzgründungen dar. Die zugehörige empirische Literatur war in der Vergangenheit jedoch hauptsächlich auf individuelle Arbeitsmarkteffekte dieser Programme konzentriert. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich eingehend mit dem deutschen Gründungszuschuss und besteht aus vier eigenständigen empirischen Studien, die die bestehende Evidenz zu Gründungsförderprogrammen für Arbeitslose durch folgende neue Erkenntnisse aus verschiedenen Perspektiven ergänzen und erweitern: Erstens zeigt die erstmalige kausale Wirkungsanalyse des Gründungszuschusses, dass das untersuchte Programm positive und langfristig anhaltende individuelle Fördereffekte auf Arbeitsmarktreintegration und Erwerbseinkommen für teilnehmende Arbeitslose aufweist. Die sehr vorteilhaften empirischen Befunde bestätigen ähnliche nationale und internationale Ergebnisse zu vergleichbaren Programmen und setzen sich damit von den insgesamt durchwachsenen Evaluationsergebnissen traditioneller ALMP-Maßnahmen ab. Dies unterstreicht das grundsätzliche Potential der Gründungsförderung von Arbeitslosen im Rahmen des ALMP-Instrumentariums. Eine innovative Sensitivitätsanalyse des verwendeten Propensity Score Matching Ansatzes ergibt zudem, dass die Ergebnisse der Programmevaluation nur geringfügig auf die (Nicht-)Berücksichtigung von üblicherweise unbeobachteten Persönlichkeitsvariablen reagieren, deren starker Einfluss auf Gründungsentscheidungen, Unternehmensentwicklungen und Arbeitsmarkterfolge in der Literatur breit dokumentiert ist. Die Gefahr und das Ausmaß einer potentiellen Verzerrung der Ergebnisse durch das Auslassen dieser Persönlichkeitsmerkmalen ist somit bei vergleichbaren Studien grundsätzlich als eher gering einzustufen, sofern die Liste der übrigen Kontrollvariablen informativ genug ist (Kapitel 2). Zweitens zeigt die empirische Analyse der Entrepreneurship-Perspektive, dass ein hoher Anteil an den durch den Gründungszuschuss geförderten Gründungen aus Arbeitslosigkeit auch mittel- bis langfristig erfolgreich im Markt etabliert ist und eine „doppelte Dividende“ der Förderung in Form von zusätzlicher Beschäftigung in den Unternehmen in begrenztem Umfang erzielt wird. Allerdings sind die geförderten Unternehmungen im Vergleich zu „regulären“ Gründungen, die von nicht-arbeitslosen Gründerpersonen im gleichen Quartal gegründet wurden, unterdurchschnittlich innovativ, investieren weniger und setzen geringere Impulse für Wachstum. Weiterführende Untersuchungen zeigen auf, dass mögliche Gründe dafür Restriktionen bei der Kapitalbeschaffung, weniger wachstums- und innovationsorientierte Unternehmensvorhaben und -strategien, sowie eine weniger stark ausgeprägte unternehmerische (subjektive) Persistenz bei einem Teil der arbeitslosen Gründer sind. Dies impliziert, dass sich die Gründungsförderung von Arbeitslosen nur in bedingtem Maße als Entrepreneurship-Maßnahme im engeren Sinne eignet, die Wachstums- und Innovationspotenziale freisetzt (Kapitel 3 und 4). Drittens lässt sich anhand einer empirischen Analyse auf Ebene regionaler Arbeitsmärkte feststellen, dass eine hohe regionale Variation in der relativen Bedeutung der Gründungsförderung am gesamten Gründungsgeschehen besteht. Die positive Korrelation zwischen regulärer Gründungsaktivität und dem Anteil arbeitsloser Gründerpersonen an allen potentiell teilnahmeberechtigten Arbeitslosen deutet darauf hin, dass positive Effekte von regionalem Entrepreneurshipkapital auch für arbeitslose Gründerpersonen wirksam sind. Zudem zeigt die empirische Analyse potentieller Mitnahme- und Verdrängungseffekte, dass Gründungsförderungen für Arbeitslose immer auch Eingriffe in bestehende Märkte sind, die direkte Auswirkungen auf existierende Unternehmen haben. Diese Makro-Ebene insbesondere ist noch untererforscht und verdient weitere Aufmerksamkeit (Kapitel 5). KW - Gründungsförderung KW - Arbeitslosigkeit KW - Arbeitsmarktpolitik KW - Entrepreneurship KW - Gründungszuschuss KW - business support KW - unemployment KW - labor market policy KW - entrepreneurship KW - start-up subsidy Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-406362 ER - TY - THES A1 - Lindblad Petersen, Oliver T1 - The Cauchy problem for the linearised Einstein equation and the Goursat problem for wave equations T1 - Das Cauchyproblem für die linearisierte Einsteingleichung und das Goursatproblem für Wellengleichungen N2 - In this thesis, we study two initial value problems arising in general relativity. The first is the Cauchy problem for the linearised Einstein equation on general globally hyperbolic spacetimes, with smooth and distributional initial data. We extend well-known results by showing that given a solution to the linearised constraint equations of arbitrary real Sobolev regularity, there is a globally defined solution, which is unique up to addition of gauge solutions. Two solutions are considered equivalent if they differ by a gauge solution. Our main result is that the equivalence class of solutions depends continuously on the corre- sponding equivalence class of initial data. We also solve the linearised constraint equations in certain cases and show that there exist arbitrarily irregular (non-gauge) solutions to the linearised Einstein equation on Minkowski spacetime and Kasner spacetime. In the second part, we study the Goursat problem (the characteristic Cauchy problem) for wave equations. We specify initial data on a smooth compact Cauchy horizon, which is a lightlike hypersurface. This problem has not been studied much, since it is an initial value problem on a non-globally hyperbolic spacetime. Our main result is that given a smooth function on a non-empty, smooth, compact, totally geodesic and non-degenerate Cauchy horizon and a so called admissible linear wave equation, there exists a unique solution that is defined on the globally hyperbolic region and restricts to the given function on the Cauchy horizon. Moreover, the solution depends continuously on the initial data. A linear wave equation is called admissible if the first order part satisfies a certain condition on the Cauchy horizon, for example if it vanishes. Interestingly, both existence of solution and uniqueness are false for general wave equations, as examples show. If we drop the non-degeneracy assumption, examples show that existence of solution fails even for the simplest wave equation. The proof requires precise energy estimates for the wave equation close to the Cauchy horizon. In case the Ricci curvature vanishes on the Cauchy horizon, we show that the energy estimates are strong enough to prove local existence and uniqueness for a class of non-linear wave equations. Our results apply in particular to the Taub-NUT spacetime and the Misner spacetime. It has recently been shown that compact Cauchy horizons in spacetimes satisfying the null energy condition are necessarily smooth and totally geodesic. Our results therefore apply if the spacetime satisfies the null energy condition and the Cauchy horizon is compact and non-degenerate. N2 - In der vorliegenden Arbeit werden zwei Anfangswertsprobleme aus der Allgemeinen Relativitätstheorie betrachtet. Das erste ist das Cauchyproblem für die linearisierte Einsteingleichung auf allgemeinen global hyperbolischen Raumzeiten mit glatten und distributionellen Anfangsdaten. Wir verallgemeinern bekannte Ergebnisse, indem wir zeigen, dass für jede gegebene Lösung der linearisierten Constraintgleichungen mit reeller Sobolevregularität eine global definierte Lösung existiert, die eindeutig ist bis auf Addition von Eichlösungen. Zwei Lösungen sind äquivalent falls sie sich durch eine Eichlösung unterscheiden. Unser Hauptergebnis ist, dass die äquivalenzklasse der Lösungen stetig von der zugehörigen Äquivalenzklasse der Anfangsdaten abhängt. Wir lösen auch die linearisierten Constraintgleichungen in Spezialfällen und zeigen, dass beliebig irreguläre (nicht Eich-) Lösungen der linearisierten Einsteingleichungen auf der Minkowski-Raumzeit und der Kasner-Raumzeit existieren. Im zweiten Teil betrachten wir das Goursatproblem (das charakteristische Cauchyproblem) für Wellengleichungen. Wir geben Anfangsdaten auf einem Cauchyhorizont vor, der eine lichtartige Hyperfläche ist. Dieses Problem wurde bisher noch nicht viel betrachtet, weil es ein Anfangswertproblem auf einer nicht global hyperbolischen Raumzeit ist. Unser Hauptergebnis ist: Gegeben eine glatte Funktion auf einem nicht-leeren glatten, kompakten, totalgeodätischen und nicht-degenerierten Cauchyhorizont und eine so genannte zulässige Wellengleichung, dann existiert eine eindeutige Lösung, die auf dem global hyperbolischen Gebiet definiert ist und deren Einschränkung auf dem Cauchyhorizont die gegebene Funktion ist. Die Lösung hängt stetig von den Anfangsdaten ab. Eine Wellengleichung heißt zulässig, falls der Teil erster Ordnung eine gewisse Bedingung am Cauchyhorizont erfüllt, zum Beispiel falls er gleich Null ist. Interessant ist, dass Existenz der Lösung und Eindeutigkeit falsch sind für allgemeine Wellengleichungen, wie Beispiele zeigen. Falls wir die Bedingung der Nichtdegeneriertheit weglassen, ist Existenz von Lösungen falsch sogar für die einfachste Wellengleichung. Der Beweis benötigt genaue Energieabschätzungen für die Wellengleichung nahe am Cauchyhorizont. Im Fall, dass die Ricci-Krümmung am Cauchyhorizont verschwindet, zeigen wir, dass die Energieabschätzungen stark genug sind, um lokale Existenz und Eindeutigkeit für eine Klasse von nicht-linearen Wellengleichungen zu zeigen. Unser Ergebnis ist zum Beispiel auf der Taub-NUT-Raumzeit oder der Misner-Raumzeit gültig. Es wurde vor kurzem gezeigt, dass kompakte Cauchyhorizonte in Raumzeiten, die die Nullenergiebedingung erfüllen, notwendigerweise glatt und totalgeodätisch sind. Unsere Ergebnisse sind deshalb auf Raumzeiten gültig, die die Nullenergiebedingung erfüllen, wenn der Cauchyhorizont kompakt und nicht-degeneriert ist. KW - Cauchy horizon KW - the Goursat problem KW - the characteristic Cauchy problem KW - wave equation KW - the Cauchy problem KW - gravitational wave KW - the linearised Einstein equation KW - Cauchyhorizont KW - das Goursatproblem KW - das charakteristische Cauchyproblem KW - Wellengleichung KW - das Cauchyproblem KW - Gravitationswelle KW - die linearisierte Einsteingleichung Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-410216 ER - TY - THES A1 - Zieger, Tobias T1 - Self-adaptive data quality BT - automating duplicate detection N2 - Carrying out business processes successfully is closely linked to the quality of the data inventory in an organization. Lacks in data quality lead to problems: Incorrect address data prevents (timely) shipments to customers. Erroneous orders lead to returns and thus to unnecessary effort. Wrong pricing forces companies to miss out on revenues or to impair customer satisfaction. If orders or customer records cannot be retrieved, complaint management takes longer. Due to erroneous inventories, too few or too much supplies might be reordered. A special problem with data quality and the reason for many of the issues mentioned above are duplicates in databases. Duplicates are different representations of same real-world objects in a dataset. However, these representations differ from each other and are for that reason hard to match by a computer. Moreover, the number of required comparisons to find those duplicates grows with the square of the dataset size. To cleanse the data, these duplicates must be detected and removed. Duplicate detection is a very laborious process. To achieve satisfactory results, appropriate software must be created and configured (similarity measures, partitioning keys, thresholds, etc.). Both requires much manual effort and experience. This thesis addresses automation of parameter selection for duplicate detection and presents several novel approaches that eliminate the need for human experience in parts of the duplicate detection process. A pre-processing step is introduced that analyzes the datasets in question and classifies their attributes semantically. Not only do these annotations help understanding the respective datasets, but they also facilitate subsequent steps, for example, by selecting appropriate similarity measures or normalizing the data upfront. This approach works without schema information. Following that, we show a partitioning technique that strongly reduces the number of pair comparisons for the duplicate detection process. The approach automatically finds particularly suitable partitioning keys that simultaneously allow for effective and efficient duplicate retrieval. By means of a user study, we demonstrate that this technique finds partitioning keys that outperform expert suggestions and additionally does not need manual configuration. Furthermore, this approach can be applied independently of the attribute types. To measure the success of a duplicate detection process and to execute the described partitioning approach, a gold standard is required that provides information about the actual duplicates in a training dataset. This thesis presents a technique that uses existing duplicate detection results and crowdsourcing to create a near gold standard that can be used for the purposes above. Another part of the thesis describes and evaluates strategies how to reduce these crowdsourcing costs and to achieve a consensus with less effort. N2 - Die erfolgreiche Ausführung von Geschäftsprozessen ist eng an die Datenqualität der Datenbestände in einer Organisation geknüpft. Bestehen Mängel in der Datenqualität, kann es zu Problemen kommen: Unkorrekte Adressdaten verhindern, dass Kunden (rechtzeitig) beliefert werden. Fehlerhafte Bestellungen führen zu Reklamationen und somit zu unnötigem Aufwand. Falsche Preisauszeichnungen zwingen Unternehmen, auf Einnahmen zu verzichten oder gefährden die Kundenzufriedenheit. Können Bestellungen oder Kundendaten nicht gefunden werden, verlängert sich die Abarbeitung von Beschwerden. Durch fehlerhafte Inventarisierung wird zu wenig oder zu viel Nachschub bestellt. Ein spezielles Datenqualitätsproblem und der Grund für viele der genannten Datenqualitätsprobleme sind Duplikate in Datenbanken. Duplikate sind verschiedene Repräsentationen derselben Realweltobjekte im Datenbestand. Allerdings unterscheiden sich diese Repräsentationen voneinander und sind so für den Computer nur schwer als zusammengehörig zu erkennen. Außerdem wächst die Anzahl der zur Aufdeckung der Duplikate benötigten Vergleiche quadratisch mit der Datensatzgröße. Zum Zwecke der Datenreinigung müssen diese Duplikate erkannt und beseitigt werden. Diese Duplikaterkennung ist ein sehr aufwändiger Prozess. Um gute Ergebnisse zu erzielen, ist die Erstellung von entsprechender Software und das Konfigurieren vieler Parameter (Ähnlichkeitsmaße, Partitionierungsschlüssel, Schwellwerte usw.) nötig. Beides erfordert viel manuellen Aufwand und Erfahrung. Diese Dissertation befasst sich mit dem Automatisieren der Parameterwahl für die Duplikaterkennung und stellt verschiedene neuartige Verfahren vor, durch die Teile des Duplikaterkennungsprozesses ohne menschliche Erfahrung gestaltet werden können. Es wird ein Vorverarbeitungsschritt vorgestellt, der die betreffenden Datensätze analysiert und deren Attribute automatisch semantisch klassifiziert. Durch diese Annotationen wird nicht nur das Verständnis des Datensatzes verbessert, sondern es werden darüber hinaus die folgenden Schritte erleichtert, zum Beispiel können so geeignete Ähnlichkeitsmaße ausgewählt oder die Daten normalisiert werden. Dabei kommt der Ansatz ohne Schemainformationen aus. Anschließend wird ein Partitionierungsverfahren gezeigt, das die Anzahl der für die Duplikaterkennung benötigten Vergleiche stark reduziert. Das Verfahren findet automatisch besonders geeignete Partitionierungsschlüssel, die eine gleichzeitig effektive und effiziente Duplikatsuche ermöglichen. Anhand einer Nutzerstudie wird gezeigt, dass die so gefundenen Partitionierungsschlüssel Expertenvorschlägen überlegen sind und zudem keine menschliche Konfiguration benötigen. Außerdem lässt sich das Verfahren unabhängig von den Attributtypen anwenden. Zum Messen des Erfolges eines Duplikaterkennungsverfahrens und für das zuvor beschriebene Partitionierungsverfahren ist ein Goldstandard nötig, der Auskunft über die zu findenden Duplikate gibt. Die Dissertation stellt ein Verfahren vor, das anhand mehrerer vorhandener Duplikaterkennungsergebnisse und dem Einsatz von Crowdsourcing einen Nahezu-Goldstandard erzeugt, der für die beschriebenen Zwecke eingesetzt werden kann. Ein weiterer Teil der Arbeit beschreibt und evaluiert Strategien, wie die Kosten dieses Crowdsourcingeinsatzes reduziert werden können und mit geringerem Aufwand ein Konsens erreicht wird. KW - data quality KW - Datenqualität KW - Duplikaterkennung KW - duplicate detection KW - Machine Learning KW - Information Retrieval KW - Automatisierung KW - automation Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-410573 ER - TY - THES A1 - Thomä, Jonas T1 - Swearing in a public place T1 - Fluchen im öffentlichen Raum BT - on the usage of swear words on reddit BT - über die Anwendung von Schimpfwörtern auf reddit N2 - Die vorliegende Arbeit behandelt das Vorkommen von Schimpfwörtern auf der online Plattform "Reddit". Die drei zugrundeliegenden Forschungsfragen sind: Wie oft werden Schimpfwörter benutzt? Wie werden diese von den Lesern aufgenommen? Beeinflusst das Thema einer Konversation die Reaktion der Leser und die allgemeine Häufigkeit der Nutzung? Die zugrundeliegenden Daten beinhalten fast 900 Millionen Wörter und stammen aus dem Februar 2017. Sie sind damit höchstaktuell und repräsentativ. Im Vergleich zu anderen Untersuchungen ist das Korpus damit wesentlich größer. Zusätzlich werden im theoretischen Teil die linguistischen Grundlagen zu Schimpfwörtern erörtert. Dazu gehören u.a. Konzepte wie die Höflichkeitstheorie, das Thema Tabu und die dazugehörenden Worte und Zensur. Dies wird getan um die Faktoren, die die Benutzung und Verwendung von Schimpfwörtern beeinflussen darzulegen. Dabei wird herausgestellt, was Schimpfwörter so besonders im Vergleich zu anderen Wortgruppen macht. Zudem werden weitere Forschungsergebnisse, die aus anderen Korpora stammen dargelegt und hinterher mit den Resultaten verglichen. Dies beinhaltet Korpora die sich ebenfalls aus Onlinekommunikationen zusammensetzen, sowie Korpora die gesprochene Sprache wiedergeben. Die Ergebnisse aus allen dargestellten Korpora behandeln Ergebnisse aus der englischen Sprache. Die Ergebnisse dieser Studie weisen daraufhin, dass die Schimpfwörter auf Reddit ungefähr gleichhäufig wie auf anderen Plattformen benutzt werden. Die Reaktionen auf diese Schimpfwörter ist überdurchschnittlich positiv, was darauf schließen lässt, dass die Benutzung von Schimpfwörtern auf Reddit nicht als unhöflich aufgefasst wird. Zudem konnte ein Einfluss des Diskussionsthemas auf die Häufigkeit und Rezeption von Schimpfwörtern festgestellt werden. N2 - The paper deals with the usage of swear words on the online forum "reddit". Three research questions are dealt with: How often are swear words used? How are these swear words received by other users? Does the topic of the conversation have an influence on the reception and amount of usage of swear words? The corpus from which the results are taken comprises almost 900 million words. The words are taken from February 2017. Compared to other, similar studies, the corpus is considerably larger and contempory. In addition, the theoretical part discusses the linguistic basics of swear words. These include concepts such as the theory of politeness, the topic of taboos and its corresponding words and censorship. This is done to explain the factors that influence the use and application of swear words and to explain why swearwords are so special in comparison to other word groups. In addition, further research results from other corpora are presented and compared with the results afterwards. This includes corpora that are also composed of online communication, as well as corpora that reproduce spoken language. The results from all the corpora presented deal with results from the English language. The results of this study indicate that the swear words on "reddit" are used approximately as often as they are on other platforms. The perception of these swear words is mostly positive, which suggests that the use of swear words on "reddit" is not perceived as impolite. In addition, an influence of the discussion topic on the frequency and reception of swear words could be determined. KW - swearing KW - reddit KW - online KW - discourse KW - swear words KW - Fluchen KW - online KW - Diskurs KW - reddit KW - Schimpfwörter Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-409521 ER - TY - THES A1 - Foti, Alessandro T1 - Characterization of the human aldehyde oxidase T1 - Charakterisierung der menschlichen Aldehydoxidase BT - Studies on the FAD active site and ROS generation N2 - In this work the human AOX1 was characterized and detailed aspects regarding the expression, the enzyme kinetics and the production of reactive oxygen species (ROS) were investigated. The hAOX1 is a cytosolic enzyme belonging to the molybdenum hydroxylase family. Its catalytically active form is a homodimer with a molecular weight of 300 kDa. Each monomer (150 kDa) consists of three domains: a N-terminal domain (20 kDa) containing two [2Fe-2S] clusters, a 40 kDa intermediate domain containing a flavin adenine dinucleotide (FAD), and a C-terminal domain (85 kDa) containing the substrate binding pocket and the molybdenum cofactor (Moco). The hAOX1 has an emerging role in the metabolism and pharmacokinetics of many drugs, especially aldehydes and N- heterocyclic compounds. In this study, the hAOX1 was hetereogously expressed in E. coli TP1000 cells, using a new codon optimized gene sequence which improved the expressed protein yield of around 10-fold compared to the previous expression systems for this enzyme. To increase the catalytic activity of hAOX1, an in vitro chemical sulfuration was performed to favor the insertion of the equatorial sulfido ligand at the Moco with consequent increased enzymatic activity of around 10-fold. Steady-state kinetics and inhibition studies were performed using several substrates, electron acceptors and inhibitors. The recombinant hAOX1 showed higher catalytic activity when molecular oxygen was used as electron acceptor. The highest turn over values were obtained with phenanthridine as substrate. Inhibition studies using thioridazine (phenothiazine family), in combination with structural studies performed in the group of Prof. M.J. Romão, Nova Universidade de Lisboa, showed a new inhibition site located in proximity of the dimerization site of hAOX1. The inhibition mode of thioridazine resulted in a noncompetitive inhibition type. Further inhibition studies with loxapine, a thioridazine-related molecule, showed the same type of inhibition. Additional inhibition studies using DCPIP and raloxifene were carried out. Extensive studies on the FAD active site of the hAOX1 were performed. Twenty new hAOX1 variants were produced and characterized. The hAOX1 variants generated in this work were divided in three groups: I) hAOX1 single nucleotide polymorphisms (SNP) variants; II) XOR- FAD loop hAOX1 variants; III) additional single point hAOX1 variants. The hAOX1 SNP variants G46E, G50D, G346R, R433P, A439E, K1231N showed clear alterations in their catalytic activity, indicating a crucial role of these residues into the FAD active site and in relation to the overall reactivity of hAOX1. Furthermore, residues of the bovine XOR FAD flexible loop (Q423ASRREDDIAK433) were introduced in the hAOX1. FAD loop hAOX1 variants were produced and characterized for their stability and catalytic activity. Especially the variants hAOX1 N436D/A437D/L438I, N436D/A437D/L438I/I440K and Q434R/N436D/A437D/L438I/I440K showed decreased catalytic activity and stability. hAOX1 wild type and variants were tested for reactivity toward NADH but no reaction was observed. Additionally, the hAOX1 wild type and variants were tested for the generation of reactive oxygen species (ROS). Interestingly, one of the SNP variants, hAOX1 L438V, showed a high ratio of superoxide prodction. This result showed a critical role for the residue Leu438 in the mechanism of oxygen radicals formation by hAOX1. Subsequently, further hAOX1 variants having the mutated Leu438 residue were produced. The variants hAOX1 L438A, L438F and L438K showed superoxide overproduction of around 85%, 65% and 35% of the total reducing equivalent obtained from the substrate oxidation. The results of this work show for the first time a characterization of the FAD active site of the hAOX1, revealing the importance of specific residues involved in the generation of ROS and effecting the overall enzymatic activity of hAOX1. The hAOX1 SNP variants presented here indicate that those allelic variations in humans might cause alterations ROS balancing and clearance of drugs in humans. N2 - Aldehydoxidasen (AOX) sind Molybdo-enzyme, die durch breite Substratspezifität gekennzeichnet sind, aromatische/aliphatische Aldehyde in die entsprechenden Carbonsäuren oxidieren und verschiedene heteroaromatische Ringe hydroxylieren. Die Enzyme verwenden Sauerstoff als terminalen Elektronenakzeptor und produzieren reduzierte Sauerstoffspezies während des Umsatzes. Die physiologische Funktion von Säugetier-AOX-Isoenzymen ist noch unklar, aber menschliches AOX (hAOX1) ist ein Enzym von Phase-I-Wirkstoff-Metabolismus. Weiterhin, wurden zahlreiche Einzelnukleotidpolymorphismen (SNP) und weitere hAOX1-Mutanten im hAOX1-Gen identifiziert. SNPs sind eine Hauptquelle für die interindividuelle Variabilität in der menschlichen Population, und SNP-basierte Aminosäureaustausche in hAOX1 modulieren die katalytische Funktion des Enzyms entweder positiv oder negativ. In diesem Bericht haben wir zehn neue SNPs ausgewählt, die zu Aminosäureaustauschen in der Nähe der FAD-Cofaktor von hAOX1 führen und die gereinigten Enzyme nach heterologen Expression in Escherichia coli charakterisieren. Darüber hinaus haben wir zehn weitere FAD-Varianten produziert. Die hAOX1-Varianten wurden sorgfältig durch quantitative Unterschiede in ihrer Fähigkeit zur Herstellung von Superoxidradikal charakterisiert. ROS repräsentieren markante Schlüsselmoleküle in physiologischen und pathologischen Zuständen in der Zelle. Unsere Daten zeigen signifikante Veränderungen der Superoxid-Anionenproduktion unter den Varianten. Insbesondere führte der Rest L438 in der Nähe des Isoalloxanzinringes des FAD-Cofaktors zu einer erhöhten Superoxid-Radikalproduktion von 75-85%. In Anbetracht der hohen Toxizität des Superoxid-Anions in der Zelle ist die hAOX1-L438V SNP-Variante ein eventueller Kandidat für kritische oder pathologische Rollen dieser natürlichen Variante innerhalb der menschlichen Population. KW - aldehyde KW - oxidase KW - ROS KW - reactive oxygen species Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-410107 ER - TY - JOUR A1 - Mayar, Mahshid T1 - A Case for Serious Play BT - Virtual Pacifism in Historical Digital Games JF - Militär und Gesellschaft in der frühen Neuzeit Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-408309 SN - 1617-9722 SN - 1861-910X VL - 20 SP - 117 EP - 135 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Pédèches, Laure T1 - Stochastic models for collective motions of populations T1 - Modèles stochastiques pour des mouvements collectifs de populations T1 - Stochastisches Modell für kollektive Bewegung von Populationen N2 - Stochastisches Modell für kollektive Bewegung von Populationen In dieser Doktorarbeit befassen wir uns mit stochastischen Systemen, die eines der mysteriösesten biologischen Phänomene als Modell darstellen: die kollektive Bewegung von Gemeinschaften. Diese werden bei Vögel- und Fischschwärmen, aber auch bei manchen Bakterien, Viehherden oder gar bei Menschen beobachtet. Dieser Verhaltenstyp spielt ebenfalls in anderen Bereichen wie Finanzwesen, Linguistik oder auch Robotik eine Rolle. Wir nehmen uns der Dynamik einer Gruppe von N Individuen, insbesondere zweier asymptotischen Verhaltenstypen an. Einerseits befassen wir uns mit den Eigenschaften der Ergodizität in Langzeit: Existenz einer invarianten Wahrscheinlichkeitsverteilung durch Ljapunow-Funktionen, und Konvergenzrate der Übergangshalbgruppe gegen diese Wahrscheinlichkeit. Eine ebenfalls zentrale Thematik unserer Forschung ist der Begriff Flocking: es wird damit definiert, dass eine Gruppe von Individuen einen dynamischen Konsens ohne hierarchische Struktur erreichen kann; mathematisch gesehen entspricht dies der Aneinanderreihung der Geschwindigkeiten und dem Zusammenkommen des Schwarmes. Andererseits gehen wir das Phänomen der "Propagation of Chaos" an, wenn die Anzahl N der Teilchen ins Unendliche tendiert: die Bewegungen der jeweiligen Individuen werden asymptotisch unabhängig. Unser Ausgangspunkt ist das Cucker-Smale-Modell, ein deterministisches kinetisches Molekular-Modell für eine Gruppe ohne hierarchische Struktur. Die Wechselwirkung zwischen zwei Teilchen variiert gemäß deren "Kommunikationsrate", die wiederum von deren relativen Entfernung abhängt und polynomisch abnimmt. Im ersten Kapitel adressieren wir das asymptotische Verhalten eines Cucker-Smale-Modells mit Rauschstörung und dessen Varianten. Kapitel 2 stellt mehrere Definitionen des Flockings in einem Zufallsrahmen dar: diverse stochastische Systeme, die verschiedenen Rauschformen entsprechen (die eine gestörte Umgebung, den "freien Willen" des jeweiligen Individuums oder eine unterbrochene Übertragung suggerieren) werden im Zusammenhang mit diesen Begriffen unter die Lupe genommen. Das dritte Kapitel basiert auf der "Cluster Expansion"-Methode aus der statistischen Mechanik. Wir beweisen die exponentielle Ergodizität von gewissen nicht-Markow-Prozessen mit nicht-glattem Drift und wenden diese Ergebnisse auf Störungen des Ornstein-Uhlenbeck-Prozesses an. Im letzten Teil, nehmen wir uns der zweidimensionalen parabolisch-elliptischen Gleichung von Keller-Segel an. Wir beweisen die Existenz einer Lösung, welche in gewisser Hinsicht einzig ist, indem wir, mittels Vergleich mit Bessel-Prozessen und der Dirichlet Formtheorie, mögliche Stoßtypen zwischen den Teilchen ermitteln. N2 - In this thesis, stochastic dynamics modelling collective motions of populations, one of the most mysterious type of biological phenomena, are considered. For a system of N particle-like individuals, two kinds of asymptotic behaviours are studied : ergodicity and flocking properties, in long time, and propagation of chaos, when the number N of agents goes to infinity. Cucker and Smale, deterministic, mean-field kinetic model for a population without a hierarchical structure is the starting point of our journey : the first two chapters are dedicated to the understanding of various stochastic dynamics it inspires, with random noise added in different ways. The third chapter, an attempt to improve those results, is built upon the cluster expansion method, a technique from statistical mechanics. Exponential ergodicity is obtained for a class of non-Markovian process with non-regular drift. In the final part, the focus shifts onto a stochastic system of interacting particles derived from Keller and Segel 2-D parabolicelliptic model for chemotaxis. Existence and weak uniqueness are proven. N2 - Dans cette thése, on s’intéresse á des systémes stochastiques modélisant un des phénoménes biologiques les plus mystérieux, les mouvements collectifs de populations. Pour un groupe de N individus, vus comme des particules sans poids ni volume, on étudie deux types de comportements asymptotiques : d’un côté, en temps long, les propriétés d’ergodicité et de flocking, de l’autre, quand le nombre de particules N tend vers l’infini, les phénoménes de propagation du chaos. Le modéle, déterministe, de Cucker-Smale, un modéle cinétique de champ moyen pour une population sans structure hiérarchique, est notre point de départ : les deux premiers chapitres sont consacrés á la compréhension de diverses dynamiques stochastiques qui s’en inspirent, du bruit étant rajouté sous différentes formes. Le troisiéme chapitre, originellement une tentative d’amélioration de ces résultats, est basé sur la méthode du développement en amas, un outil de physique statistique. On prouve l’ergodicité exponentielle de certains processus non-markoviens á drift non-régulier. Dans la derniére partie, on démontre l’existence d’une solution, unique dans un certain sens, pour un systéme stochastique de particules associé au mod`ele chimiotactique de Keller et Segel. KW - stochastic interacting particles KW - flocking KW - stochastisches interagierendes System KW - Flocking Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-405491 ER - TY - GEN A1 - Schinkoeth, Michaela A1 - Antoniewicz, Franziska T1 - Automatic Evaluations and Exercising BT - Systematic Review and Implications for Future Research N2 - The general purpose of this systematic review was to summarize, structure and evaluate the findings on automatic evaluations of exercising. Studies were eligible for inclusion if they reported measuring automatic evaluations of exercising with an implicit measure and assessed some kind of exercise variable. Fourteen nonexperimental and six experimental studies (out of a total N = 1,928) were identified and rated by two independent reviewers. The main study characteristics were extracted and the grade of evidence for each study evaluated. First, results revealed a large heterogeneity in the applied measures to assess automatic evaluations of exercising and the exercise variables. Generally, small to large-sized significant relations between automatic evaluations of exercising and exercise variables were identified in the vast majority of studies. The review offers a systematization of the various examined exercise variables and prompts to differentiate more carefully between actually observed exercise behavior (proximal exercise indicator) and associated physiological or psychological variables (distal exercise indicator). Second, a lack of transparent reported reflections on the differing theoretical basis leading to the use of specific implicit measures was observed. Implicit measures should be applied purposefully, taking into consideration the individual advantages or disadvantages of the measures. Third, 12 studies were rated as providing first-grade evidence (lowest grade of evidence), five represent second-grade and three were rated as third-grade evidence. There is a dramatic lack of experimental studies, which are essential for illustrating the cause-effect relation between automatic evaluations of exercising and exercise and investigating under which conditions automatic evaluations of exercising influence behavior. Conclusions about the necessity of exercise interventions targeted at the alteration of automatic evaluations of exercising should therefore not be drawn too hastily. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 372 KW - affective KW - associative KW - automatic evaluation KW - dual-process KW - exercise KW - implicit attitude Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-405410 ER - TY - GEN A1 - Westphal, Andrea A1 - Vock, Miriam A1 - Stubbe, Tobias T1 - Grade skipping from the perspective of teachers in Germany BT - the links between teachers’ decisions, acceptance, and perceived knowledge T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - The present study explored teachers' perspectives on one specific type of acceleration, namely, grade skipping. In addition, we investigated the extent to which teachers' beliefs about students' academic, motivational, and social development after grade skipping may explain teachers' acceptance of this accelerative strategy. Moreover, we examined whether teachers' acceptance is linked to their decisions about using this intervention. Using data from the PARS project, which included 316 teachers from 18 secondary schools in the German federal state of North Rhine-Westphalia, we assessed teachers' acceptance, beliefs, and perceived knowledge about grade skipping using 4-point rating scales. Teachers also reported whether they had advised a student to skip a grade. Multilevel regression analyses indicated that teachers' beliefs about students' social, motivational, and academic development largely explained their acceptance. Teachers who showed a higher level of acceptance and perceived knowledge were more likely to have recommended grade skipping before. Educational implications are discussed. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 411 KW - grade skipping KW - teacher knowledge KW - teacher beliefs and practices KW - teacher attitudes KW - acceleration Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-405235 IS - 411 ER - TY - GEN A1 - Busch, Verena A1 - Klaus, Valentin H. A1 - Penone, Caterina A1 - Schäfer, Deborah A1 - Boch, Steffen A1 - Prati, Daniel A1 - Müller, Jörg A1 - Socher, Stephanie A. A1 - Niinemets, Ülo A1 - Peñuelas, Josep A1 - Hölzel, Norbert A1 - Fischer, Markus A1 - Kleinebecker, Till T1 - Nutrient stoichiometry and land use rather than species richness determine plant functional diversity T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Plant functional traits reflect individual and community ecological strategies. They allow the detection of directional changes in community dynamics and ecosystemic processes, being an additional tool to assess biodiversity than species richness. Analysis of functional patterns in plant communities provides mechanistic insight into biodiversity alterations due to anthropogenic activity. Although studies have considered of either anthropogenic management or nutrient availability on functional traits in temperate grasslands, studies combining effects of both drivers are scarce. Here, we assessed the impacts of management intensity (fertilization, mowing, grazing), nutrient stoichiometry (C, N, P, K), and vegetation composition on community-weighted means (CWMs) and functional diversity (Rao's Q) from seven plant traits in 150 grasslands in three regions in Germany, using data of 6 years. Land use and nutrient stoichiometry accounted for larger proportions of model variance of CWM and Rao's Q than species richness and productivity. Grazing affected all analyzed trait groups; fertilization and mowing only impacted generative traits. Grazing was clearly associated with nutrient retention strategies, that is, investing in durable structures and production of fewer, less variable seed. Phenological variability was increased. Fertilization and mowing decreased seed number/mass variability, indicating competition-related effects. Impacts of nutrient stoichiometry on trait syndromes varied. Nutrient limitation (large N:P, C:N ratios) promoted species with conservative strategies, that is, investment in durable plant structures rather than fast growth, fewer seed, and delayed flowering onset. In contrast to seed mass, leaf-economics variability was reduced under P shortage. Species diversity was positively associated with the variability of generative traits. Synthesis. Here, land use, nutrient availability, species richness, and plant functional strategies have been shown to interact complexly, driving community composition, and vegetation responses to management intensity. We suggest that deeper understanding of underlying mechanisms shaping community assembly and biodiversity will require analyzing all these parameters. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 651 KW - biodiversity exploratories KW - leaf economics KW - mowing KW - nutrient availability KW - nutrient ratios KW - phosphorus KW - plant functional traits KW - plant strategies KW - seed mass KW - fertilization Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-424617 SN - 1866-8372 IS - 651 ER - TY - THES A1 - Muldashev, Iskander T1 - Modeling of the great earthquake seismic cycles T1 - Modellierung der seismischen Zyklen von Mega-Erdbeben N2 - The timing and location of the two largest earthquakes of the 21st century (Sumatra, 2004 and Tohoku 2011, events) greatly surprised the scientific community, indicating that the deformation processes that precede and follow great megathrust earthquakes remain enigmatic. During these phases before and after the earthquake a combination of multi-scale complex processes are acting simultaneously: Stresses built up by long-term tectonic motions are modified by sudden jerky deformations during earthquakes, before being restored by multiple ensuing relaxation processes. This thesis details a cross-scale thermomechanical model developed with the aim of simulating the entire subduction process from earthquake (1 minute) to million years’ time scale, excluding only rupture propagation. The model employs elasticity, non-linear transient viscous rheology, and rate-and-state friction. It generates spontaneous earthquake sequences, and, by using an adaptive time-step algorithm, recreates the deformation process as observed naturally over single and multiple seismic cycles. The model is thoroughly tested by comparing results to those from known high- resolution solutions of generic modeling setups widely used in modeling of rupture propagation. It is demonstrated, that while not modeling rupture propagation explicitly, the modeling procedure correctly recognizes the appearance of instability (earthquake) and correctly simulates the cumulative slip at a fault during great earthquake by means of a quasi-dynamic approximation. A set of 2D models is used to study the effects of non-linear transient rheology on the postseismic processes following great earthquakes. Our models predict that the viscosity in the mantle wedge drops by 3 to 4 orders of magnitude during a great earthquake with magnitude above 9. This drop in viscosity results in spatial scales and timings of the relaxation processes following the earthquakes that are significantly different to previous estimates. These models replicate centuries long seismic cycles exhibited by the greatest earthquakes (like the Great Chile 1960 Earthquake) and are consistent with the major features of postseismic surface displacements recorded after the Great Tohoku Earthquake. The 2D models are also applied to study key factors controlling maximum magnitudes of earthquakes in subduction zones. Even though methods of instrumentally observing earthquakes at subduction zones have rapidly improved in recent decades, the characteristic recurrence interval of giant earthquakes (Mw>8.5) is much larger than the currently available observational record and therefore the necessary conditions for giant earthquakes are not clear. Statistical studies have recognized the importance of the slab shape and its surface roughness, state of the strain of the upper plate and thickness of sediments filling the trenches. In this thesis we attempt to explain these observations and to identify key controlling parameters. We test a set of 2D models representing great earthquake seismic cycles at known subduction zones with various known geometries, megathrust friction coefficients, and convergence rates implemented. We found that low-angle subduction (large effect) and thick sediments in the subduction channel (smaller effect) are the fundamental necessary conditions for generating giant earthquakes, while the change of subduction velocity from 10 to 3.5 cm/yr has a lower effect. Modeling results also suggest that having thick sediments in the subduction channel causes low static friction, resulting in neutral or slightly compressive deformation in the overriding plate for low-angle subduction zones. These modeling results agree well with observations for the largest earthquakes. The model predicts the largest possible earthquakes for subduction zones of given dipping angles. The predicted maximum magnitudes exactly threshold magnitudes of all known giant earthquakes of 20th and 21st centuries. The clear limitation of most of the models developed in the thesis is their 2D nature. Development of 3D models with comparable resolution and complexity will require significant advances in numerical techniques. Nevertheless, we conducted a series of low-resolution 3D models to study the interaction between two large asperities at a subduction interface separated by an aseismic gap of varying width. The novelty of the model is that it considers behavior of the asperities during multiple seismic cycles. As expected, models show that an aseismic gap with a narrow width could not prevent rupture propagation from one asperity to another, and that rupture always crosses the entire model. When the gap becomes too wide, asperities do not interact anymore and rupture independently. However, an interesting mode of interaction was observed in the model with an intermediate width of the aseismic gap: In this model the asperities began to stably rupture in anti-phase following multiple seismic cycles. These 3D modeling results, while insightful, must be considered preliminary because of the limitations in resolution. The technique developed in this thesis for cross-scale modeling of seismic cycles can be used to study the effects of multiple seismic cycles on the long-term deformation of the upper plate. The technique can be also extended to the case of continental transform faults and for the advanced 3D modeling of specific subduction zones. This will require further development of numerical techniques and adaptation of the existing advanced highly scalable parallel codes like LAMEM and ASPECT. N2 - Zeitpunkt und Ort der zwei größten Erdbeben des 21. Jahrhunderts (Sumatra 2004 und Tohoku 2011) überraschten die wissenschaftliche Gemeinschaft, da sie darauf hindeuten, dass die einem Megathrust-Erdbeben vorangehenden und folgenden Deformationsprozesse weiterhin rästelhaft bleiben. Ein Problem ist die komplexe Art der Subduktionsprozesse auf unterschiedlichen Skalen. Spannungen werden durch langzeitliche, tektonische Bewegungen aufgebaut, von plötzlicher, ruckartiger Deformation während Erdbeben modifiziert und anschließend durch verschiedene Entspannungsprozesse wiederhergestellt. In dieser Arbeit wird ein skalen-übergreifendes thermomechanisches Modell entwickelt mit dem Ziel den vollständigen Subduktionsprozess von kleiner Skala (Minuten, z.B. Erdbeben) bis zu Millionen Jahren zu simulieren. Dabei bleibt nur das dynamische Prozess der unberücksichtigt. Das Modell nutzt Elastizität, nicht-lineare transient viskose Rheologie und „rate-and-state“ Reibungsgesetz. Es erzeugt spontane Erdbeben-Sequenzen und stellt durch das Nutzen eines adaptiven Zeitschritt Algorithmus den Deformationsprozess nach, wie er in der Natur während einzelner und mehrerer seismischer Zyklen beobachtet wird. Anhand der 2D-Modell Reihe werden die Effekte der nicht-linearen transient (viskosen) Rheologie auf postseismische Prozesse nach großen Erdbeben untersucht. Die Modelle sagen eine Verringerung der Mantelkeil-Viskosität um 3 bis 4 Größenordnungen während der großen Erdbeben (Mw > 9) vorher. Im Gegensatz zur momentanen Meinung, ergeben sich andere räumliche und zeitliche Verteilungen des Entspannungsprozesses nach großen Erdbeben. Jahrhunderte lange seismische Zyklen, wie zum Beispiel das große Erdbeben in Chile 1960, werden reproduziert und stimmen mit den Hauptmerkmalen der postseismischen Oberflächenverschiebungen überein, die nach dem großen Tohoku Erdbeben aufgezeichnet wurden. Mithilfe der 2D-Modelle werden außerdem Schlüsselfaktoren untersucht, die die maximale Magnitude von Erdbeben bestimmen. Obwohl die instrumentellen Methoden zur Beobachtung von Erdbeben in Subduktionszonen in den letzten Jahrzehnten stetig verbessert wurden, kann das Auftreten der größten Erdbeben (Mw > 8.5) und die dafür vorrauszusetzenden Bedingungen nicht genau bestimmt werden, da die charackeristische Zeit für ein Wiederauftreten deutlich größer als der Beobachtungszeitraum ist. Wir versuchen in dieser Arbeit diese Beobachtungen zu erklären und die kontrollierenden Schlüsselfaktoren zu bestimmen. Eine 2D-Modell Reihe mit großen, seismischen Erdbebenzyklen untersucht unterschiedliche Geometrien von Subduktionszonen sowie Reibungskoeffizieten an der Subduktions Platten-Grenzoberfläche und Konvergenzraten. Subduktion mit geringem Winkel (großer Effekt) und mächtige Sedimente im Subduktionskanal (kleiner Effekt) sind grundlegend notwendige Bedingungen für riesige Erdbeben, während eine Änderung des Reibungsparameters nur geringe Auswirkungen hat. Die Modellierungsergebnisse sind in viiÜbereinstimmung mit den Beobachtungen von den größten Erdbeben. Die maximale vohergesagte Magnituden liegen an der oberen Grenze alle historische Beben der 20. und 21. Jahrhunderden. Die größte Einschränkung der entwickelten Modelle ist ihre 2-dimensionale Natur. Um die Interaktion zwischen zwei großen Unebenheiten („asperities“) auf der Subduktions Platten-Grenzoberfläche, die von einer aseismischen Lücke („gap“) voneinander getrennt sind, zu untersuchen, wurde eine 3D-Modell Reihe mit geringer Auflösung durchgeführt. Neu an diesem Modell ist, dass das Verhalten der Unebenheiten während mehrerer seismischer Zyklen berücksichtigt wird. Wie erwartet zeigt das Modell, dass eine schmale, aseismische Lücke ein Propagieren von Brüchen von einer Unebenheit zur nächsten nicht verhindern kann und diese Brüche das gesamte Modell durchkreuzen. Wird die Lücke zu groß interagieren die Unebenheiten nicht mehr miteinander und brechen unabhängig voneinander. Allerdings wurde in dem Modell mit mittlerer Breite der aseismischen Lücke eine interessante Art von Interaktion beobachtet: Nach einigen seismischen Zyklen beginnen die Unebenheiten kontinuerlich und zwar in Gegen-Phasen zu brechen. Diese Ergebnisse sind andeutend, aber können aufgrund der geringen Auflösung des Models nur als vorläufig angesehen werden und erfordern weitere Bestätigung mit hoch-auflösenden Modellen. KW - earthquake modeling KW - seismic cycle modeling KW - subduction KW - numerical modeling KW - Erdbeben Modellierung KW - Modellierung des seismischen Zyklus KW - Subduktion KW - numerische Modellierung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398926 ER - TY - THES A1 - Kiani Alibagheri, Bahareh T1 - On structural properties of magnetosome chains T1 - Auf strukturellen Eigenschaften von Magnetosomenketten N2 - Magnetotaktische Bakterien besitzen eine intrazelluläre Struktur, die Magnetosomenkette genannt wird. Magnetosomenketten enthalten Nanopartikel von Eisenkristallen, die von einer Membran umschlossen und entlang eines Zytoskelettfilaments ausgerichtet sind. Dank der Magnetosomenkette ist es magnetotaktischen Bakterien möglich sich in Magnetfeldern auszurichten und entlang magnetischer Feldlinien zu schwimmen. Die ausführliche Untersuchung der strukturellen Eigenschaften der Magnetosomenkette in magnetotaktischen Bakterien sind von grundlegendem wissenschaftlichen Interesse, weil sie Einblicke in die Anordnung des Zytoskeletts von Bakterien erlauben. In dieser Studie haben wir ein neues theoretisches Modell entwickelt, dass sich dazu eignet, die strukturellen Eigenschaften der Magnetosomenketten in magnetotaktischen Bakterien zu erforschen. Zuerst wenden wir uns der Biegesteifigkeit von Magnetosomenketten zu, die von zwei Faktoren beeinflusst wird: Die magnetische Wechselwirkung der Magnetosomenpartikel und der Biegesteifigkeit des Zytoskelettfilaments auf welchem die Magnetosome verankert sind. Unsere Analyse zeigt, dass sich die lineare Konfiguration von Magnetosomenpartikeln ohne die Stabilisierung durch das Zytoskelett zu einer ringörmigen Struktur biegen würde, die kein magnetisches Moment aufweist und daher nicht die Funktion eines Kompass in der zellulären Navigation einnehmen könnte. Wir schlussfolgern, dass das Zytoskelettfilament eine stabilisierende Wirkung auf die lineare Konfiguration hat und eine ringförmige Anordnung verhindert. Wir untersuchen weiter die Gleichgewichtskonfiguration der Magnetosomenpartikel in einer linearen Kette und in einer geschlossenen ringförmigen Struktur. Dabei beobachteten wir ebenfalls, dass für eine stabile lineare Anordnung eine Bindung an ein Zytoskelettfilament notwendig ist. In einem externen magnetischen Feld wird die Stabilität der Magnetosomenketten durch die Dipol-Dipol-Wechselwirkung, über die Steifheit und die Bindungsenergie der Proteinstruktur, die die Partikel des Magnetosomen mit dem Filament verbinden, erreicht. Durch Beobachtungen während und nach der Behandlung einer Magnetosomenkette mit einem externen magnetischen Feld, lässt sich begründen, dass die Stabilisierung von Magnetosomenketten durch Zytoskelettfilamente über proteinhaltige Bindeglieder und die dynamischen Eigenschaften dieser Strukturen realisiert wird. Abschließend wenden wir unser Modell bei der Untersuchung von ferromagnetischen Resonanz-Spektren von Magnetosomenketten in einzelnen Zellen von magnetotaktischen Bakterien an. Wir erforschen den Effekt der magnetokristallinen Anistropie in ihrer dreifach-Symmetrie, die in ferromagnetischen Ressonanz Spektren beobachtet wurden und die Besonderheit von verschiedenen Spektren, die bei Mutanten dieser Bakterien auftreten. N2 - Magnetotactic bacteria possess an intracellular structure called the magnetosome chain. Magnetosome chains contain nano−particles of iron crystals enclosed by a membrane and aligned on a cytoskeletal filament. Due to the presence of the magnetosome chains, magnetotactic bacteria are able to orient and swim along the magnetic field lines. A detailed study of structural properties of magnetosome chains in magnetotactic bacteria has primary scientific interests. It can provide more insight into the formation of the cytoskeleton in bacteria. In this thesis, we develop a new framework to study the structural properties of magnetosome chains in magnetotactic bacteria. First, we address the bending stiffness of magnetosome chains resulting from two main contributions: the magnetic interactions of magnetosome particles and the bending stiffness of the cytoskeletal filament to which the magnetosomes are anchored. Our analysis indicates that the linear configuration of magnetosome particles without the stabilisation to the cytoskeleton may close to ring like structures, with no net magnetic moment, which thus can not perform as a compass in cellular navigation. As a result we think that one of the roles of the filament is to stabilize the linear configuration against ring closure. We then investigate the equilibrium configurations of magnetosome particles including linear chain and closed−ring structures. We notably observe that for the formation of a stable linear structure on the cytoskeletal filament, presence of a binding energy is needed. In the presence of external stimuli the stability of the magnetosome chain is due to the internal dipole−dipole interactions, the stiffness and the binding energy of the protein structure connecting the magnetosome particles to the filament. Our observations, during and after the treatment of the magnetosome chain with the external magnetic field substantiates the stabilisation of magnetosome chains to the cytoskeletal filament by proteinous linkers and the dynamic feature of these structures. Finally, we employ our model to study the FMR spectra of magnetosome chains in a single cell of magnetotactic bacteria. We explore the effect of magnetocrystalline anisotropy in three-fold symmetry observed in FMR spectra and the peculiarity of different spectra arisen from different mutants of these bacteria. KW - magnetotactic bacteria KW - magnetosome chains KW - structural properties KW - magnetotaktische Bakterien KW - Magnetosomen-Ketten KW - strukturelle Eigenschaften Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398849 ER - TY - THES A1 - Hendriyana, Andri T1 - Detection and Kirchhoff-type migration of seismic events by use of a new characteristic function T1 - Detektion und Kirchhoff-Migration seismischer Ereignisse durch Verwendung einer neuen charakteristischen Funktion N2 - The classical method of seismic event localization is based on the picking of body wave arrivals, ray tracing and inversion of travel time data. Travel time picks with small uncertainties are required to produce reliable and accurate results with this kind of source localization. Hence recordings, with a low Signal-to-Noise Ratio (SNR) cannot be used in a travel time based inversion. Low SNR can be related with weak signals from distant and/or low magnitude sources as well as with a high level of ambient noise. Diffraction stacking is considered as an alternative seismic event localization method that enables also the processing of low SNR recordings by mean of stacking the amplitudes of seismograms along a travel time function. The location of seismic event and its origin time are determined based on the highest stacked amplitudes (coherency) of the image function. The method promotes an automatic processing since it does not need travel time picks as input data. However, applying diffraction stacking may require longer computation times if only limited computer resources are used. Furthermore, a simple diffraction stacking of recorded amplitudes could possibly fail to locate the seismic sources if the focal mechanism leads to complex radiation patterns which typically holds for both natural and induced seismicity. In my PhD project, I have developed a new work flow for the localization of seismic events which is based on a diffraction stacking approach. A parallelized code was implemented for the calculation of travel time tables and for the determination of an image function to reduce computation time. In order to address the effects from complex source radiation patterns, I also suggest to compute diffraction stacking from a characteristic function (CF) instead of stacking the original wave form data. A new CF, which is called in the following mAIC (modified from Akaike Information Criterion) is proposed. I demonstrate that, the performance of the mAIC does not depend on the chosen length of the analyzed time window and that both P- and S-wave onsets can be detected accurately. To avoid cross-talk between P- and S-waves due to inaccurate velocity models, I separate the P- and S-waves from the mAIC function by making use of polarization attributes. Then, eventually the final image function is represented by the largest eigenvalue as a result of the covariance analysis between P- and S-image functions. Before applying diffraction stacking, I also apply seismogram denoising by using Otsu thresholding in the time-frequency domain. Results from synthetic experiments show that the proposed diffraction stacking provides reliable results even from seismograms with low SNR=1. Tests with different presentations of the synthetic seismograms (displacement, velocity, and acceleration) shown that, acceleration seismograms deliver better results in case of high SNR, whereas displacement seismograms provide more accurate results in case of low SNR recordings. In another test, different measures (maximum amplitude, other statistical parameters) were used to determine the source location in the final image function. I found that the statistical approach is the preferred method particularly for low SNR. The work flow of my diffraction stacking method was finally applied to local earthquake data from Sumatra, Indonesia. Recordings from a temporary network of 42 stations deployed for 9 months around the Tarutung pull-apart Basin were analyzed. The seismic event locations resulting from the diffraction stacking method align along a segment of the Sumatran Fault. A more complex distribution of seismicity is imaged within and around the Tarutung Basin. Two lineaments striking N-S were found in the middle of the Tarutung Basin which support independent results from structural geology. These features are interpreted as opening fractures due to local extension. A cluster of seismic events repeatedly occurred in short time which might be related to fluid drainage since two hot springs are observed at the surface near to this cluster. N2 - Klassische seismologische Verfahren zur Lokalisierung seismischer Ereignisse basieren auf der Bestimmung der Ankunftszeiten von Raumwellenphasen, der Berechnung von Strahlwegen in Untergrundmodellen sowie der Inversion der Laufzeitdaten. Um mit dieser Methode zuverlässige und genaue Lokalisierungsergebnisse zu erhalten, werden Laufzeitdaten mit kleinen Unsicherheiten benötigt. Folgerichtig müssen Seismogramme mit sehr geringen Signal-zu-Rausch Verhältnissen (S/N) häufig verworfen werden. Geringe S/N können einerseits durch schwache Signale am Empfänger, z.B. wegen großer Entfernungen zur Quelle und/oder bei Quellen mit kleiner Magnitude, und andererseits durch einen hohen Rauschpegel verursacht werden. Eine alternative Methode zur Herdlokalisierung ist die sogenannte Diffraktions-Stapel-ung. Hierbei werden die Amplituden der aufgezeichneten Wellenformen entlang von vorhergesagten Laufzeitfunktionen aufgestapelt. Durch konstruktive Aufsummation können auch Signale von Seismogrammen mit geringem S/N zur Lokalisierung beitragen. Als Teil des Verfahrens wird eine sogenannte Image-Funktion berechnet, deren maximale Amplitude (Kohärenz) mit dem Ort und der Zeit des Bebenherdes verknüpft ist. Die Methodik ist für eine Implementation von automatisierten Überwachungssystemen geeignet. Von Nachteil ist der relative hohe Rechenaufwand. Außerdem müssen bei der Diffraktions-Stapelung die komplizierten Abstrahlcharakteristika im Quellbereich und deren Auswirkungen auf die Signale an verschiedenen Empfängern im Unterschied zur Laufzeit-Inversion mit berücksichtigt werden. In meiner Arbeit habe ich eine neue Methodik zur Lokalisierung von Bebenherden unter Verwendung einer Diffraktions-Stapelung entwickelt. Zunächst werden Laufzeiten (Green’s Funktionen) für potentielle Herdlokationen mit Hilfe eines parallelisierten Algorithmus berechnet. Eine erste Vorbearbeitung der Seismogramme mit der Otsu-Threshold-ing Methode im Zeit-Frequenz-Bereich dient zur Unterdrückung von nicht-stationären Rauschanteilen. Anschliessend wird eine neu entwickelte charakteristische Funktion (CF) berechnet, um P- und S-Welleneinsätze in den gefilterten Daten noch stärker hervorzuheben. Die vorgeschlagene CF basiert auf einer modifizierten Version des Akaike Kriteriums. Die neue CF liefert stabile Resultate, die im Unterschied zum klassischen Akaike-Kriterium nicht von der subjektiv festzulegenden Länge des Analysefensters abhängig sind. Die Verwendung der CF ist darüber hinaus entscheidend, um den unerwünschten Einfluss der Abstrahlcharakteristik auf die gemessenen Amplituden bei der Diffraktions-Stapelung zu eliminieren. Eine finale Image-Funktion wird mit Hilfe einer Kovarianzmatrix-Analyse von P- und S- Image-Funktionen bestimmt, um daraus schließlich die Herdlokation zu ermitteln. Das neue Verfahren wird an Hand von synthetischen Daten getestet. Zuverlässige und genaue Resultate konnten selbst bei sehr geringen S/N von 1 erzielt werden. Tests mit verschiedenen Seismogramm-Varianten (Verschiebung, Geschwindigkeit, Beschleunigung) ergaben, dass bei hohem S/N Beschleunigungs-Seismogramme und bei sehr niedrigen S/N Verschiebungs-Seismogramme die besten Ergebnisse lieferten. Schliesslich wurde das Verfahren auf Daten aus einer Lokalbebenuntersuchung auf Sumatra (Indonesien) angewendet. Über einen Zeitraum von 9 Monaten wurde mit einem Netzwerk aus 42 Stationen die Seismizität im Bereich des Tarutung-Beckens an der Sumatra-Störung (SF) erfasst. Die Methode bildete hierbei ein lineares Segment der SF ab. Im Tarutung-Becken wurde eine komplexere Bebenverteilung abgeleitet. Ein Vergleich mit strukturgeologischen Daten liefert Rückschlüsse auf das tektonische und geothermische Regime im Untersuchungsgebiet. KW - time-series analysis KW - inverse theory KW - earthquake source observations KW - seismicity and tectonics KW - wave scattering and diffraction KW - body waves KW - computational seismology KW - Zeitreihenanalyse KW - Inversions-Theorie KW - Beobachtung von Erdbebenquellen KW - Seismizität und Tektonik KW - Wellenbrechung und Diffraktion KW - Raumwellen KW - computergestützte Seismologie Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398879 ER - TY - THES A1 - Lorente Sánchez, Alejandro Jose T1 - Synthesis of side-chain polystyrenes for all organic solution processed OLEDs T1 - Synthese von Seitenketten-Polystyrolen für lösungsgefertigte OLEDs N2 - In the present work side-chain polystyrenes were synthesized and characterized, in order to be applied in multilayer OLEDs fabricated by solution process techniques. Manufacture of optoelectronic devices by solution process techniques is meant to decrease significantly fabrication cost and allow large scale production of such devices. This dissertation focusses in three series, enveloped in two material classes. The two classes differ to each other in the type of charge transport exhibited, either ambipolar transport or electron transport. All materials were applied in all-organic solution processed green Ir-based devices. In the first part, a series of ambipolar host materials were developed to transport both charge types, holes and electrons, and be applied especially as matrix for green Ir-based emitters. It was possible to increase devices efficacy by modulating the predominant charge transport type. This was achieved by modification of molecules electron transport part with more electron-deficient heterocycles or by extending the delocalization of the LUMO. Efficiencies up to 28.9 cd/A were observed for all-organic solution-process three layer devices. In the second part, suitability of triarylboranes and tetraphenylsilanes as electron transport materials was studied. High triplet energies were obtained, up to 2.95 eV, by rational combination of both molecular structures. Although the combination of both elements had a low effect in materials electron transport properties, high efficiencies around 24 cd/A were obtained for the series in all-organic solution-processed two layer devices. In the last part, benzene and pyridine were chosen as the series electron-transport motif. By controlling the relative pyridine content (RPC) solubility into methanol was induced for polystyrenes with bulky side-chains. Materials with RPC ≥ 0.5 could be deposited orthogonally from solution without harming underlying layers. From the best of our knowledge, this is the first time such materials are applied in this architecture showing moderate efficiencies around 10 cd/A in all-organic solution processed OLEDs. Overall, the outcome of these studies will actively contribute to the current research on materials for all-solution processed OLEDs. N2 - Organische Licht emittierende Dioden (OLEDs) gelten als die nächste Technologie für Beleuchtungsanwendungen. In letzter Zeit wurden immer mehr kommerzielle Produkte herausgebracht, für die Anwendung in Displays und Beleuchtungssystemen. Doch diese Produkte werden hauptsächlich durch Vakuumabscheidung der organischen Moleküle hergestellt, was hohe Fertigungskosten zur Folge hat. Um die Kosten zu senken, sollten die Geräte über Lösungsverfahren hergestellt werden, was die Produktion durch Drucktechniken ermöglicht. Allerdings gibt es noch einige Herausforderungen bei den Lösungsprozessen, auch bei der Verarbeitung bekannter Materialien, die überwunden werden müssen, wie Rekristallisation oder schlechte Filmbildung. Deshalb sind weitere Materialmodifikationen erforderlich. Ein sehr verbreiteter Ansatz ist die Einarbeitung von Materialien, die im Vakuum verarbeitet werden können, wie Seitenkettenpolymer-Rückgräte. Wir haben in dieser Arbeit drei Reihen von Seitenketten-Polystyrolen synthetisiert und charakterisiert. Die Polymere der ersten Reihe sollten als Hostmaterialien für phosphoreszierende Emitter in der Emissionsschicht dienen. Die Polymere der zweiten und dritten Reihe fungierten als Elektron-Transport-Materialien. Die Polymereigenschaften wurden durch Änderungen der molekularen Struktur der Seitenketten modifiziert. Von allen Materialien wurden dünne Schichten aus Lösung abgeschieden und diese on grünen Ir-basierten OLEDs untersucht. Für alle organischen, aus Lösung gefertigten OLEDs wurden Effizienzen von bis zu 28,9 cd/A erreicht. KW - OLED KW - solution process KW - charge transport KW - polymers KW - OLED KW - Lösungsprozess KW - Ladung Transport KW - Polymere Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398006 ER - TY - THES A1 - Dippel, Sandor T1 - Development of functional hydrogels for sensor applications T1 - Entwicklung funktionalisierter Hydrogele für Sensor Anwendungen N2 - In this work, a sensor system based on thermoresponsive materials is developed by utilizing a modular approach. By synthesizing three different key monomers containing either a carboxyl, alkene or alkyne end group connected with a spacer to the methacrylic polymerizable unit, a flexible copolymerization strategy has been set up with oligo ethylene glycol methacrylates. This allows to tune the lower critical solution temperature (LCST) of the polymers in aqueous media. The molar masses are variable thanks to the excurse taken in polymerization in ionic liquids thus stretching molar masses from 25 to over 1000 kDa. The systems that were shown shown to be effective in aqueous solution could be immobilized on surfaces by copolymerizing photo crosslinkable units. The immobilized systems were formulated to give different layer thicknesses, swelling ratios and mesh sizes depending on the demand of the coupling reaction. The coupling of detector units or model molecules is approached via reactions of the click chemistry pool, and the reactions are evaluated on their efficiency under those aspects, too. These coupling reactions are followed by surface plasmon resonance spectroscopy (SPR) to judge efficiency. With these tools at hand, Salmonella saccharides could be selectively detected by SPR. Influenza viruses were detected in solution by turbidimetry in solution as well as by a copolymerized solvatochromic dye to track binding via the changes of the polymers’ fluorescence by said binding event. This effect could also be achieved by utilizing the thermoresponsive behavior. Another demonstrator consists of the detection system bound to a quartz surface, thus allowing the virus detection on a solid carrier. The experiments show the great potential of combining the concepts of thermoresponsive materials and click chemistry to develop technically simple sensors for large biomolecules and viruses. N2 - Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Sensorsystemen für biologische Analyten wie Bakterien und Viren. Die Sensoren beruhen auf thermoresponsiven Polymeren und die Entwicklung wird Schritt für Schritt ausgehend von der Monomersynthese dargelegt. Die Grundidee ist es alle Einzelschritte so modular wie möglich zu halten. Die Kopplungseinheiten für die späteren Erkennungsgruppen bestehen aus Carboxyl, Alken und Alkinfunktionalitäten, die zuerst mit einem Ethylenglycolspacer mit variabler Länge verknüpft werden und dann mit der polymerisierbaren Methylmethacrylatgruppe versehen werden. Diese koppelbaren Monomere werden mit Di- oder (Oligoethylenglycol)methacrylaten copolymerisiert. Je nach Verhältnis ist so auch die untere kritische Entmischungstemperatur (LCST) einstellbar. Mit der Erweiterung der Polymerisationstechnik um ionische Flüssigkeiten als Lösemittel lassen sich Molmassen von 25 bis über 1000 kDa einstellen. Um die Polymere funktionell zu erweitern, lassen sich auch benzophenonhaltige Monomere zur Vernetzung oder Immobilisierung copolymerisieren. Naphthalsäureimidhaltige Monomere wiederum dienen als Signaleinheit, da sie durch Verändern der Polarität ihrer Umgebung solvatochrom reagieren. Durch Aufschleudern und UV-Vernetzen lassen sich Gelschichten mit guter Schichtdickenkontrolle herstellen. Dabei sind die Substrate nur auf den jeweiligen Zweck beschränkt. Dank des Baukastenprinzips kann auch die Maschenweite oder der Quellgrad der Gele eingestellt werden. Die Polymere oder Hydrogele werden mit Hilfe von effizienten Reaktionen swe sogenannten „Click Chemie“ umgesetzt und die Reaktionen werden durchleuchtet, ob sie diesen Ansprüchen gerecht werden. Je nach Möglichkeit wird das Anknüpfen mittels Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie(SPR) verfolgt, so wie zum Beispiel die Kopplung eines Phagen-Oberflächenproteins und das selektive Binden eines Membransaccharids des Salmonellen Bakteriums. Influenza Viren werden selektiv mit Hilfe eines Erkennungspeptids gebunden und mit Hilfe von Trübungsspektroskopie bzw. dem thermoresponsiven Verhalten des Trägerpolymers nachgewiesen. Ein weiterer dargelegter Ansatz ist das Nachweisen von geringen Virenkonzentrationen mit Hilfe eines Hydrogels oder von Polymeren in Lösung, die jeweils mit einem solvatochromen Farbstoff ausgestattet sind, der auf die Umgebungsänderung durch den Virus reagiert. Die Experimente zeigen das große Potential von geschickt kombinierten thermoresponsiven Materialien, die mittels Funktionalisierung durch Click-Chemie zu technisch einfachen Nachweissystemen für Biomoleküle und sogar ganze Zellen entwickelt werden können. KW - biosensors KW - polymer synthesis KW - lower critical solution temperature KW - surface modification KW - smart materials KW - Biosensoren KW - Polymersynthese KW - untere kritische Entmischungstemperatur KW - schaltbare Materialien Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398252 ER - TY - THES A1 - Mera, Azal Jaafar Musa T1 - The Navier-Stokes equations for elliptic quasicomplexes T1 - Die Navier–Stokes–Gleichungen für elliptische Quasikomplexe N2 - The classical Navier-Stokes equations of hydrodynamics are usually written in terms of vector analysis. More promising is the formulation of these equations in the language of differential forms of degree one. In this way the study of Navier-Stokes equations includes the analysis of the de Rham complex. In particular, the Hodge theory for the de Rham complex enables one to eliminate the pressure from the equations. The Navier-Stokes equations constitute a parabolic system with a nonlinear term which makes sense only for one-forms. A simpler model of dynamics of incompressible viscous fluid is given by Burgers' equation. This work is aimed at the study of invariant structure of the Navier-Stokes equations which is closely related to the algebraic structure of the de Rham complex at step 1. To this end we introduce Navier-Stokes equations related to any elliptic quasicomplex of first order differential operators. These equations are quite similar to the classical Navier-Stokes equations including generalised velocity and pressure vectors. Elimination of the pressure from the generalised Navier-Stokes equations gives a good motivation for the study of the Neumann problem after Spencer for elliptic quasicomplexes. Such a study is also included in the work.We start this work by discussion of Lamé equations within the context of elliptic quasicomplexes on compact manifolds with boundary. The non-stationary Lamé equations form a hyperbolic system. However, the study of the first mixed problem for them gives a good experience to attack the linearised Navier-Stokes equations. On this base we describe a class of non-linear perturbations of the Navier-Stokes equations, for which the solvability results still hold. N2 - Die klassischen Navier–Stokes–Differentialgleichungen der Hydrodynamik werden in der Regel im Rahmen der Vektoranalysis formuliert. Mehr versprechend ist die Formulierung dieser Gleichungen in Termen von Differentialformen vom Grad 1. Auf diesem Weg beinhaltet die Untersuchung der Navier–Stokes–Gleichungen die Analyse des de Rhamschen Komplexes. Insbesondere ermöglicht die Hodge–Theorie für den de Rham–Komplex den Druck aus den Gleichungen zu eliminieren. Die Navier–Stokes–Gleichungen bilden ein parabolisches System mit einem nichtlinearen Term, welcher Sinn nur für die Pfaffschen Formen (d.h Formen vom Grad 1) hat. Ein einfacheres Modell für Dynamik der inkompressiblen viskosen Flüssigkeit wird von der Burgers–Gleichungen gegeben. Diese Arbeit richtet sich an das Studium der invarianten Struktur der Navier–Stokes–Gleichungen, die eng mit der algebraischen Struktur des de Rham–Komplexes im schritt 1 zusammen steht. Zu diesem Zweck stellen wir vor die Navier–Stokes–Gleichungen im Zusammenhang mit jedem elliptischen Quasikomplex von Differentialoperatoren der ersten Ordnung. So ähneln die Gleichungen den klassischen Navier–Stokes–Gleichungen, einschließlich allgemeiner Geschwindigkeit– und Druckvektoren. Elimination des Drucks aus den verallgemeinerten Navier–Stokes–Gleichungen gibt eine gute Motivation für die Untersuchung des Neumann–Problems nach Spencer für elliptische Quasikomplexe. Eine solche Untersuchung ist auch in der Arbeit mit der Erörterung der Lamé-Gleichungen im Kontext der elliptischen Quasikomplexe auf kompakten Mannigfaltigkeiten mit Rand. Die nichtstationären Lamé-Gleichungen bilden ein hyperbolisches System. Allerdings gibt die Studie des ersten gemischten Problems für sie eine gute Erfahrung, um die linearisierten Navier–Stokes–Gleichungen anzugreifen. Auf dieser Basis beschreiben wir eine Klasse von nichtlinearen Störungen der Navier–Stokes–Gleichungen, für welche die Lösungsresultate noch gelten. KW - Navier-Stokes-Gleichungen KW - elliptische Quasi-Komplexe KW - Navier-Stoks equations KW - elliptic quasicomplexes Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398495 ER - TY - THES A1 - Morling, Karoline T1 - Import and decomposition of dissolved organic carbon in pre-dams of drinking water reservoirs T1 - Eintrag und Abbau von gelösten Kohlenstoffen in Vorsperren von Trinkwassertalsperren N2 - Dissolved organic carbon (DOC) depicts a key component in the aquatic carbon cycle as well as for drinking water production from surface waters. DOC concentrations increased in water bodies of the northern hemisphere in the last decades, posing ecological consequences and water quality problems. Within the pelagic zone of lakes and reservoirs, the DOC pool is greatly affected by biological activity as DOC is simultaneously produced and decomposed. This thesis aimed for a conceptual understanding of organic carbon cycling and DOC quality changes under differing hydrological and trophic conditions. Further, the occurrence of aquatic priming was investigated, which has been proposed as a potential process facilitating the microbial decomposition of stable allochthonous DOC within the pelagic zone. To study organic carbon cycling under different hydrological conditions, quantitative and qualitative investigations were carried out in three pre-dams of drinking water reservoirs exhibiting a gradient in DOC concentrations and trophic states. All pre-dams were mainly autotrophic in their epilimnia. Discharge and temperature were identified as the key factors regulating net production and respiration in the upper water layers of the pre-dams. Considerable high autochthonous production was observed during the summer season under higher trophic status and base flow conditions. Up to 30% of the total gained organic carbon was produced within the epilimnia. Consequently, this affected the DOC quality within the pre-dams over the year and enhanced characteristics of algae-derived DOC were observed during base flow in summer. Allochthonous derived DOC dominated at high discharges and oligotrophic conditions when production and respiration were low. These results underline that also small impoundments with typically low water residence times are hotspots of carbon cycling, significantly altering water quality in dependence of discharge conditions, temperature and trophic status. Further, it highlights that these factors need to be considered in future water management as increasing temperatures and altered precipitation patterns are predicted in the context of climate change. Under base flow conditions, heterotrophic bacteria preferentially utilized older DOC components with a conventional radiocarbon age of 195-395 years before present (i.e. before 1950). In contrast, younger carbon components (modern, i.e. produced after 1950) were mineralized following a storm flow event. This highlights that age and recalcitrance of DOC are independent from each other. To assess the ages of the microbially consumed DOC, a simplified method was developed to recover the respired CO2 from heterotrophic bacterioplankton for carbon isotope analyses (13C, 14C). The advantages of the method comprise the operation of replicate incubations at in-situ temperatures using standard laboratory equipment and thus enabling an application in a broad range of conditions. Aquatic priming was investigated in laboratory experiments during the microbial decomposition of two terrestrial DOC substrates (peat water and soil leachate). Thereby, natural phytoplankton served as a source of labile organic matter and the total DOC pool increased throughout the experiments due to exudation and cell lysis of the growing phytoplankton. A priming effect for both terrestrial DOC substrates was revealed via carbon isotope analysis and mixing models. Thereby, priming was more pronounced for the peat water than for the soil leachate. This indicates that the DOC source and the amount of the added labile organic matter might influence the magnitude of a priming effect. Additional analysis via high-resolution mass spectrometry revealed that oxidized, unsaturated compounds were more strongly decomposed under priming (i.e. in phytoplankton presence). Given the observed increase in DOC concentrations during the experiments, it can be concluded that aquatic priming is not easily detectable via net concentration changes alone and could be considered as a qualitative effect. The knowledge gained from this thesis contributes to the understanding of aquatic carbon cycling and demonstrated how DOC dynamics in freshwaters vary with hydrological, seasonal and trophic conditions. It further demonstrated that aquatic priming contributes to the microbial transformation of organic carbon and the observed decay of allochthonous DOC during transport in inland waters. N2 - Gelöster organischer Kohlenstoff (dissolved organic carbon, DOC) bildet nicht nur eine zentrale Komponente des aquatischen Kohlenstoffkreislaufs, sondern auch für die Gewinnung von Trinkwasser aus Oberflächengewässern. In den letzten Jahrzehnten stiegen die DOC-Konzentrationen in Gewässern der nördlichen Hemisphäre an und führen sowohl zu ökologischen Konsequenzen als auch zu Wasserqualitätsproblemen. Die Zusammensetzung des DOC im Pelagial von Seen und Talsperren wird erheblich durch biologische Aktivität beeinflusst, da DOC-Verbindungen gleichzeitig produziert und abgebaut werden. Im Fokus meiner Dissertation standen ein konzeptionelles Verständnis des organischen Kohlenstoffkreislaufs und die damit verbundenen Änderungen in der DOC-Qualität unter verschiedenen hydrologischen und trophischen Bedingungen. Weiterhin wurde das Auftreten eines aquatischen Priming-Effektes untersucht, welcher den mikrobiellen Abbau von stabilem allochthonem DOC im Pelagial fördern könnte. Quantitative und qualitative Untersuchungen wurden unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen in drei Vorsperren von Trinkwassertalsperren durchgeführt, die einen Gradienten an DOC-Konzentrationen und Trophie aufwiesen. Alle Vorsperren waren im Epilimnion überwiegend autotroph. Abfluss und Temperatur wurden als Schlüsselfaktoren identifiziert, die Produktion und Respiration in den oberen Wasserschichten der Vorsperren regulieren. Eine vergleichsweise hohe autotrophe Produktion wurde während der Sommer-monate bei hoher Trophie und Basisabfluss beobachtet. Bis zu 30% des gesamten eingetragenen organischen Kohlenstoffes wurde im Epilimnion produziert. Dies beeinflusste die DOC-Qualität in den Vorsperren erheblich und es traten vermehrt Charakteristiken von algenbürtigem DOC unter Basisabfluss in den Sommermonaten auf. Allochthoner DOC dominierte bei hohen Abflüssen und unter oligotrophen Bedingungen, wenn Produktion und Respiration gering waren. Diese Ergebnisse unterstreichen, dass auch kleine Speicherbecken mit typischerweise kurzen Wasser-aufenthaltszeiten „Hotspots“ für Kohlenstoffumsetzung sind und die Wasserqualität signifikant in Abhängigkeit von Abflussbedingungen, Temperatur und Trophie verändern. Diese Faktoren sind auch für zukünftiges Wassermanagement bedeutsam, da steigende Temperaturen und veränderte Niederschläge im Zuge des Klimawandels prognostiziert werden. Unter Basisabfluss verwerteten heterotrophe Bakterien vorrangig ältere DOC-Komponenten mit einem konventionellen Radiokarbonalter von 195-395 Jahren B.P. („before present“, d. h. vor 1950). Im Gegensatz dazu wurden jüngere DOC-Komponenten (modern, d. h. nach 1950 produziert) nach einem Regenwetterzufluss abgebaut. Daraus lässt sich schließen, dass Alter und mikrobielle Verwertbarkeit des DOC voneinander unabhängig sind. Um das Alter des genutzten DOC zu bestimmen, wurde eine vereinfachte Methode entwickelt, die das Auffangen des bakteriell respirierten CO2 und eine anschließende Analyse der Kohlenstoffisotope (13C, 14C) ermöglicht. Die Vorteile der Methode liegen vor allem in der Verwendung von Replikaten, die bei in-situ Temperaturen inkubiert werden können und in der Nutzung von gängiger Laborausstattung. Dies ermöglicht eine Anwendung der Methode unter einer weiten Bandbreite von Bedingungen. Der aquatische Priming-Effekt wurde in Laborexperimenten während des mikrobiellen Abbaus von zwei terrestrischen DOC-Substraten (Moorwasser und Bodeneluat) untersucht. Phytoplankton diente als Quelle für labile organische Substanz und die DOC-Konzentrationen nahmen durch Exudation und Zelllysis des wachsenden Phytoplanktons während des Experimentes zu. Ein Priming-Effekt wurde für beide terrestrischen DOC-Substrate mittels Analyse von Kohlenstoffisotopen und Mischungsmodellen nachgewiesen, wobei der Priming-Effekt für das Moorwasser stärker ausgeprägt war als für das Bodeneluat. Analysen mittels hochauflösender Massenspektrometrie zeigten, dass verstärkt oxidierte und ungesättigte Verbindungen während des Primings (d. h. in Anwesenheit von Phytoplankton) abgebaut wurden. Aus den angestiegenen DOC-Konzentrationen während des Experimentes kann geschlussfolgert werden, dass ein aquatischer Priming-Effekt nicht allein über Konzentrationsänderungen nachweisbar ist und vielmehr als ein qualitativer Effekt betrachtet werden kann. Diese Arbeit trägt zum Verständnis des aquatischen Kohlenstoffkreislaufs bei und zeigt wie DOC-Dynamiken in Süßgewässern mit hydrologischen, saisonalen und trophischen Bedingungen variieren. Weiterhin wurde gezeigt, dass der aquatische Priming-Effekt zu dem mikrobiellen Umsatz von organischem Kohlenstoff und dem beobachteten Abbau von terrestrischen DOC während des Transportes in Binnengewässern beiträgt. KW - organic carbon KW - water reservoir KW - freshwater ecosystems KW - carbon isotopes KW - degradation KW - radiocarbon KW - autotrophy KW - net production KW - organic matter quality KW - high resolution mass spectrometry KW - microbial decomposition KW - organischer Kohlenstoff KW - Talsperre KW - Kohlenstoffisotope KW - Radiokarbon KW - Autotrophie KW - Nettoproduktion KW - organisches Material KW - hochauflösende Massenspektrometrie KW - mikrobieller Abbau KW - gelöster organischer Kohlenstoff Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-399110 ER - TY - THES A1 - Hethey, Christoph Philipp T1 - Cell physiology based pharmacodynamic modeling of antimicrobial drug combinations T1 - Zellphysiologie-basierte pharmakodynamische Modellierung von antimikrobiellen Wirkstoffkombinationen N2 - Mathematical models of bacterial growth have been successfully applied to study the relationship between antibiotic drug exposure and the antibacterial effect. Since these models typically lack a representation of cellular processes and cell physiology, the mechanistic integration of drug action is not possible on the cellular level. The cellular mechanisms of drug action, however, are particularly relevant for the prediction, analysis and understanding of interactions between antibiotics. Interactions are also studied experimentally, however, a lacking consent on the experimental protocol hinders direct comparison of results. As a consequence, contradictory classifications as additive, synergistic or antagonistic are reported in literature. In the present thesis we developed a novel mathematical model for bacterial growth that integrates cell-level processes into the population growth level. The scope of the model is to predict bacterial growth under antimicrobial perturbation by multiple antibiotics in vitro. To this end, we combined cell-level data from literature with population growth data for Bacillus subtilis, Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The cell-level data described growth-determining characteristics of a reference cell, including the ribosomal concentration and efficiency. The population growth data comprised extensive time-kill curves for clinically relevant antibiotics (tetracycline, chloramphenicol, vancomycin, meropenem, linezolid, including dual combinations). The new cell-level approach allowed for the first time to simultaneously describe single and combined effects of the aforementioned antibiotics for different experimental protocols, in particular different growth phases (lag and exponential phase). Consideration of ribosomal dynamics and persisting sub-populations explained the decreased potency of linezolid on cultures in the lag phase compared to exponential phase cultures. The model captured growth rate dependent killing and auto-inhibition of meropenem and - also for vancomycin exposure - regrowth of the bacterial cultures due to adaptive resistance development. Stochastic interaction surface analysis demonstrated the pronounced antagonism between meropenem and linezolid to be robust against variation in the growth phase and pharmacodynamic endpoint definition, but sensitive to a change in the experimental duration. Furthermore, the developed approach included a detailed representation of the bacterial cell-cycle. We used this representation to describe septation dynamics during the transition of a bacterial culture from the exponential to stationary growth phase. Resulting from a new mechanistic understanding of transition processes, we explained the lag time between the increase in cell number and bacterial biomass during the transition from the lag to exponential growth phase. Furthermore, our model reproduces the increased intracellular RNA mass fraction during long term exposure of bacteria to chloramphenicol. In summary, we contribute a new approach to disentangle the impact of drug effects, assay readout and experimental protocol on antibiotic interactions. In the absence of a consensus on the corresponding experimental protocols, this disentanglement is key to translate information between heterogeneous experiments and also ultimately to the clinical setting. N2 - Der Zusammenhang zwischen antibiotischer Exposition und antibakterieller Wirkung wird derzeitlich erfolgreich mithilfe von mathematischen Bakterienwachstumsmodellen studiert. Üblicherweise ignorieren diese Modelle jedoch die bakterielle Physiologie und Prozesse auf Zellebene. Es folgt, dass das mechanistische Einbinden von Wirkstoffeffekten auf Zellebene nicht möglich ist. Jedoch ist der zelluläre Wirkmechanismus besonders relevant für die Vorhersage, die Analyse und das Verständnis von Antibiotikainteraktionen. Leider gibt es keinen Konsens bezüglich des experimentellen Protokolls, um diese Interaktionen zu untersuchen. Das ist einer der Gründe, warum wir in der Literatur widersprüchliche Klassifizierungen von Antibiotikainteraktionen als additiv, synergistisch oder antagonistisch finden. In der vorliegenden Arbeit entwickelten wir ein neuartiges mathematisches Bakterienwachstumsmodel, welches Prozesse auf Zellebene in das Populationswachstum einbindet. Der Anwendungszweck dieses Models ist die Vorhersage bakteriellen Wachstums unter antimikrobieller Mehrfachexposition in vitro. Um das zu erreichen, kombinierten wir die Zellebene beschreibende Daten aus der Literatur mit Wachstumsdaten für Bacillus subtilis, Escherichia coli und Staphylococcus aureus. Die die Zellebene beschreibenden Daten bezogen sich auf Wachstums-bestimmende Charakteristika einer Referenzzelle, unter anderem auf die ribosomale Konzentration und Effizienz. Die Wachstumsdaten beinhalteten umfangreiche Zeit-Absterbe-Kurven für klinisch relevante Antibiotika (Tetracyclin, Chloramphenicol, Vancomycin, Meropenem, Linezolid) und Zweifachkombinationen aus diesen. Der neue Zellebenen-Ansatz erlaubt es erstmalig, einzelne und kombinierte Effekte der erwähnten Antibiotika für unterschiedliche experimentelle Protokolle gleichzeitig zu beschreiben. Insbesondere beziehen sich diese Unterschiede auf die Wachstumsphasen (Lag oder exponentiellen Phase). Die Berücksichtigung der ribosomalen Konzentration und persistenter Subpopulationen erklärte die verminderte Potenz von Linezolid gegen Kulturen in der Lag Phase im Vergleich zu Kulturen, die sich in der exponentiellen Phase befanden. Das Model erfasst Wachstumsraten-abhängiges Zelltöten und die Selbstinhibierung von Meropenem und - ebenso für Vancomycin - ein Wiederanwachsen der bakteriellen Kulturen aufgrund von adaptiver Resistenzentwicklung. Stochastische Analysen der Interaktionsoberflächen zeigen, dass der ausgeprägte Antagonismus zwischen Meropenem und Linezolid zwar robust gegenüber Variation der Wachstumsphase und der Definition des pharmakodynamischen Endpunktes reagiert, jedoch empfindlich von der Zeitspanne des Experiments beeinflusst wird. Desweiteren enthält der entwickelte Ansatz eine detaillierte Repräsentation des bakteriellen Zellzyklus. Wir nutzten diese Repräsentation, um Septierungsdynamiken während des Übergangs einer bakteriellen Kultur aus der exponentiellen Phase in die stationäre Phase zu beschreiben. Basierend auf einem neugewonnenen mechanistischen Verständnis für diese Übergänge, konnten wir außerdem die zeitliche Verzögerung erklären, die zwischen dem Anstieg der Zellanzahl und der Biomasse während des Übergangs von Lag zu exponentieller Phase auftritt. Außerdem reproduziert unser Modell den erhöhten intrazellulären RNA Massenanteil, der auftritt, wenn Bakterien Chloramphenikol ausgesetzt werden. Zusammenfassend steuern wir einen neuen Ansatz bei, der es erlaubt, die Einflüsse von Wirkstoffeffekten, Endpunktdefinitionen und des experimentellen Protokolls zu entflechten. Da kein Konsens hinsichtlich eines entsprechenden experimentellen Protokolls existiert, ist eine solche Entflechtung der Schlüssel, um Informationen zwischen unterschiedlichen Experimenten - und letztendlich auch in die Klinik - zu transferieren. KW - antibiotic combinations KW - bacterial population growth KW - pharmacodynamics KW - drug drug interactions KW - time-kill curves KW - ribosomal dynamics KW - Antibiotika KW - Wirkstoffinteraktionen KW - Pharmakodynamik KW - mathematische Modellierung KW - mathematical modelling Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401056 ER - TY - GEN A1 - Mirskova, Anna N. A1 - Adamovich, Sergey N. A1 - Mirskov, Rudolf G. A1 - Schilde, Uwe T1 - Reaction of pharmacological active tris-(2-hydroxyethyl)ammonium 4-chlorophenylsulfanylacetate with ZnCl2 or NiCl2 BT - first conversion of a protic ionic liquid into metallated ionic liquid N2 - The reaction of pharmacological active protic ionic liquid tris-(2-hydroxyethyl)ammonium 4-chlorophenylsulfanylacetate H + N(CH 2 CH 2 OH) 3 ∙ ( - OOCCH 2 SC 6 H 4 Cl-4) (1) with zinc or nickel chloride in a ratio of 2:1 affords stable at room temperature powder-like adducts [H + N(CH 2 CH 2 OH) 3 ] 2 ∙ [M(OOCCH 2 SC 6 H 4 Cl-4) 2 Cl 2 ] 2- , M = Zn (2), Ni (3). By recrystallization from aqueous alcohol compound 2 unexpectedly gives Zn(OOCCH 2 SC 6 H 4 Cl-4) 2 ∙ 2H 2 O (4). Unlike 2, compound 3 gives crystals [N(CH 2 CH 2 OH) 3 ] 2 Ni 2+ · [ - OOCCH 2 SC 6 H 4 Cl-4] 2 (5), which have a structure of metallated ionic liquid. The structure of 5 has been proved by X-ray diffraction analysis. It is the first example of the conversion of a protic ionic liquid into potentially biological active metallated ionic liquid (1 → 3 → 5). T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 377 KW - Formate KW - Salts KW - Acids Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401099 ER - TY - GEN A1 - Warschburger, Petra A1 - Calvano, Claudia A1 - Becker, Sebastian A1 - Friedt, Michael A1 - Hudert, Christian A1 - Posovszky, Carsten A1 - Schier, Maike A1 - Wegscheider, Karl T1 - Stop the pain : study protocol for a randomized-controlled trial N2 - Background: Functional abdominal pain (FAP) is not only a highly prevalent disease but also poses a considerable burden on children and their families. Untreated, FAP is highly persistent until adulthood, also leading to an increased risk of psychiatric disorders. Intervention studies underscore the efficacy of cognitive behavioral treatment approaches but are limited in terms of sample size, long-term follow-up data, controls and inclusion of psychosocial outcome data. Methods/Design: In a multicenter randomized controlled trial, 112 children aged 7 to 12 years who fulfill the Rome III criteria for FAP will be allocated to an established cognitive behavioral training program for children with FAP (n = 56) or to an active control group (focusing on age-appropriate information delivery; n = 56). Randomization occurs centrally, blockwise and is stratified by center. This study is performed in five pediatric gastroenterology outpatient departments. Observer-blind assessments of outcome variables take place four times: pre-, post-, 3- and 12-months post-treatment. Primary outcome is the course of pain intensity and frequency. Secondary endpoints are health-related quality of life, pain-related coping and cognitions, as well as selfefficacy. Discussion: This confirmatory randomized controlled clinical trial evaluates the efficacy of a cognitive behavioral intervention for children with FAP. By applying an active control group, time and attention processes can be controlled, and long-term follow-up data over the course of one year can be explored. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 363 KW - FAP KW - randomized controlled trial KW - cognitive behavioral intervention KW - children KW - pain Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401451 ER - TY - GEN A1 - Henze, Andrea A1 - Raila, Jens A1 - Kempf, Caroline A1 - Reinke, Petra A1 - Sefrin, Anett A1 - Querfeld, Uwe A1 - Schweigert, Florian J. T1 - Vitamin A metabolism is changed in donors after living-kidney transplantation BT - an observational study N2 - Background The kidneys are essential for the metabolism of vitamin A (retinol) and its transport proteins retinol-binding protein 4 (RBP4) and transthyretin. Little is known about changes in serum concentration after living donor kidney transplantation (LDKT) as a consequence of unilateral nephrectomy; although an association of these parameters with the risk of cardiovascular diseases and insulin resistance has been suggested. Therefore we analyzed the concentration of retinol, RBP4, apoRBP4 and transthyretin in serum of 20 living-kidney donors and respective recipients at baseline as well as 6 weeks and 6 months after LDKT. Results As a consequence of LDKT, the kidney function of recipients was improved while the kidney function of donors was moderately reduced within 6 weeks after LDKT. With regard to vitamin A metabolism, the recipients revealed higher levels of retinol, RBP4, transthyretin and apoRBP4 before LDKT in comparison to donors. After LDKT, the levels of all four parameters decreased in serum of the recipients, while retinol, RBP4 as well as apoRBP4 serum levels of donors increased and remained increased during the follow-up period of 6 months. Conclusion LDKT is generally regarded as beneficial for allograft recipients and not particularly detrimental for the donors. However, it could be demonstrated in this study that a moderate reduction of kidney function by unilateral nephrectomy, resulted in an imbalance of components of vitamin A metabolism with a significant increase of retinol and RBP4 and apoRBP4 concentration in serum of donors. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 373 KW - Donors KW - glomerular filtration rate KW - kidney transplantation KW - retinol KW - retinol-binding protein 4 KW - transthyretin Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400942 ER - TY - GEN A1 - Warschburger, Petra A1 - Kröller, Katja T1 - Childhood overweight and obesity BT - maternal perceptions of the time for engaging in child weight management N2 - Background: There is an increasing awareness of the impact of parental risk perception on the weight course of the child and the parent's readiness to engage in preventive efforts, but only less is known about factors related to the parental perception of the right time for the implementation of preventive activities. The aim of this study was to examine parental perceptions of the appropriate time to engage in child weight management strategies, and the factors associated with different weight points at which mothers recognize the need for preventive actions. Methods: 352 mothers with children aged 2-10 years took part in the study. We assessed mothers' perceptions of the actual and preferred weight status of their child, their ability to identify overweight and knowledge of its associated health risks, as well as perceptions of the right time for action to prevent overweight in their child. A regression analysis was conducted to examine whether demographic and weight related factors as well as the maternal general risk perception were associated with recognizing the need to implement prevention strategies. Results: Although most of the parents considered a BMI in the 75th to 90th percentile a valid reason to engage in the prevention of overweight, 19% of the mothers were not willing to engage in prevention until their child reached the 97th percentile. Whereas the child's sex and the identification of an elevated BMI were significant predictors for parents' recognition of the 75th percentile as right point to engage in prevention efforts, an inability to recognize physical health risks associated with overweight silhouettes emerged as a significant factor predicting which parents would delay prevention efforts until a child's BMI reached the 97th percentile. Conclusion: Parental misperceptions of overweight and associated health risks constitute unfavorable conditions for preventive actions. Feedback on the health risks associated with overweight could help increase maternal readiness for change. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 340 KW - maternal perception KW - need for action KW - prevention KW - obesity KW - overweight KW - children Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400954 ER - TY - GEN A1 - Kuehnel, Susanne A1 - Kupfer, Alexander T1 - Sperm storage in caecilian amphibians N2 - Background: Female sperm storage has evolved independently multiple times among vertebrates to control reproduction in response to the environment. In internally fertilising amphibians, female salamanders store sperm in cloacal spermathecae, whereas among anurans sperm storage in oviducts is known only in tailed frogs. Facilitated through extensive field sampling following historical observations we tested for sperm storing structures in the female urogenital tract of fossorial, tropical caecilian amphibians. Findings: In the oviparous Ichthyophis cf. kohtaoensis, aggregated sperm were present in a distinct region of the posterior oviduct but not in the cloaca in six out of seven vitellogenic females prior to oviposition. Spermatozoa were found most abundantly between the mucosal folds. In relation to the reproductive status decreased amounts of sperm were present in gravid females compared to pre-ovulatory females. Sperm were absent in females past oviposition. Conclusions: Our findings indicate short-term oviductal sperm storage in the oviparous Ichthyophis cf. kohtaoensis. We assume that in female caecilians exhibiting high levels of parental investment sperm storage has evolved in order to optimally coordinate reproductive events and to increase fitness. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 375 KW - reproduction KW - sperm storage KW - amphibians KW - caecilians Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400987 ER - TY - GEN A1 - Warschburger, Petra T1 - SRT-Joy - computer-assisted self-regulation training for obese children and adolescents: study protocol for a randomized controlled trial N2 - Background: Obesity is not only a highly prevalent disease but also poses a considerable burden on children and their families. Evidence is increasing that a lack of self-regulation skills may play a role in the etiology and maintenance of obesity. Our goal with this currently ongoing trial is to examine whether training that focuses on the enhancement of self-regulation skills may increase the sustainability of a complex lifestyle intervention. Methods/Design: In a multicenter, prospective, parallel group, randomized controlled superiority trial, 226 obese children and adolescents aged 8 to 16 years will be allocated either to a newly developed computer-training program to improve their self-regulation abilities or to a placebo control group. Randomization occurs centrally and blockwise at a 1:1 allocation ratio for each center. This study is performed in pediatric inpatient rehabilitation facilities specialized in the treatment of obesity. Observer-blind assessments of outcome variables take place at four times: at the beginning of the rehabilitation (pre), at the end of the training in the rehabilitation (post), and 6 and 12 months post-rehabilitation intervention. The primary outcome is the course of BMI-SDS over 1 year after the end of the inpatient rehabilitation. Secondary endpoints are the self-regulation skills. In addition, health-related quality of life, and snack intake will be analyzed. Discussion: The computer-based training programs might be a feasible and attractive tool to increase the sustainability of the weight loss reached during inpatient rehabilitation. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 364 KW - obesity KW - randomized-controlled trial KW - computer-assisted self-regulation training KW - children KW - adolescents KW - weight Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401793 ER - TY - CHAP A1 - Valleriani, Angelo A1 - Roelly, Sylvie A1 - Kulik, Alexei Michajlovič ED - Roelly, Sylvie ED - Högele, Michael ED - Rafler, Mathias T1 - Stochastic processes with applications in the natural sciences BT - international workshop at Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia T2 - Lectures in pure and applied mathematics N2 - The interdisciplinary workshop STOCHASTIC PROCESSES WITH APPLICATIONS IN THE NATURAL SCIENCES was held in Bogotá, at Universidad de los Andes from December 5 to December 9, 2016. It brought together researchers from Colombia, Germany, France, Italy, Ukraine, who communicated recent progress in the mathematical research related to stochastic processes with application in biophysics. The present volume collects three of the four courses held at this meeting by Angelo Valleriani, Sylvie Rœlly and Alexei Kulik. A particular aim of this collection is to inspire young scientists in setting up research goals within the wide scope of fields represented in this volume. Angelo Valleriani, PhD in high energy physics, is group leader of the team "Stochastic processes in complex and biological systems" from the Max-Planck-Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam. Sylvie Rœlly, Docteur en Mathématiques, is the head of the chair of Probability at the University of Potsdam. Alexei Kulik, Doctor of Sciences, is a Leading researcher at the Institute of Mathematics of Ukrainian National Academy of Sciences. T3 - Lectures in pure and applied mathematics - 4 KW - macromolecular decay KW - Markov processes KW - branching processes KW - long-time behaviour KW - makromolekularer Zerfall KW - Markovprozesse KW - Verzweigungsprozesse KW - Langzeitverhalten Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401802 SN - 978-3-86956-414-2 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X IS - 4 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - GEN A1 - Schilde, Uwe A1 - Paz, Christian A1 - Ortiz, Leandro T1 - Crystal structure of erioflorin isolated from Podanthus mitiqui (L.) N2 - The title compound, erioflorin, C19H24O6 [systematic name: (1aR,3S,4Z,5aR,8aR,9R,10aR)-1a, 2,3,5a, 7,8,8a, 9,10,10a-decahydro-3-hydroxy-4,10a-dimethyl-8-methylidene-7-oxooxireno[5,6] cyclodeca[1,2-b]furan-9-yl methacrylate], is a tricyclic germacrane sesquiterpene lactone, which was isolated from Podanthus mitiqui (L.). The compound crystallizes in the space group P2(1)2(1)2(1), and its molecular structure consists of a methacrylic ester of a ten-membered ring sesquiterpenoid annelated with an epoxide and a butyrolactone. The structure is stabilized by one intramolecular C-H center dot center dot center dot O hydrogen bond. An O-H center dot center dot center dot O hydrogen bond and further C-H center dot center dot center dot O interactions can be observed in the packing. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 379 KW - Podanthus mitiqui KW - crystal structure KW - germacrane sesquiterpene lactone Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401832 ER - TY - GEN A1 - Salzwedel, Annett A1 - Rabe, Sophie A1 - Zahn, Thomas A1 - Neuwirth, Julia A1 - Eichler, Sarah A1 - Haubold, Kathrin A1 - Wachholz, Anne A1 - Reibis, Rona Katharina A1 - Völler, Heinz T1 - User Interest in Digital Health Technologies to Encourage Physical Activity BT - Results of a Survey in Students and Staff of a German University N2 - Background: Although the benefits for health of physical activity (PA) are well documented, the majority of the population is unable to implement present recommendations into daily routine. Mobile health (mHealth) apps could help increase the level of PA. However, this is contingent on the interest of potential users. Objective: The aim of this study was the explorative, nuanced determination of the interest in mHealth apps with respect to PA among students and staff of a university. Methods: We conducted a Web-based survey from June to July 2015 in which students and employees from the University of Potsdam were asked about their activity level, interest in mHealth fitness apps, chronic diseases, and sociodemographic parameters. Results: A total of 1217 students (67.30%, 819/1217; female; 26.0 years [SD 4.9]) and 485 employees (67.5%, 327/485; female; 42.7 years [SD 11.7]) participated in the survey. The recommendation for PA (3 times per week) was not met by 70.1% (340/485) of employees and 52.67% (641/1217) of students. Within these groups, 53.2% (341/641 students) and 44.2% (150/340 employees)—independent of age, sex, body mass index (BMI), and level of education or professional qualification—indicated an interest in mHealth fitness apps. Conclusions: Even in a younger, highly educated population, the majority of respondents reported an insufficient level of PA. About half of them indicated their interest in training support. This suggests that the use of personalized mobile fitness apps may become increasingly significant for a positive change of lifestyle. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 342 KW - healthy lifestyle KW - physical activity KW - primary prevention KW - telemedicine Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401872 ER - TY - THES A1 - Kunstmann, Ruth Sonja T1 - Design of a high-affinity carbohydrate binding protein T1 - Design eines hoch-affin Kohlenhydrat-bindenden Proteins N2 - Kohlenhydrat-Protein Interaktionen sind in der Natur weitverbreitet. Sie stellen die Grundlage für viele biologische Prozesse dar, wie zum Beispiel Immunantworten, Wundheilung und Infektionsprozesse von pathogenen Viren oder Bakterien mit einem Wirt wie dem Menschen. Neben der Infektion von Menschen können aber auch Bakterien selbst durch so genannte Bakteriophagen infiziert werden, welche für den Menschen ungefährlich sind. Diese Infektion involviert die spezifische Erkennung der pathogenen Bakterien, die Vermehrung der Bakteriophagen und schließlich die Abtötung der Bakterien. Dabei können die Mechanismen der spezifischen Erkennung genutzt werden, pathogene Bakterien auf Lebensmitteln zu detektieren oder die Diagnose von Infektionen zu vereinfachen. Die spezifische Erkennung von Enteritis-erzeugenden Bakterien wie Escherichia coli, Salmonella spp. oder Shigella flexneri durch Bakteriophagen der Familie der Podoviridae erfolgt über die Bindung eines sogenannten tailspike proteins des Bakteriophagen an das aus Kohlenhydraten-bestehende O-Antigen des Lipopolysaccharids von Gram-negativen Bakterien. Das tailspike protein spaltet das O-Antigen um den Bakteriophage an die Oberfläche des Bakteriums zu führen, damit eine Infektion stattfinden kann. Die Affinität des tailspike proteins zum O-Antigen ist dabei sehr niedrig, um nach Spaltung des O-Antigens das Spaltungsprodukt zu lösen und wiederum neues Substrat zu binden. In dieser Arbeit wurde ein tailspike protein des Bakteriophagen Sf6 verwendet (Sf6 TSP), das spezifisch an das O-Antigen von Shigella flexneri Y bindet. Eine inaktive Variante des Sf6 TSP wurde verwendet um einen hoch-affin bindenden Sensor für pathogene Shigella zu entwickeln. Der Shigella-Sensor wurde durch Kopplung von unterschiedlichen Proteinmutanten mit einem fluoreszierendem Molekül erhalten. Dabei zeigte eine dieser Mutanten bei Bindung von Shigella O-Antigen ein Fluoreszenz-Signal im Bereich des sichtbaren Lichts. Molekulardynamische Simulationen wurde anhand der erzeugten Proteinmutanten als Methode zum rationalen Design von hoch-affin Kohlenhydrat-bindenden Proteinen getestet und die resultierenden Affinitätsvorhersagen wurden über Oberflächenplasmonresonanz-Experimente überprüft. Aus weiteren experimentellen und simulierten Daten konnten schließlich Schlussfolgerungen über die Ursprünge von Kohlenhydrat-Protein Interaktionen gezogen werden, die eine Einsicht über den Einfluss von Wasser in diesem Bindungsprozess lieferten. N2 - Carbohydrate-protein interactions are ubiquitous in nature. They provide the initial molecular contacts in many cell-cell processes as for example immune responses, signal transduction, egg fertilization and infection processes of pathogenic viruses and bacteria. Furthermore, bacteria themselves are infected by bacteriophages, viruses which can cause the bacterial lysis, but do not affect other hosts. The infection process of a bacteriophage involves the specific detection and binding of the bacterium, which can be based on a carbohydrate-protein interaction. The mechanism of specific detection of pathogenic bacteria can thereby be useful for the development of bacteria sensors in the food industry or for tools in diagnostics. Bacteriophages of the Podoviridae family use tailspike proteins for the specific detection of enteritis causing bacteria as Escherichia coli, Salmonella spp. or Shigella flexneri. The tailspike protein provides the first contact by binding to the carbohydrate containing O-antigen part of lipopolysaccharide in the Gram-negative cell wall. After binding to O-antigen repeating units, the enzymatic activity of tailspike proteins leads to cleavage of the carbohydrate chains, which enables the bacteriophage to approach the bacterial surface for DNA injection. Tailspike proteins thereby exhibit a relatively low affinity to the oligosaccharide structures of O-antigen due to the necessary binding, cleavage and release cycle, compared for example to antibodies. In this work it was aimed to study the determinants that influence carbohydrate affinity in the extended TSP binding grooves. This is a prerequisite to design a high-affinity tailspike protein based bacteria sensor. For this purpose the tailspike protein of the bacteriophage Sf6 (Sf6 TSP) was used, which specifically binds Shigella flexneri Y O-antigen with two tetrasaccharide repeating units at the intersubunits of the trimeric β-helix protein. The Sf6 TSP endorhamnosidase cleaves the O-antigen, which leads to an octasaccharide as the main product. The binding affinity of inactive Sf6 TSP towards polysaccharide was characterized by fluorescence titration experiments and surface plasmon resonance (SPR). Moreover, cysteine mutations were introduced into the Sf6 TSP binding site for the covalent thiol-coupling of an environment-sensitive fluorescent label to obtain a sensor for Shigella flexneri Y based on TSP-O-antigen recognition. This sensor showed a more than 100 % amplitude increase of a visible light fluorescence upon the binding of a polysaccharide test solution. Improvements of the TSP sensor can be achieved by increasing the tailspike affinity towards the O-antigen. Therefore molecular dynamics simulations evaluating ligand flexibility, hydrogen bond occupancies and water network distributions were used for affinity prediction on the available cysteine mutants of Sf6 TSP. The binding affinities were experimentally analyzed by SPR. This combined computational and experimental set-up for the design of a high-affinity carbohydrate binding protein could successfully distinguish strongly increased and decreased affinities of single amino acid mutants. A thermodynamically and structurally well characterized set of another tailspike protein HK620 TSP with high-affinity mutants was used to evaluate the influence of water molecules on binding affinity. The free enthalpy of HK620 TSP oligosaccharide complex formation thereby either derived from the replacement of a conserved water molecule or by immobilization of two water molecules upon ligand binding. Furthermore, the enthalpic and entropic contributions of water molecules in a hydrophobic binding pocket could be assigned by free energy calculations. The findings in this work can be helpful for the improvement of carbohydrate docking and carbohydrate binding protein engineering algorithms in the future. KW - Kohlenhydrat-Protein Interaction KW - carbohydrate-protein interaction KW - bacterial sensor KW - Bakterien Sensor Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403458 ER - TY - THES A1 - Mücke, Nicole T1 - Direct and inverse problems in machine learning T1 - Direkte und inverse Probleme im maschinellen Lernen BT - kernel methods and spectral regularization BT - Kern Methoden und spektrale Regularisierung N2 - We analyze an inverse noisy regression model under random design with the aim of estimating the unknown target function based on a given set of data, drawn according to some unknown probability distribution. Our estimators are all constructed by kernel methods, which depend on a Reproducing Kernel Hilbert Space structure using spectral regularization methods. A first main result establishes upper and lower bounds for the rate of convergence under a given source condition assumption, restricting the class of admissible distributions. But since kernel methods scale poorly when massive datasets are involved, we study one example for saving computation time and memory requirements in more detail. We show that Parallelizing spectral algorithms also leads to minimax optimal rates of convergence provided the number of machines is chosen appropriately. We emphasize that so far all estimators depend on the assumed a-priori smoothness of the target function and on the eigenvalue decay of the kernel covariance operator, which are in general unknown. To obtain good purely data driven estimators constitutes the problem of adaptivity which we handle for the single machine problem via a version of the Lepskii principle. N2 - In dieser Arbeit analysieren wir ein zufälliges und verrauschtes inverses Regressionsmodell im random design. Wir konstruiueren aus gegebenen Daten eine Schätzung der unbekannten Funktion, von der wir annehmen, dass sie in einem Hilbertraum mit reproduzierendem Kern liegt. Ein erstes Hauptergebnis dieser Arbeit betrifft obere Schranken an die Konvergenzraten. Wir legen sog. source conditions fest, definiert über geeignete Kugeln im Wertebereich von (reellen) Potenzen des normierten Kern-Kovarianzoperators. Das führt zu einer Einschränkung der Klasse der Verteilungen in einem statistischen Modell, in dem die spektrale Asymptotik des von der Randverteilung abhängigen Kovarianzoperators eingeschränkt wird. In diesem Kontext zeigen wir obere und entsprechende untere Schranken für die Konvergenzraten für eine sehr allgemeine Klasse spektraler Regularisierungsmethoden und etablieren damit die sog. Minimax-Optimalität dieser Raten. Da selbst bei optimalen Konvergenzraten Kernmethoden, angewandt auf große Datenmengen, noch unbefriedigend viel Zeit verschlingen und hohen Speicherbedarf aufweisen, untersuchen wir einen Zugang zur Zeitersparnis und zur Reduktion des Speicherbedarfs detaillierter. Wir studieren das sog. distributed learning und beweisen für unsere Klasse allgemeiner spektraler Regularisierungen ein neues Resultat, allerdings immer noch unter der Annahme einer bekannten a priori Regularität der Zielfunktion, ausgedrückt durch die Fixierung einer source condition. Das große Problem bei der Behandlung realer Daten ist das der Adaptivität, d.h. die Angabe eines Verfahrens, das ohne eine solche a priori Voraussetzung einen in einem gewissen Sinn optimalen Schätzer aus den Daten konstruiert. Das behandeln wir vermöge einer Variante des Balancing principle. KW - inverse problems KW - kernel methods KW - minimax optimality KW - inverse Probleme KW - Kern Methoden KW - Minimax Optimalität Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403479 ER - TY - GEN A1 - Klenk, Tanja A1 - Pieper, Jonas T1 - Accountability in a privatized welfare state BT - the case of the German hospital market N2 - One of the most striking features of recent public sector reform in Europe is privatization. This development raises questions of accountability: By whom and for what are managers of private for-profit organizations delivering public goods held accountable? Analyzing accountability mechanisms through the lens of an institutional organizational approach and on the empirical basis of hospital privatization in Germany, the article contributes to the empirical and theoretical understanding of public accountability of private actors. The analysis suggests that accountability is not declining but rather multiplying. The shifts in the locus and content of accountability cause organizational stress for private hospitals. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe - 82 KW - accountability KW - hospitals KW - privatization KW - welfare markets Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403251 ER - TY - GEN A1 - Grell, Petra T1 - Learning and teaching in adult education BT - contemporary theories T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 374 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403628 ER - TY - GEN A1 - Adani, Flavia A1 - Stegenwallner-Schütz, Maja Henny Katherine A1 - Niesel, Talea T1 - The Peaceful Co-existence of Input Frequency and Structural Intervention Effects on the Comprehension of Complex Sentences in German-Speaking Children N2 - The predictions of two contrasting approaches to the acquisition of transitive relative clauses were tested within the same groups of German-speaking participants aged from 3 to 5 years old. The input frequency approach predicts that object relative clauses with inanimate heads (e.g., the pullover that the man is scratching) are comprehended earlier and more accurately than those with an animate head (e.g., the man that the boy is scratching). In contrast, the structural intervention approach predicts that object relative clauses with two full NP arguments mismatching in number (e.g., the man that the boys are scratching) are comprehended earlier and more accurately than those with number-matching NPs (e.g., the man that the boy is scratching). These approaches were tested in two steps. First, we ran a corpus analysis to ensure that object relative clauses with number-mismatching NPs are not more frequent than object relative clauses with number-matching NPs in child directed speech. Next, the comprehension of these structures was tested experimentally in 3-, 4-, and 5-year-olds respectively by means of a color naming task. By comparing the predictions of the two approaches within the same participant groups, we were able to uncover that the effects predicted by the input frequency and by the structural intervention approaches co-exist and that they both influence the performance of children on transitive relative clauses, but in a manner that is modulated by age. These results reveal a sensitivity to animacy mismatch already being demonstrated by 3-year-olds and show that animacy is initially deployed more reliably than number to interpret relative clauses correctly. In all age groups, the animacy mismatch appears to explain the performance of children, thus, showing that the comprehension of frequent object relative clauses is enhanced compared to the other conditions. Starting with 4-year-olds but especially in 5-year-olds, the number mismatch supported comprehension—a facilitation that is unlikely to be driven by input frequency. Once children fine-tune their sensitivity to verb agreement information around the age of four, they are also able to deploy number marking to overcome the intervention effects. This study highlights the importance of testing experimentally contrasting theoretical approaches in order to characterize the multifaceted, developmental nature of language acquisition. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 352 KW - German KW - animacy KW - input frequency KW - language acquisition KW - number KW - relative clauses KW - sentence comprehension Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403672 ER - TY - GEN A1 - Hoffmann, Stefan A. A1 - Wohltat, Christian A1 - Müller, Kristian M. A1 - Arndt, Katja Maren T1 - A user-friendly, low-cost turbidostat with versatile growth rate estimation based on an extended Kalman filter N2 - 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. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 390 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403406 ER - TY - THES A1 - Ziegler, Moritz O. T1 - The 3D in-situ stress field and its changes in geothermal reservoirs T1 - Das 3D in-situ Spannungsfeld und seine Änderungen in Geothermiereservoiren N2 - Information on the contemporary in-situ stress state of the earth’s crust is essential for geotechnical applications and physics-based seismic hazard assessment. Yet, stress data records for a data point are incomplete and their availability is usually not dense enough to allow conclusive statements. This demands a thorough examination of the in-situ stress field which is achieved by 3D geomechanicalnumerical models. However, the models spatial resolution is limited and the resulting local stress state is subject to large uncertainties that confine the significance of the findings. In addition, temporal variations of the in-situ stress field are naturally or anthropogenically induced. In my thesis I address these challenges in three manuscripts that investigate (1) the current crustal stress field orientation, (2) the 3D geomechanical-numerical modelling of the in-situ stress state, and (3) the phenomenon of injection induced temporal stress tensor rotations. In the first manuscript I present the first comprehensive stress data compilation of Iceland with 495 data records. Therefore, I analysed image logs from 57 boreholes in Iceland for indicators of the orientation of the maximum horizontal stress component. The study is the first stress survey from different kinds of stress indicators in a geologically very young and tectonically active area of an onshore spreading ridge. It reveals a distinct stress field with a depth independent stress orientation even very close to the spreading centre. In the second manuscript I present a calibrated 3D geomechanical-numerical modelling approach of the in-situ stress state of the Bavarian Molasse Basin that investigates the regional (70x70x10km³) and local (10x10x10km³) stress state. To link these two models I develop a multi-stage modelling approach that provides a reliable and efficient method to derive from the larger scale model initial and boundary conditions for the smaller scale model. Furthermore, I quantify the uncertainties in the models results which are inherent to geomechanical-numerical modelling in general and the multi-stage approach in particular. I show that the significance of the models results is mainly reduced due to the uncertainties in the material properties and the low number of available stress magnitude data records for calibration. In the third manuscript I investigate the phenomenon of injection induced temporal stress tensor rotation and its controlling factors. I conduct a sensitivity study with a 3D generic thermo-hydro-mechanical model. I show that the key control factors for the stress tensor rotation are the permeability as the decisive factor, the injection rate, and the initial differential stress. In particular for enhanced geothermal systems with a low permeability large rotations of the stress tensor are indicated. According to these findings the estimation of the initial differential stress in a reservoir is possible provided the permeability is known and the angle of stress rotation is observed. I propose that the stress tensor rotations can be a key factor in terms of the potential for induced seismicity on pre-existing faults due to the reorientation of the stress field that changes the optimal orientation of faults. N2 - Kenntnis des derzeitigen in-situ Spannungszustandes der Erdkruste ist essenziell für geotechnische Anwendungen und seismische Gefährdungsabschätzungen, welche auf physikalischen Beobachtungen basieren. Jedoch sind die Spannungsinformationen jedes Datenpunktes unvollständig und die Menge an vorhandenen Datenpunkten ist normalerweise nicht groß genug, um schlüssige Ergebnisse zu erzielen. Daher ist eine eingehende Untersuchung des in-situ Spannungsfeldes, welche durch 3D geomechanisch-numerische Modellierung geleistet wird, erforderlich. Jedoch ist die räumliche Auflösung der Modelle begrenzt und der resultierende Spannungszustand ist großen Unsicherheiten unterworfen, welche die Aussagekraft der Ergebnisse beschränken. Zusätzlich gibt es zeitliche Änderungen des Spannungsfeldes, welche durch natürliche Prozesse bedingt oder menschengemacht sind. In meiner Dissertation behandle ich diese Herausforderungen in drei Manuskripten, welche (1) die Orientierung des derzeitigen Spannungszustandes, (2) die 3D geomechanisch-numerische Modellierung des in-situ Spannungszustandes und (3) das Phänomen injektionsinduzierter zeitlicher Rotationen des Spannungstensors zum Thema haben. In dem ersten Manuskript präsentiere ich die erste umfassende Spannungsdatensammlung von Island mit insgesamt 495 Einträgen. Dafür habe ich Bilddatenlogs aus 57 Bohrlöchern in Island auf Indikatoren der maximalen horizontalen Spannungsorientierung hin untersucht. Diese Studie ist die erste ganzheitliche Spannungsuntersuchung, welche sich auf verschiedene Indikatoren der Spannungsorientierung stützt und in einem geologisch sehr jungen und tektonisch aktiven Gebiet auf einem Mittelozeanischen Rücken an Land liegt. Es zeigt sich, dass selbst sehr nahe an der Plattengrenze eine tiefenunabhängige, eindeutige Spannungsorientierung existiert. In dem zweiten Manuskript präsentiere ich einen kalibrierten 3D geomechanisch-numerischen Modellierungsansatz des in-situ Spannungszustandes des bayrischen Molassebeckens welches den regionalen (70x70x10km³) und den lokalen (10x10x10km³) Spannungszustand untersucht. Um diese zwei Modelle zu verbinden, habe ich ein mehrstufigen Modellansatz entworfen, welcher eine zuverlässige und effiziente Methode darstellt um Randbedingungen und Initialbedingungen für das kleinere Modell aus dem größeren Modell abzuleiten. Des Weiteren quantifiziere ich die Unsicherheiten in den Modellergebnissen, welche im Allgemeinen durch geomechanisch-numerische Modellierung und im Speziellen durch den Mehrstufenansatz entstehen. Ich zeige, dass die Signifikanz der Modellergebnisse hauptsächlich durch die Unsicherheiten in den Materialeigenschaften sowie der geringen Anzahl vorhandener Spannungsmagnitudendaten zur Kalibrierung reduziert wird. In dem dritten Manuskript untersuche ich das Phänomen injektionsinduzierter zeitlicher Rotationen des Spannungstensors und deren kontrollierende Parameter. Ich führe eine Sensitivitätsanalyse mit einem generischen 3D thermo-hydro-mechanischen Modell durch. Darin zeige ich, dass die Schlüsselparameter, welche die Rotationen des Spannungstensors kontrollieren, die Permeabilität des Reservoirgesteins als der entscheidende Faktor, die Injektionsrate und die initiale Differenzspannung sind. Insbesondere für geothermische Systeme nach dem Hot-Dry-Rock-Verfahren mit einer geringen Permeabilität weisen die Ergebnisse auf große Rotationen des Spannungstensors hin. Gemäß diesen Ergebnissen kann die initiale Differenzspannung in einem Reservoir abgeschätzt werden, sollte die Permeabilität bekannt sein und der Winkel der Spannungsrotation beobachtet werden. Ich schlage vor, dass Spannungsrotationen ein Schlüsselfaktor in Bezug auf das Potenzial für induzierte Seismizität sind, welche auf prä-existierenden Störungen entsteht, die durch die Reorientierung des Spannungsfeldes optimal orientiert werden. KW - stress KW - stress changes KW - induced seismicity KW - geothermal KW - geomechanical modelling KW - Spannung KW - Spannungsänderungen KW - induzierte Seismizität KW - Geothermie KW - geomechanische Modellierung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403838 ER - TY - GEN A1 - Fer, Istem A1 - Tietjen, Britta A1 - Jeltsch, Florian A1 - Wolff, Christian Michael T1 - The influence of El Nino-Southern Oscillation regimes on eastern African vegetation and its future implications under the RCP8.5 warming scenario N2 - The El Nino-Southern Oscillation (ENSO) is the main driver of the interannual variability in eastern African rainfall, with a significant impact on vegetation and agriculture and dire consequences for food and social security. In this study, we identify and quantify the ENSO contribution to the eastern African rainfall variability to forecast future eastern African vegetation response to rainfall variability related to a predicted intensified ENSO. To differentiate the vegetation variability due to ENSO, we removed the ENSO signal from the climate data using empirical orthogonal teleconnection (EOT) analysis. Then, we simulated the ecosystem carbon and water fluxes under the historical climate without components related to ENSO teleconnections. We found ENSO-driven patterns in vegetation response and confirmed that EOT analysis can successfully produce coupled tropical Pacific sea surface temperature-eastern African rainfall teleconnection from observed datasets. We further simulated eastern African vegetation response under future climate change as it is projected by climate models and under future climate change combined with a predicted increased ENSO intensity. Our EOT analysis highlights that climate simulations are still not good at capturing rainfall variability due to ENSO, and as we show here the future vegetation would be different from what is simulated under these climate model outputs lacking accurate ENSO contribution. We simulated considerable differences in eastern African vegetation growth under the influence of an intensified ENSO regime which will bring further environmental stress to a region with a reduced capacity to adapt effects of global climate change and food security. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 394 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403853 ER - TY - GEN A1 - Boessenkool, Berry A1 - Brüger, Gerd A1 - Heistermann, Maik T1 - Effects of sample size on estimation of rainfall extremes at high temperatures N2 - High precipitation quantiles tend to rise with temperature, following the so-called Clausius–Clapeyron (CC) scaling. It is often reported that the CC-scaling relation breaks down and even reverts for very high temperatures. In our study, we investigate this reversal using observational climate data from 142 stations across Germany. One of the suggested meteorological explanations for the breakdown is limited moisture supply. Here we argue that, instead, it could simply originate from undersampling. As rainfall frequency generally decreases with higher temperatures, rainfall intensities as dictated by CC scaling are less likely to be recorded than for moderate temperatures. Empirical quantiles are conventionally estimated from order statistics via various forms of plotting position formulas. They have in common that their largest representable return period is given by the sample size. In small samples, high quantiles are underestimated accordingly. The small-sample effect is weaker, or disappears completely, when using parametric quantile estimates from a generalized Pareto distribution (GPD) fitted with L moments. For those, we obtain quantiles of rainfall intensities that continue to rise with temperature. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 396 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403897 ER - TY - GEN A1 - Herrmann, Carl J. J. A1 - Metzler, Ralf T1 - A self-avoiding walk with neural delays as a model of fixational eye movements N2 - Fixational eye movements show scaling behaviour of the positional mean-squared displacement with a characteristic transition from persistence to antipersistence for increasing time-lag. These statistical patterns were found to be mainly shaped by microsaccades (fast, small-amplitude movements). However, our re-analysis of fixational eye-movement data provides evidence that the slow component (physiological drift) of the eyes exhibits scaling behaviour of the mean-squared displacement that varies across human participants. These results suggest that drift is a correlated movement that interacts with microsaccades. Moreover, on the long time scale, the mean-squared displacement of the drift shows oscillations, which is also present in the displacement auto-correlation function. This finding lends support to the presence of time-delayed feedback in the control of drift movements. Based on an earlier non-linear delayed feedback model of fixational eye movements, we propose and discuss different versions of a new model that combines a self-avoiding walk with time delay. As a result, we identify a model that reproduces oscillatory correlation functions, the transition from persistence to antipersistence, and microsaccades. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 392 Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403742 ER - TY - THES A1 - Tyree, Susan T1 - Arc expression in the parabrachial nucleus following taste stimulation T1 - Arc-Expression im Nucleus parabrachialis nach Geschmacksstimulation N2 - Researchers have made many approaches to study the complexities of the mammalian taste system; however molecular mechanisms of taste processing in the early structures of the central taste pathway remain unclear. More recently the Arc catFISH (cellular compartment analysis of temporal activity by fluorescent in situ hybridisation) method has been used in our lab to study neural activation following taste stimulation in the first central structure in the taste pathway, the nucleus of the solitary tract. This method uses the immediate early gene Arc as a neural activity marker to identify taste-responsive neurons. Arc plays a critical role in memory formation and is necessary for conditioned taste aversion memory formation. In the nucleus of the solitary tract only bitter taste stimulation resulted in increased Arc expression, however this did not occur following stimulation with tastants of any other taste quality. The primary target for gustatory NTS neurons is the parabrachial nucleus (PbN) and, like Arc, the PbN plays an important role in conditioned taste aversion learning. The aim of this thesis is to investigate Arc expression in the PbN following taste stimulation to elucidate the molecular identity and function of Arc expressing, taste- responsive neurons. Naïve and taste-conditioned mice were stimulated with tastants from each of the five basic taste qualities (sweet, salty, sour, umami, and bitter), with additional bitter compounds included for comparison. The expression patterns of Arc and marker genes were analysed using in situ hybridisation (ISH). The Arc catFISH method was used to observe taste-responsive neurons following each taste stimulation. A double fluorescent in situ hybridisation protocol was then established to investigate possible neuropeptide genes involved in neural responses to taste stimulation. The results showed that bitter taste stimulation induces increased Arc expression in the PbN in naïve mice. This was not true for other taste qualities. In mice conditioned to find an umami tastant aversive, subsequent umami taste stimulation resulted in an increase in Arc expression similar to that seen in bitter-stimulated mice. Taste-responsive Arc expression was denser in the lateral PbN than the medial PbN. In mice that received two temporally separated taste stimulations, each stimulation time-point showed a distinct population of Arc-expressing neurons, with only a small population (10 – 18 %) of neurons responding to both stimulations. This suggests that either each stimulation event activates a different population of neurons, or that Arc is marking something other than simple cellular activation, such as long-term cellular changes that do not occur twice within a 25 minute time frame. Investigation using the newly established double-FISH protocol revealed that, of the bitter-responsive Arc expressing neuron population: 16 % co-expressed calcitonin RNA; 17 % co-expressed glucagon-like peptide 1 receptor RNA; 17 % co-expressed hypocretin receptor 1 RNA; 9 % co-expressed gastrin-releasing peptide RNA; and 20 % co-expressed neurotensin RNA. This co-expression with multiple different neuropeptides suggests that bitter-activated Arc expression mediates multiple neural responses to the taste event, such as taste aversion learning, suppression of food intake, increased heart rate, and involves multiple brain structures such as the lateral hypothalamus, amygdala, bed nucleus of the stria terminalis, and the thalamus. The increase in Arc-expression suggests that bitter taste stimulation, and umami taste stimulation in umami-averse animals, may result in an enhanced state of Arc- dependent synaptic plasticity in the PbN, allowing animals to form taste-relevant memories to these aversive compounds more readily. The results investigating neuropeptide RNA co- expression suggest the amygdala, bed nucleus of the stria terminalis, and thalamus as possible targets for bitter-responsive Arc-expressing PbN neurons. N2 - Trotz vielfältiger experimenteller Ansätze, die Komplexität des Geschmackssystems der Säugetiere zu erforschen, bleiben viele molekulare Mechanismen der Geschmacksverarbeitung in den frühen Strukturen der zentralen Geschmacksbahn unklar. Kürzlich wurde in unserem Labor die Arc catFISH-Methode (cellular compartment analysis of temporal activity by fluorescent in situ hybridisation) angewandt, um die neuronale Aktivierung nach Geschmacksstimulation in der ersten zentralnervösen Struktur der Geschmacksbahn, dem Nucleus tractus solitarii (NTS) zu untersuchen. Diese Methode nutzt das Immediate-early-Gen Arc als neuronalen Aktivitätsmarker, um geschmacksverarbeitende Neurone zu identifizieren. Arc spielt eine wichtige Rolle bei der Gedächtnisbildung und ist notwendig für die Ausprägung konditionierter Geschmacksaversionen. Im NTS führten nur Bitterstimuli zu einer erhöhten Arc- Expression, jedoch nicht Stimuli der anderen Geschmacksqualitäten. Das primäre Projektionsziel für geschmacksverarbeitende NTS-Neurone ist der Nucleus parabrachialis (PbN). Wie Arc, spielt dieser eine wichtige Rolle bei der Ausbildung konditionierter Geschmacksaversionen. Das Ziel dieser Arbeit ist, die Expression von Arc im PbN nach Geschmacksstimulation zu untersuchen, um die molekulare Identität der Arc- exprimierenden, geschmacksverarbeitenden Neurone aufzuklären. Naive und konditionierte Mäuse wurden mit Geschmacksstoffen der fünf Geschmacksqualitäten (süß, salzig, sauer, umami und bitter) stimuliert, wobei zum Vergleich mehrere Bitterstoffe verwendet wurden. Die Expression von Arc und ausgewählter Markergene wurde per In- situ-Hybridisierung (ISH) analysiert. Die Arc catFISH-Methode wurde eingesetzt, um geschmacksverarbeitende Neuronen zu untersuchen, die durch den jeweiligen Geschmacksstimulus aktiviert wurden. Ein Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungs-Protokoll (FISH) mit zwei RNA-Sonden wurde etabliert, um den Einfluss von Neuropeptiden in der neuronalen Verarbeitung von Geschmacksinformation zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass in unkonditionierten Mäusen nur Bitterstimuli zu einer erhöhten Arc-Expression im PbN führen, nicht jedoch Stimuli anderer Geschmacksqualitäten. Bei Mäusen, die konditioniert wurden, einen Umami-Stimulus zu vermeiden, führt die nachfolgende Stimulation mit diesem Geschmacksstoff zu einer erhöhten Arc-Expression, die der in bitterstimulierten Mäusen vergleichbar ist. Die geschmacksinduzierte Arc-Expression ist im lateralen PbN stärker konzentriert als im medialen PbN. Bei Mäusen, die im Abstand von 25 min zwei Geschmackstimulationen erhielten, führt jede der Stimulationen zu einer Erregung eigenen Population von Arc- exprimierenden Neuronen. Nur ein geringer Anteil (10 - 18 %) reagiert auf beide Stimuli. Dies deutet darauf hin, dass entweder jeder Stimulationsvorgang eine eigene Neuronenpopulation aktiviert oder dass Arc nicht als einfacher Aktivitätsmarker zu verstehen ist, sondern vielmehr als Marker für längerfristige neuronale Veränderungen, die nicht zweimal innerhalb des 25-minütigen Zeitrahmens des Experiments auftreten. Die Ergebnisse des neu etablierten Doppel-FISH-Protokolls zeigen, dass von den Neuronen mit Arc-Expression nach Bitterstimulation: 16 % Calcitonin-RNA koexprimieren; 17 % Glucagon-like-peptide-1-receptor-RNA koexprimieren; 17 % Hypocretin-receptor-1-RNA koexprimieren; 9 % Gastrin-releasing-peptide-RNA koexprimieren; und 20 % Neurotensin-RNA koexprimieren. Diese Koexpression mit verschiedenen Neuropeptiden deutet darauf hin, dass die bitterinduzierte Arc-Expression an verschiedenen neuralen Prozessen beteiligt ist, die durch Geschmacksstimulation hervorgerufen werden. Darunter sind das Erlernen von Geschmacksaversion, reduzierte Nahrungsaufnahme und gesteigerte Herzfrequenz. Außerdem deutet dies darauf hin, dass an diesen Prozessen mehrere V Hirnstrukturen, wie lateraler Hypothalamus, Amygdala, Nucleus interstitialis striae terminalis und Thalamus beteiligt sind. Die erhöhte Arc-Expression deutet darauf hin, dass Stimulation mit Bitterstoffen und die Stimulation mit einem Umami-Stimulus bei umami vermeidenden Tieren zu einer erhöhten Arc-abhängigen neuronalen Plastizität führt. Dies könnte den Tieren ermöglichen, geschmacksbezogene Erinnerungen bezüglich aversiver Stimuli zu formen. Die Ergebnisse der Koexpression von Arc und Neuropeptiden legen die Amygdala, den Nucleus interstitialis striae terminalis und den Thalamus als mögliche Projektionsziele der Arc- exprimierenden PbN-Neurone nahe. KW - taste processing KW - Geschmackssystems KW - parabrachial nucleus KW - Nucleus parabrachialis Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-396600 ER - TY - INPR A1 - Polkovnikov, Alexander A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - A Riemann-Hilbert problem for the Moisil-Teodorescu system N2 - In a bounded domain with smooth boundary in R^3 we consider the stationary Maxwell equations for a function u with values in R^3 subject to a nonhomogeneous condition (u,v)_x = u_0 on the boundary, where v is a given vector field and u_0 a function on the boundary. We specify this problem within the framework of the Riemann-Hilbert boundary value problems for the Moisil-Teodorescu system. This latter is proved to satisfy the Shapiro-Lopaniskij condition if an only if the vector v is at no point tangent to the boundary. The Riemann-Hilbert problem for the Moisil-Teodorescu system fails to possess an adjoint boundary value problem with respect to the Green formula, which satisfies the Shapiro-Lopatinskij condition. We develop the construction of Green formula to get a proper concept of adjoint boundary value problem. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 6 (2017) 3 KW - Dirac operator KW - Riemann-Hilbert problem KW - Fredholm operators Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-397036 VL - 6 IS - 3 ER -