TY  - THES
A1  - Stoyanov, Hristiyan
T1  - Soft nanocomposites with enhanced electromechanical response for dielectric elastomer actuators
T1  - Elastomer-Nanokomposite mit erhöhter elektro-mechanischer Sensitivität für dielektrische Elastomer Aktoren
N2  - Electromechanical transducers based on elastomer capacitors are presently considered for many soft actuation applications, due to their large reversible deformation in response to electric field induced electrostatic pressure. The high operating voltage of such devices is currently a large drawback, hindering their use in applications such as biomedical devices and biomimetic robots, however, they could be improved with a careful design of their material properties. The main targets for improving their properties are increasing the relative permittivity of the active material, while maintaining high electric breakdown strength and low stiffness, which would lead to enhanced electrostatic storage ability and hence, reduced operating voltage. Improvement of the functional properties is possible through the use of nanocomposites. These exploit the high surface-to-volume ratio of the nanoscale filler, resulting in large effects on macroscale properties. This thesis explores several strategies for nanomaterials design. The resulting nanocomposites are fully characterized with respect to their electrical and mechanical properties, by use of dielectric spectroscopy, tensile mechanical analysis, and electric breakdown tests. First, nanocomposites consisting of high permittivity rutile TiO2 nanoparticles dispersed in thermoplastic block copolymer SEBS (poly-styrene-coethylene-co-butylene-co-styrene) are shown to exhibit permittivity increases of up to 3.7 times, leading to 5.6 times improvement in electrostatic energy density, but with a trade-off in mechanical properties (an 8-fold increase in stiffness). The variation in both electrical and mechanical properties still allows for electromechanical improvement, such that a 27 % reduction of the electric field is found compared to the pure elastomer. Second, it is shown that the use of nanofiller conductive particles (carbon black (CB)) can lead to a strong increase of relative permittivity through percolation, however, with detrimental side effects. These are due to localized enhancement of the electric field within the composite, which leads to sharp reductions in electric field strength. Hence, the increase in permittivity does not make up for the reduction in breakdown strength in relation to stored electrical energy, which may prohibit their practical use. Third, a completely new approach for increasing the relative permittivity and electrostatic energy density of a polymer based on 'molecular composites' is presented, relying on chemically grafting soft π-conjugated macromolecules to a flexible elastomer backbone. Polarization caused by charge displacement along the conjugated backbone is found to induce a large and controlled permittivity enhancement (470 % over the elastomer matrix), while chemical bonding, encapsulates the PANI chains manifesting in hardly any reduction in electric breakdown strength, and hence resulting in a large increase in stored electrostatic energy. This is shown to lead to an improvement in the sensitivity of the measured electromechanical response (83 % reduction of the driving electric field) as well as in the maximum actuation strain (250 %). These results represent a large step forward in the understanding of the strategies which can be employed to obtain high permittivity polymer materials with practical use for electro-elastomer actuation.
N2  - Die Palette von elektro-mechanischen Aktuatoren, basierend auf dem Prinzip weicher dehnbarer Kondensatoren, scheint besonders für Anwendungen in der Medizin und für biomimetische Applikationen unbegrenzt. Diese Wandler zeichnen sich sowohl durch hohe Reversibilität bei großer mechanischer Deformation als auch durch ihre Flexibilität aus, wobei die mechanischen Deformationen durch elektrische Felder induziert werden. Die Notwendigkeit von hoher elektrischer Spannung zur Erzeugung dieser mechanischen Deformationen verzögert jedoch die technisch einfache und breite Markteinführung dieser Technologie. Diesem Problem kann durch eine gezielte Materialmodifikation begegnet werden. Eine Modifikation hat das Ziel, die relative Permittivität zu erhöhen, wobei die Flexibilität und die hohe elektrische Durchbruchsfeldstärke beibehalten werden sollten. Durch eine Materialmodifikation kann die Energiedichte des Materials bedeutend erhöht und somit die notwendige Betriebsspannung des Aktuators herabgesetzt werden. Eine Verbesserung der funktionalen Materialeigenschaften kann durch die Verwendung von Nanokompositen erzielt werden, welche die fundamentalen Eigenschaften der Nanopartikel, d.h. ein gutes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen nutzen, um eine gezielte makroskopische Materialmodifikation zu bewirken. Diese Arbeit behandelt die Anwendung innovativer Strategien für die Erzeugung von Nanomaterialien mit hoher Permittivität. Die so erzeugten Materialien und deren relevante Aktuatorkenngrößen werden durch elektrische und mechanische Experimente vollständig erfasst. Mittels der klassischen Mischansätze zur Erzeugung von Kompositmaterialen mit hoher Permittivität konnte durch nichtleitendes Titaniumdioxid TiO2 (Rutile) in einem Thermoplastischen-Block-Co-Polymer SEBS (poly-styrene-co-ethylene-cobutylene-co-styrene) die Permittivität bereits um 370 % erhöht und die elektrische Energiedichte um 570 % gesteigert werden. Diese Veränderungen führten jedoch zu einem signifikanten Anstieg der Steifigkeit des Materials. Aufgrund der positiven Rückkopplung von elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Kompositmaterials ermöglicht bereits dieser einfache Ansatz eine Verbesserung der Aktuation, bei einer 27 %-igen Reduktion der Aktuatorbetriebsspannung. Eine direkte Verwendung von leitfähigen Nanopartikeln kann ebenso zu einem Anstieg der relativen Permittivität beitragen, wobei jedoch die Leitfähigkeit dieser Nanopartikel bedeutende Wechselwirkungen verursacht, welche somit die Energiedichte des Materials negativ beeinflusst und die praktische Verwendung dieses Kompositsystems ausschließt. Als ein völlig neuer Ansatz zur Steigerung der relativen Permittivität und Energiedichte und abweichend vom klassischen Mischverfahren, wird die Herstellung eines "Molekularen Komposits", basierend auf einem chemischen Propfverfahren, präsentiert. In diesem Ansatz wird ein π-konjugiertes leitfähiges Polymer (PANI) an die Hauptkette des Elastomers der Polymermatrix gebunden. Die daraus resultierende Ladungsverteilung entlang der Elastomerhauptkette bewirkt eine 470 %-ige Steigerung der Permittivität des "Molekularen Komposits" im Vergleich zur Permittivität des unbehandelten Elastomermaterials. Aufgrund der Verkapselung der chemischen Bindungen der PANI-Kette entstehen kaum negative Rückwirkungen auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des so erzeugten Komposits. Diese Materialeigenschaften resultieren in einem signifikanten Anstieg der Energiedichte des Materials. Das mittels dieses Verfahrens erzeugte Komposit zeigt sowohl eine Steigerung der Sensitivität der elektromechanischen Antwort (Reduktion des elektrischen Felds um 83 %) als auch eine bedeutende Steigerung der maximalen Aktuation (250 %). Die Ergebnisse und Ideen dieser Arbeit stellen einen wesentlichen Sprung im Verständnis zur Permittivitätssteigerung in Polymermaterialien dar und werden deshalb in der Erforschung und Entwicklung von Elastomeraktuatoren Beachtung finden.
KW  - dielektrische Elastomere
KW  - Nanokomposite
KW  - hohe Permittivität
KW  - elektrostatische Energiedichte
KW  - elektromechanische Reaktion
KW  - dielectric elastomers
KW  - nanocomposites
KW  - high permittivity
KW  - electrostatic energy density
KW  - electromechanical response
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51194
ER  - 
TY  - THES
A1  - Andorf, Sandra
T1  - A systems biological approach towards the molecular basis of heterosis in Arabidopsis thaliana
T1  - Ein systembiologischer Ansatz für das Verständnis der molekularen Grundlagen von Heterosis in Arabidopsis thaliana
N2  - Heterosis is defined as the superiority in performance of heterozygous genotypes compared to their corresponding genetically different homozygous parents. This phenomenon is already known since the beginning of the last century and it has been widely used in plant breeding, but the underlying genetic and molecular mechanisms are not well understood. In this work, a systems biological approach based on molecular network structures is proposed to contribute to the understanding of heterosis. Hybrids are likely to contain additional regulatory possibilities compared to their homozygous parents and, therefore, they may be able to correctly respond to a higher number of environmental challenges, which leads to a higher adaptability and, thus, the heterosis phenomenon. In the network hypothesis for heterosis, presented in this work, more regulatory interactions are expected in the molecular networks of the hybrids compared to the homozygous parents. Partial correlations were used to assess this difference in the global interaction structure of regulatory networks between the hybrids and the homozygous genotypes. This network hypothesis for heterosis was tested on metabolite profiles as well as gene expression data of the two parental Arabidopsis thaliana accessions C24 and Col-0 and their reciprocal crosses. These plants are known to show a heterosis effect in their biomass phenotype. The hypothesis was confirmed for mid-parent and best-parent heterosis for either hybrid of our experimental metabolite as well as gene expression data. It was shown that this result is influenced by the used cutoffs during the analyses. Too strict filtering resulted in sets of metabolites and genes for which the network hypothesis for heterosis does not hold true for either hybrid regarding mid-parent as well as best-parent heterosis. In an over-representation analysis, the genes that show the largest heterosis effects according to our network hypothesis were compared to genes of heterotic quantitative trait loci (QTL) regions. Separately for either hybrid regarding mid-parent as well as best-parent heterosis, a significantly larger overlap between the resulting gene lists of the two different approaches towards biomass heterosis was detected than expected by chance. This suggests that each heterotic QTL region contains many genes influencing biomass heterosis in the early development of Arabidopsis thaliana. Furthermore, this integrative analysis led to a confinement and an increased confidence in the group of candidate genes for biomass heterosis in Arabidopsis thaliana identified by both approaches.
N2  - Als Heterosis-Effekt wird die Überlegenheit in einem oder mehreren Leistungsmerkmalen (z.B. Blattgröße von Pflanzen) von heterozygoten (mischerbigen) Nachkommen über deren unterschiedlich homozygoten (reinerbigen) Eltern bezeichnet. Dieses Phänomen ist schon seit Beginn des letzten Jahrhunderts bekannt und wird weit verbreitet in der Pflanzenzucht genutzt. Trotzdem sind die genetischen und molekularen Grundlagen von Heterosis noch weitestgehend unbekannt. Es wird angenommen, dass heterozygote Individuen mehr regulatorische Möglichkeiten aufweisen als ihre homozygoten Eltern und sie somit auf eine größere Anzahl an wechselnden Umweltbedingungen richtig reagieren können. Diese erhöhte Anpassungsfähigkeit führt zum Heterosis-Effekt. In dieser Arbeit wird ein systembiologischer Ansatz, basierend auf molekularen Netzwerkstrukturen verfolgt, um zu einem besseren Verständnis von Heterosis beizutragen. Dazu wird eine Netzwerkhypothese für Heterosis vorgestellt, die vorhersagt, dass die heterozygoten Individuen, die Heterosis zeigen, mehr regulatorische Interaktionen in ihren molekularen Netzwerken aufweisen als die homozygoten Eltern. Partielle Korrelationen wurden verwendet, um diesen Unterschied in den globalen Interaktionsstrukturen zwischen den Heterozygoten und ihren homozygoten Eltern zu untersuchen. Die Netzwerkhypothese wurde anhand von Metabolit- und Genexpressionsdaten der beiden homozygoten Arabidopsis thaliana Pflanzenlinien C24 und Col-0 und deren wechselseitigen Kreuzungen getestet. Arabidopsis thaliana Pflanzen sind bekannt dafür, dass sie einen Heterosis-Effekt im Bezug auf ihre Biomasse zeigen. Die heterozygoten Pflanzen weisen bei gleichem Alter eine höhere Biomasse auf als die homozygoten Pflanzen. Die Netzwerkhypothese für Heterosis konnte sowohl im Bezug auf mid-parent Heterosis (Unterschied in der Leistung des Heterozygoten im Vergleich zum Mittelwert der Eltern) als auch auf best-parent Heterosis (Unterschied in der Leistung des Heterozygoten im Vergleich zum Besseren der Eltern) für beide Kreuzungen für die Metabolit- und Genexpressionsdaten bestätigt werden. In einer Überrepräsentations-Analyse wurden die Gene, für die die größte Veränderung in der Anzahl der regulatorischen Interaktionen, an denen sie vermutlich beteiligt sind, festgestellt wurde, mit den Genen aus einer quantitativ genetischen (QTL) Analyse von Biomasse-Heterosis in Arabidopsis thaliana verglichen. Die ermittelten Gene aus beiden Studien zeigen eine größere Überschneidung als durch Zufall erwartet. Das deutet darauf hin, dass jede identifizierte QTL-Region viele Gene, die den Biomasse-Heterosis-Effekt in Arabidopsis thaliana beeinflussen, enthält. Die Gene, die in den Ergebnislisten beider Analyseverfahren überlappen, können mit größerer Zuversicht als Kandidatengene für Biomasse-Heterosis in Arabidopsis thaliana betrachtet werden als die Ergebnisse von nur einer Studie.
KW  - Systembiologie
KW  - Heterosis
KW  - Molekulare Profildaten
KW  - Integrative Analyse
KW  - Systems biology
KW  - Heterosis
KW  - Molecular profile data
KW  - Integrative analysis
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51173
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TY  - THES
A1  - Mutwil, Marek
T1  - Integrative transcriptomic approaches to analyzing plant co-expression networks
T1  - Integrative Ansätze zur Analyse von Koexpressionsnetzwerken in Pflanzen
N2  - It is well documented that transcriptionally coordinated genes tend to be functionally related, and that such relationships may be conserved across different species, and even kingdoms. (Ihmels et al., 2004). Such relationships was initially utilized to reveal functional gene modules in yeast and mammals (Ihmels et al., 2004), and to explore orthologous gene functions between different species and kingdoms (Stuart et al., 2003; Bergmann et al., 2004). Model organisms, such as Arabidopsis, are readily used in basic research due to resource availability and relative speed of data acquisition. A major goal is to transfer the acquired knowledge from these model organisms to species that are of greater importance to our society. However, due to large gene families in plants, the identification of functional equivalents of well characterized Arabidopsis genes in other plants is a non-trivial task, which often returns erroneous or inconclusive results. In this thesis, concepts of utilizing co-expression networks to help infer (i) gene function, (ii) organization of biological processes and (iii) knowledge transfer between species are introduced. An often overlooked fact by bioinformaticians is that a bioinformatic method is as useful as its accessibility. Therefore, majority of the work presented in this thesis was directed on developing freely available, user-friendly web-tools accessible for any biologist.
N2  - Es ist bereits ausgiebig gezeigt worden, dass Gene, deren Expression auf Transkriptionsebene koordiniert ist, häufig auch funktional in verwandten Stoffwechselwegen vorkommen, und dass sich dies wahrscheinlich auch Spezies- und sogar Reichübergreifend sagen lässt (Ihmels et al., 2004). Anfänglich wurden solche Beziehungen verwendet, um sogenannte Genfunktionsmodule in Hefe und Säugern aufzudecken (Ihmels et al., 2004), um dann orthologe Genfunktionen zwischen verschiedene Spezies und Reichen zu entdecken (Stuart et al., 2003; Bergmann et al., 2004). Modellorganismen wie Arabidopsis werden bevorzugt in der Forschung verwendet, weil man durch die schnelle Generationszeit in kurzer Zeit viele Daten erheben kann und aufgrund dessen die Ressourcen- und Informationsvielfalt um ein Vielfaches größer ist. Ein Hauptziel ist der Wissenstransfer von Modellorganismen auf Spezies, die gesellschaftlich von höherer Bedeutung sind wie z.B. Getreidearten oder andere Feldfrüchte. Pflanzen besitzen oft große Genfamilien und die eindeutige Identifizierung von gut charakterisierten Arabidopsisorthologen in besagten Nutzpflanzen ist kein triviales Vorhaben. In der vorliegenden Arbeit werden Konzepte zur Nutzung von Co-expressionsnetzwerken beschrieben, die helfen sollen (i) Genfunktionen zu identifizieren, (ii) die Organisation von biologischen Prozessen aufzuklären und (iii) das erworbene Wissen auf andere Spezies übertragbar zu machen. Ein häufig von Bioinformatikern übersehender Umstand ist, dass bioinformatische Methoden nur so sinnvoll sind wie ihre Zugänglichkeit. Deshalb basiert der Großteil dieser Arbeit auf freiverfügbaren und vor allem für Biologen nutzerfreundlichen Webtools.
KW  - Koexpression
KW  - vergleichend
KW  - Transkriptom
KW  - co-expression
KW  - comparative
KW  - transcriptomics
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-50752
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wang, Long
T1  - X-tracking the usage interest on web sites
T1  - X-tracking des Nutzungsinteresses für Webseiten
N2  - The exponential expanding of the numbers of web sites and Internet users makes WWW the most important global information resource. From information publishing and electronic commerce to entertainment and social networking, the Web allows an inexpensive and efficient access to the services provided by individuals and institutions. The basic units for distributing these services are the web sites scattered throughout the world. However, the extreme fragility of web services and content, the high competence between similar services supplied by different sites, and the wide geographic distributions of the web users drive the urgent requirement from the web managers to track and understand the usage interest of their web customers. This thesis, "X-tracking the Usage Interest on Web Sites", aims to fulfill this requirement. "X" stands two meanings: one is that the usage interest differs from various web sites, and the other is that usage interest is depicted from multi aspects: internal and external, structural and conceptual, objective and subjective. "Tracking" shows that our concentration is on locating and measuring the differences and changes among usage patterns. This thesis presents the methodologies on discovering usage interest on three kinds of web sites: the public information portal site, e-learning site that provides kinds of streaming lectures and social site that supplies the public discussions on IT issues. On different sites, we concentrate on different issues related with mining usage interest. The educational information portal sites were the first implementation scenarios on discovering usage patterns and optimizing the organization of web services. In such cases, the usage patterns are modeled as frequent page sets, navigation paths, navigation structures or graphs. However, a necessary requirement is to rebuild the individual behaviors from usage history. We give a systematic study on how to rebuild individual behaviors. Besides, this thesis shows a new strategy on building content clusters based on pair browsing retrieved from usage logs. The difference between such clusters and the original web structure displays the distance between the destinations from usage side and the expectations from design side. Moreover, we study the problem on tracking the changes of usage patterns in their life cycles. The changes are described from internal side integrating conceptual and structure features, and from external side for the physical features; and described from local side measuring the difference between two time spans, and global side showing the change tendency along the life cycle. A platform, Web-Cares, is developed to discover the usage interest, to measure the difference between usage interest and site expectation and to track the changes of usage patterns. E-learning site provides the teaching materials such as slides, recorded lecture videos and exercise sheets. We focus on discovering the learning interest on streaming lectures, such as real medias, mp4 and flash clips. Compared to the information portal site, the usage on streaming lectures encapsulates the variables such as viewing time and actions during learning processes. The learning interest is discovered in the form of answering 6 questions, which covers finding the relations between pieces of lectures and the preference among different forms of lectures. We prefer on detecting the changes of learning interest on the same course from different semesters. The differences on the content and structure between two courses leverage the changes on the learning interest. We give an algorithm on measuring the difference on learning interest integrated with similarity comparison between courses. A search engine, TASK-Moniminer, is created to help the teacher query the learning interest on their streaming lectures on tele-TASK site. Social site acts as an online community attracting web users to discuss the common topics and share their interesting information. Compared to the public information portal site and e-learning web site, the rich interactions among users and web content bring the wider range of content quality, on the other hand, provide more possibilities to express and model usage interest. We propose a framework on finding and recommending high reputation articles in a social site. We observed that the reputation is classified into global and local categories; the quality of the articles having high reputation is related with the content features. Based on these observations, our framework is implemented firstly by finding the articles having global or local reputation, and secondly clustering articles based on their content relations, and then the articles are selected and recommended from each cluster based on their reputation ranks.
N2  - Wegen des exponentiellen Ansteigens der Anzahl an Internet-Nutzern und Websites ist das WWW (World Wide Web) die wichtigste globale Informationsressource geworden. Das Web bietet verschiedene Dienste (z. B. Informationsveröffentlichung, Electronic Commerce, Entertainment oder Social Networking) zum kostengünstigen und effizienten erlaubten Zugriff an, die von Einzelpersonen und Institutionen zur Verfügung gestellt werden. Um solche Dienste anzubieten, werden weltweite, vereinzelte Websites als Basiseinheiten definiert. Aber die extreme Fragilität der Web-Services und -inhalte, die hohe Kompetenz zwischen ähnlichen Diensten für verschiedene Sites bzw. die breite geographische Verteilung der Web-Nutzer treiben einen dringenden Bedarf für Web-Manager und das Verfolgen und Verstehen der Nutzungsinteresse ihrer Web-Kunden. Die Arbeit zielt darauf ab, dass die Anforderung "X-tracking the Usage Interest on Web Sites" erfüllt wird. "X" hat zwei Bedeutungen. Die erste Bedeutung ist, dass das Nutzungsinteresse von verschiedenen Websites sich unterscheidet. Außerdem stellt die zweite Bedeutung dar, dass das Nutzungsinteresse durch verschiedene Aspekte (interne und externe, strukturelle und konzeptionelle) beschrieben wird. Tracking zeigt, dass die Änderungen zwischen Nutzungsmustern festgelegt und gemessen werden. Die Arbeit eine Methodologie dar, um das Nutzungsinteresse gekoppelt an drei Arten von Websites (Public Informationsportal-Website, E-Learning-Website und Social-Website) zu finden. Wir konzentrieren uns auf unterschiedliche Themen im Bezug auf verschieden Sites, die mit Usage-Interest-Mining eng verbunden werden. Education Informationsportal-Website ist das erste Implementierungsscenario für Web-Usage-Mining. Durch das Scenario können Nutzungsmuster gefunden und die Organisation von Web-Services optimiert werden. In solchen Fällen wird das Nutzungsmuster als häufige Pagemenge, Navigation-Wege, -Strukturen oder -Graphen modelliert. Eine notwendige Voraussetzung ist jedoch, dass man individuelle Verhaltensmuster aus dem Verlauf der Nutzung (Usage History) wieder aufbauen muss. Deshalb geben wir in dieser Arbeit eine systematische Studie zum Nachempfinden der individuellen Verhaltensweisen. Außerdem zeigt die Arbeit eine neue Strategie, dass auf Page-Paaren basierten Content-Clustering aus Nutzungssite aufgebaut werden. Der Unterschied zwischen solchen Clustern und der originalen Webstruktur ist der Abstand zwischen Zielen der Nutzungssite und Erwartungen der Designsite. Darüber hinaus erforschen wir Probleme beim Tracking der Änderungen von Nutzungsmustern in ihrem Lebenszyklus. Die Änderungen werden durch mehrere Aspekte beschrieben. Für internen Aspekt werden konzeptionelle Strukturen und Funktionen integriert. Der externe Aspekt beschreibt physische Eigenschaften. Für lokalen Aspekt wird die Differenz zwischen zwei Zeitspannen gemessen. Der globale Aspekt zeigt Tendenzen der Änderung entlang des Lebenszyklus. Eine Plattform "Web-Cares" wird entwickelt, die die Nutzungsinteressen findet, Unterschiede zwischen Nutzungsinteresse und Website messen bzw. die Änderungen von Nutzungsmustern verfolgen kann. E-Learning-Websites bieten Lernmaterialien wie z.B. Folien, erfaßte Video-Vorlesungen und Übungsblätter an. Wir konzentrieren uns auf die Erfoschung des Lerninteresses auf Streaming-Vorlesungen z.B. Real-Media, mp4 und Flash-Clips. Im Vergleich zum Informationsportal Website kapselt die Nutzung auf Streaming-Vorlesungen die Variablen wie Schauzeit und Schautätigkeiten während der Lernprozesse. Das Lerninteresse wird erfasst, wenn wir Antworten zu sechs Fragen gehandelt haben. Diese Fragen umfassen verschiedene Themen, wie Erforschung der Relation zwischen Teilen von Lehrveranstaltungen oder die Präferenz zwischen den verschiedenen Formen der Lehrveranstaltungen. Wir bevorzugen die Aufdeckung der Veränderungen des Lerninteresses anhand der gleichen Kurse aus verschiedenen Semestern. Der Differenz auf den Inhalt und die Struktur zwischen zwei Kurse beeinflusst die Änderungen auf das Lerninteresse. Ein Algorithmus misst die Differenz des Lerninteresses im Bezug auf einen Ähnlichkeitsvergleich zwischen den Kursen. Die Suchmaschine „Task-Moniminer“ wird entwickelt, dass die Lehrkräfte das Lerninteresse für ihre Streaming-Vorlesungen über das Videoportal tele-TASK abrufen können. Social Websites dienen als eine Online-Community, in den teilnehmenden Web-Benutzern die gemeinsamen Themen diskutieren und ihre interessanten Informationen miteinander teilen. Im Vergleich zur Public Informationsportal-Website und E-Learning Website bietet diese Art von Website reichhaltige Interaktionen zwischen Benutzern und Inhalten an, die die breitere Auswahl der inhaltlichen Qualität bringen. Allerdings bietet eine Social-Website mehr Möglichkeiten zur Modellierung des Nutzungsinteresses an. Wir schlagen ein Rahmensystem vor, die hohe Reputation für Artikel in eine Social-Website empfiehlt. Unsere Beobachtungen sind, dass die Reputation in globalen und lokalen Kategorien klassifiziert wird. Außerdem wird die Qualität von Artikeln mit hoher Reputation mit den Content-Funktionen in Zusammenhang stehen. Durch die folgenden Schritte wird das Rahmensystem im Bezug auf die Überwachungen implementiert. Der erste Schritt ist, dass man die Artikel mit globalen oder lokalen Reputation findet. Danach werden Artikel im Bezug auf ihre Content-Relationen in jeder Kategorie gesammelt. Zum Schluß werden die ausgewählten Artikel aus jedem basierend auf ihren Reputation-Ranking Cluster empfohlen.
KW  - Tracking
KW  - Nutzungsinteresse
KW  - Webseite
KW  - Tracking
KW  - Usage Interest
KW  - Web Sites
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51077
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TY  - THES
A1  - Nada, Wael Mohamed Abdel-Rahman
T1  - Wood compost process engineering, properties and its impact on extreme soil characteristics
N2  - The landfilling of biodegradable waste is proven to contribute to environmental degradation. Much wood and lumber is discharged as waste from the cleared fields. These woody wastes are subsequently disposed of by burning. However, it would be preferable to dispose of them without combustion to avoid the release of carbon dioxide, one of the critical greenhouse gases. Instead of burning these woody wastes, we should recycle them as future resources. One solution to this problem is to make compost from the waste. Compost use in agriculture is increasing as both an alternative to landfilling for the management of biodegradable waste, as well as means of increasing or preserving soil organic matter. This research aimed to contribute to the identification of a system for managing the production and utilization of wood waste (Quercus rubra and Pinus sylvestris) compost for sustainable agriculture, with particular regards to carbon dioxide produced from both compost and combustion of wood. Compost of wood was implemented in two consecutive trials. The first was carried out in greenhouse experiment in 4 liter pot of Quercus rubra and Pinus sylvestris (QR and PS) moisted by compost and tap water and infected by tiger worm (Eisenia fetida, EF) and European night crawlers (Dendrobaena veneta, DV) at different mixed ratios with lake mud (LM). The second was conducted in greenhouse experiment in 40 liter pot of the successful wood and worm from the first compost trial (QR and EF respectively). The tested wood (QR) was mixed separately by lake mud and horse manure and irrigated by compost and tap water. The final product, successful wood compost (QR) produced from the first trial (4 liter pot) was utilized in different mixed ratios with coal mine tailings (tertiary sand) in greenhouse pot trial to study his effects on improving soil physical and chemical properties and some plant growth parameters of RSM 7.2.1 grass. The wood compost produced from the second compost experiment (40 liter pot) and other artificial component named Arkadolith® were used as soil amelioration in field experiments of different selected sites with extremely unsuitable characteristics (tertiary and quaternary sand in Lusatia lignite region, Germany). The soil in each site was sowed by RSM 7.2.1 and autochthonous grasses. Also, some vermicompost samples were selected to study its thermal stability which compared with a soil sample (Niedermoorgleys) by using thermogravimetric analysis technique. Further investigation was achieved to evaluate the effect of charcoal as a source of carbon on vermicompost stability. Moreover some selected vermicompost samples were used to examine its microstructure under scanning electron microscope which compared also with the same soil used in thermal analysis. The obtained results under all studied experiments can be arranged as follow: First compost trial, Cumulative amount of carbon dioxide produced during composting period was lower than that evolved by combustion of wood. The results showed composting of wood can reduce the emitted CO2 up to 50 % when compared with the amount of CO2 produced from combustion of wood. The effect of different studied factors on different studied parameters show that, QR wood compost have more responsive to decomposition processes and humification rate in comparison with PS wood compost. Under different infection worms, Eisenia fetida (EF) was better than Dendrobaena veneta (DV) in biodegradation rate. Compost water has had a better impact of tap water in all studied decomposition parameters. For example, The compost content of OM and total OC was decreased with the increase of the decomposition period in the treatments of compost water and EF worm, where this decrease was higher at mixed ratio of 1:3 (wood: mud, w/w). The total content of N in the final products takes reversible trend regarding to OM and C content. The high content of N was found in QR wood compost moisted by compost water and infected by EF worm. The content of both macro-and micro-nutrients was clearly positive affected by the studied factors. The content of these nutrients in QR wood compost was higher than that found in the compost of PS wood. Second compost trial, The observed data show that, the amount of CO2 produced by composting was lower than that evolved by combustion of wood. Composting of wood reduced CO2 emission up to 40 % of the combustion wood CO2. Cumulative amount of CO2 produced from wood compost treated by horse manure was higher than that fount in the other treated by LM. The compost of wood treated by horse manure has had a high decomposition rate in comparison with that treated by lake mud. The treatments left without worms during all composting period and moisted by compost water have a responsive effects but it was lower than that infected by worms. Total and available contents of N, P, K, Mg, Zn, and Cu in the compost treated by HM were higher than that found in compost treated by LM. The other nutrients (Ca, Fe, Cu, and Mn) take reversible trend, which it was higher in LM than HM treatments. Thermal and microstructure analysis, The selected vermicompost samples from both first and second compost experiments showed, up to 200° C temperature the mass loss was due to free water and bound water (It was in vermicompost samples higher than soil sample). Mass loss from 200 to 550° C is due to easily oxidizable organic forms and it was higher in vermicompost than soil. In this stage the soil OM seems to be more stable than vermicompost which can be explained by a more intensive bond between the organic and inorganic components. At higher temperatures (T> 550° C) no significant detectable was appeared of soil organic matter. In contrast, the vermicompost treatments showed a high proportion of stable groups, especially aromatic compounds. These statements seem to be importance particularly for the practical application of the wood compost in terms of their long-term effect in the soil. The application of charcoal, showed no additional stabilizing effect of vermicompost. Also, the data show that, vermicompost structure characterized with high homogeneity and ratio of surface area to volume compared to those in soil structure. First plant trials (greenhouse), Different compost mixed ratios had positive impact on different extreme soil physiochemical properties. At the end of experiment (42 days) compost increased soil water holding capacity, decreased soil bulk and particle density and increased total porosity. The used wood compost modified soil buffering capacity and soil acidity. The availability of soil macro and micro nutrients were increased after adding wood compost. The wood compost had a positive effect in some growth parameters like fresh and dry matter yield of the selected grass. High dry matter yield and nutrients uptake was achieved with higher rates of compost application (25.0% > 12.5% > 3.0% > 0.0 %, w/w). Second plant trials (field experiment), Regarding to the effect of wood compost (QR) and Arkadolith® component on tertiary and quaternary sand, at the end of grown season (6 month) most soil and plant characteristics of tertiary sand were improved and it was better than that in quaternary sand. This trend reveals to, physical and chemical properties of tertiary sand was better than that in quaternary sand, like organic matter content, CEC, WHC, TOC, available nutrients. In the both sites, the effects of different type of soil conditioners arranged as follow: the treatments treated with wood compost is the better followed by the other treated with both wood compost and Arkadolith. Wood compost increased soil pH, CEC, soil buffering capacity, OM content, and soil WHC in comparison with Arkadolith which make a small improvement of these properties in both sites. Finally, Different growth parameters (height, covering, fresh and dry matter yield) of the used grasses were clearly positive affected by wood compost, with the highest production inherent to the treatments treated by the high amount of wood compost.
N2  - Entsprechend der Zielstellung wurden zunächst verschiedene Varianten der Kompostierung von Holzsubstanz getestet, um eine optimale Technologie, die auch für Entwicklungsländer realisierbar ist, herauszufinden. Hierzu sind in Pflanztöpfe Holzspäne (Woodchips) von zwei verschieden Holzarten (Laub- und Nadelholz) gefüllt und mit verschiedenen natürlichen Stickstoffquellen gemischt worden. Diese Ansätze wurden regelmäßig mit Kompostwasser appliziert. Nach vier Wochen sind zwei verschiedene Wurmarten (Dendrobaena veneta und Eisenia fetida) hinzugegeben worden. Die Feuchthaltung erfolgte ab diesem Zeitpunkt durch Frischwasser. Die qualitativ beste Versuchsvariante ist im nächsten Schritt mit weiteren natürlichen Stickstoffquellen, die in Entwicklungsländern zur Verfügung gestellt werden könnten, getestet worden. Von allen Kompostvarianten sind im Labor eine Vielzahl von bodenphysikalischen (z.B. Dichte, Wasserhaltekapazität) und bodenchemischen Zustandsgrößen (z.B. Elektrische Leitfähigkeit, Totalgehalte biophiler Elemente, Bodenreaktion, organische Substanzgehalte, Kationenaustauschkapazität) bestimmt worden. Die Wiederum qualitativ beste Mischung ist in einer weiteren Versuchsreihe in verschiedenen Mengenverhältnissen mit tertiärerem Abraumsand des Braunkohlebergbaus gemischt worden. In diese Versuchsmischungen wurde die Grasmischung RSM 7.2.1 eingesät und regelmäßig bewässert sowie die Wuchshöhe gemessen. Nach 42 Tagen wurden das Gras geerntet und die biometrischen Parameter, die Nährstoffgehalte (pflanzenverfügbare Fraktionen), die Bodenreaktion, die effektive bzw. potentielle Kationenaustauschkapazität sowie die Pufferkapazitäten der Mischsubstrate bestimmt. Die nächsten Versuchsvarianten sind als Feldversuche in der Niederlausitz durchgeführt worden. Für ihre Realisierung wurde als weiterer Zuschlagsstoff Arkadolith® zugemischt. Die Plotflächen sind sowohl auf Abraumsanden des Tertiärs als auch Quartärs angelegt worden. In jeweils eine Subvariante ist RSM 7.2.1, in die andere eine autochthone Grasmischung eingesät worden. Diese Experimente wurden nach 6 Monaten beendet, die Bestimmung aller Parameter erfolgte in gleicher Weise wie bei den Gewächshausversuchen. Auf Basis aller Versuchsreihen konnten die besten Kompostqualitäten und ihre optimalen Herstellungsvarianten ermittelt werden. Eine weitere Aufgabe war es zu untersuchen, wie im Vergleich zur Verbrennung von Holzmasse die CO2-Emission in die Atmosphäre durch Holzkompostierung verringert werden kann. Hierzu wurde während der verschiedenen Kompostierungsvarianten die CO2-Freisetzung gemessen. Im Vergleich dazu ist jeweils die gleiche Masse an Holzsubstanz verbrannt worden. Die Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich zu der thermischen Verwertung von Holsubstanz die CO2-Emission bis zu 50 % verringert werden kann. Dem Boden kann darüber hinaus energiereiche organische Substanz zugeführt werden, die eine Entwicklung der Bodenorganismen ermöglicht. Ein weiteres Experiment zielte darauf ab, die Stabilität der Holzkomposte zu bestimmen. Darüber hinaus sollte untersucht werden, ob durch die Zufuhr von pyrogenem Kohlenstoff eine Vergrößerung der Stabilität zu erreichen ist. Diese Untersuchungen wurden mit Hilfe der Thermogravimetrie vorgenommen. Alle wichtigen Kompostierungsvarianten sind sowohl mit verschiedenen Zusatzmengen als auch ohne Zusatz von pyrogenem Kohlenstoff vermessen worden. Als Vergleichssubstanz diente der Oberboden eines Niedermoorgleys, der naturgemäß einen relativ hohen Anteil an organischer Substanz aufweist. Die Ergebnisse zeigten, dass im Bereich niedriger Temperaturen die Wasserbindung im Naturboden fester ist. In der Fraktion der oxidierbaren organischen Substanz, im mittleren Temperaturbereich gemessen, ist die natürliche Bodensubstanz ebenfalls stabiler, was auf eine intensivere Bindung zwischen den organischen und anorganischen Bestandteilen, also auf stabilere organisch-mineralische Komplexe, schlussfolgern lässt. Im Bereich höherer Temperaturen (T> 550° C) waren im Naturboden keine nennenswerten organischen Bestandteile mehr nachweisbar. Hingegen wiesen die Kompostvarianten einen hohen Anteil stabiler Fraktionen, vor allem aromatische Verbindungen, auf. Diese Aussagen erscheinen vor allem für die praktische Anwendung der Holzkomposte in Hinblick auf ihre Langzeitwirkung bedeutsam. Der Zusatz von pyrogenem Kohlenstoff zeigte keine zusätzliche Stabilisierungswirkung.
T2  - Holzkompostverfahrenstechnik, Eigenschaften und ihre Auswirkungen auf die extremen Bodeneigenschaften
KW  - Holzkompost
KW  - Kohlendioxid
KW  - Eisenia fetida
KW  - Dendrobaena veneta
KW  - Kohlengrubenabraum
KW  - wood compost
KW  - carbon dioxide
KW  - Eisenia fetida
KW  - Dendrobaena veneta
KW  - coal mine waste
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51046
ER  - 
TY  - THES
A1  - Robinson, Alexander
T1  - Modeling the Greenland Ice Sheet response to climate change in the past and future
T1  - Modellierung der Reaktion des Grönländischen Inlandeises auf den vergangenen und zukünftigen Klimawandel
N2  - The Greenland Ice Sheet (GIS) contains enough water volume to raise global sea level by over 7 meters. It is a relic of past glacial climates that could be strongly affected by a warming world. Several studies have been performed to investigate the sensitivity of the ice sheet to changes in climate, but large uncertainties in its long-term response still exist. In this thesis, a new approach has been developed and applied to modeling the GIS response to climate change. The advantages compared to previous approaches are (i) that it can be applied over a wide range of climatic scenarios (both in the deep past and the future), (ii) that it includes the relevant feedback processes between the climate and the ice sheet and (iii) that it is highly computationally efficient, allowing simulations over very long timescales. The new regional energy-moisture balance model (REMBO) has been developed to model the climate and surface mass balance over Greenland and it represents an improvement compared to conventional approaches in modeling present-day conditions. Furthermore, the evolution of the GIS has been simulated over the last glacial cycle using an ensemble of model versions. The model performance has been validated against field observations of the present-day climate and surface mass balance, as well as paleo information from ice cores. The GIS contribution to sea level rise during the last interglacial is estimated to be between 0.5-4.1 m, consistent with previous estimates. The ensemble of model versions has been constrained to those that are consistent with the data, and a range of valid parameter values has been defined, allowing quantification of the uncertainty and sensitivity of the modeling approach. Using the constrained model ensemble, the sensitivity of the GIS to long-term climate change was investigated. It was found that the GIS exhibits hysteresis behavior (i.e., it is multi-stable under certain conditions), and that a temperature threshold exists above which the ice sheet transitions to an essentially ice-free state. The threshold in the global temperature is estimated to be in the range of 1.3-2.3°C above preindustrial conditions, significantly lower than previously believed. The timescale of total melt scales non-linearly with the overshoot above the temperature threshold, such that a 2°C anomaly causes the ice sheet to melt in ca. 50,000 years, but an anomaly of 6°C will melt the ice sheet in less than 4,000 years. The meltback of the ice sheet was found to become irreversible after a fraction of the ice sheet is already lost – but this level of irreversibility also depends on the temperature anomaly.
N2  - Das grönländische Inlandeis (GIS) besteht aus einem Wasservolumen das ausreicht, um den globalen Meeresspiegel um 7 Meter ansteigen zu lassen. Es ist ein Relikt der vergangenen Eiszeit, das in einer zunehmend wärmer werdenden Welt stark in Mitleidenschaft gezogen werden könnte. In der vorliegenden Dissertation ist ein neues Verfahren zur Modellierung des Antwortverhaltens des Inlandeises auf Klimaänderungen entwickelt und angewendet worden. Die Vorteile des neuen Verfahrens im Vergleich zu den bisherigen Verfahren sind, (i) dass es über einen groen Bereich von Klimaszenarien (sowohl für die ferne Vergangenheit als auch für die Zukunft) anwendbar ist, (ii) dass es die wesentlichen Rückkopplungsprozesse zwischen Klima und Inlandeis enthält und (iii) dass es wegen seiner guten Rechenzeiteffizienz Simulationen über sehr lange Zeitskalen erlaubt. Das neue Modell (REMBO) ist für die Modellierung des Klimas und der Massenbilanz an der grönländischen Oberfläche entwickelt worden und stellt ein verbessertes Verfahren im Vergleich zu den bisherigen dar. Die Entwicklung von GIS über den letzten glazialen Zyklus ist mittels eines Ensembles von verschiedenen Modellversionen simuliert worden. Anschließend ist die Tauglichkeit der Modellversionen durch Vergleich mit Beobachtungsdaten des gegenwärtigen Klimas und der Oberflächenmassenbilanz, sowie mit paleoklimatischen Rekonstruktionen von Eisbohrkernen verifiziert worden. Der Anteil von GIS am Meeresspiegelanstieg während des letzten Interglazials ist im Bereich von 0.5 bis 4.1 m berechnet worden, was konsistent mit bisherigen Schätzungen ist. Von den Ensemblesimulationen sind diejenigen ausgewählt worden, deren Ergebnisse gut mit den Daten übereinstimmen. Durch die Auswahl von geeigneten Modellversionen sind gleichzeitig die Unsicherheiten der Parameterwerte begrenzt worden, so dass sich nun mit dem neuen Verfahren die Sensitivität von GIS auf Klimaänderungen bestimmen lässt. Mit den ausgewählten Modellversionen ist die Sensitivität von GIS auf langfristige Klimaänderungen untersucht worden. Es zeigt sich, dass das GIS ein Hystereseverhalten besitzt (d.h., eine Multistabilität für gewisse Klimazustände) und dass ein Temperaturschwellwert existiert. Bei Überschreiten des Schwellwertes bleibt das GIS nicht erhalten und wird langsam eisfrei werden. Der Temperaturschwellwert der globalen Mitteltemperatur relativ zur vorindustriellen Mitteltemperatur ist im Bereich 1.3-2.3°C ermittelt worden und liegt damit deutlich niedriger als bisher angenommen. Die Zeitdauer bis zum völligen Abschmelzen zeigt ein nichtlineares Verhalten hinsichtlich einer Erwärmung über den ermittelten Schwellwert. Eine Erwärmung von 2°C relativ zur vorindustriellen Zeit führt zu einem Abschmelzen nach 50.000 Jahren, aber eine Erwärmung um 6°C lässt das Inlandeis bereits nach 4.000 Jahren abschmelzen. Ein weiteres Ergebnis ist, dass der Abschmelzvorgang irreversibel werden kann, nachdem ein gewisser Anteil des Inlandeises abgeschmolzen ist – jedoch ist die Irreversibilität eines Abschmelzvorganges auch von der Temperaturanomalie abhängig.
KW  - Grönland
KW  - Inlandeis
KW  - Klimawandel
KW  - Stabilität
KW  - Hysterese
KW  - Greenland
KW  - ice sheet
KW  - climate change
KW  - stability
KW  - hysteresis
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-50430
ER  - 
TY  - THES
A1  - Krehl, Susanne
T1  - Das Selenoprotein Glutathionperoxidase-2 : physiologische Funktion und Einfluss auf die entzündungsassoziierte Colonkarzinogenese
T1  - The selenoprotein glutathione peroxidase-2 : physiological function and influence on inflammation triggered coloncarcinogenesis
N2  - Bei der Entdeckung der Glutathionperoxidase-2 (GPx2) wurde zunächst davon ausgegangen, dass die Funktion dieses Enzyms im Kryptengrund des Colons einzig in der Reduktion von H2O2 besteht. Im Laufe der weiteren Erforschung zeigte sich, dass GPx2 auch in verschiedenen Tumorgeweben vermehrt exprimiert wird. Dabei wird diskutiert, ob die Wirkung von GPx2 im Tumor eher als pro- oder als antikarzinogen einzustufen ist. Mehrere Experimente in vitro und in vivo zeigten antiinflammatorische Eigenschaften der GPx2. Aufgrund dieser Befunde wird derzeit über weitere Funktionen der GPx2 spekuliert. In dieser Arbeit wurde die physiologische Funktion von GPx2 näher erforscht, dazu wurden Wildtyp- und GPx2-Knockout-Mäuse in Hinblick auf Veränderungen der Enzymexpression und der Colonmorphologie untersucht. Es wurden drei verschiedene Selendiäten verfüttert: selenarmes, selenadäquates und selensupplementiertes Futter. Unter physiologischen Bedingungen ist am Kryptengrund des Colons, innerhalb der proliferierenden Zone, die Mitoserate am höchsten. Der Großteil der apoptotischen Zellen ist hingegen an der Kryptenspitze vorzufinden. Durch den Knockout von GPx2 kam es zu einer signifikanten Erhöhung der Apoptoserate am Kryptengrund. Dabei war der größte Effekt auf selenarmem Futter zu verzeichnen. Hierbei wurde sogar eine Veränderung der Colonmorphologie dokumentiert, da die Verschiebung der Proliferationszone in Richtung Kryptenspitze eine Verlängerung der Krypten nach sich zog. Im Wildtyp wurden keine Apoptosen im Kryptengrund detektiert. GPx1 wird unter physiologischen Bedingungen im Gegensatz zur GPx2 in der Kryptenspitze exprimiert und ist im Selenmangel nicht mehr detektierbar. Der Knockout von GPx2 erhöhte die GPx1-Expression im Kryptengrund auf allen drei Selendiäten. Diese Überexpression von GPx1 am Kryptengrund soll vermutlich den Verlust von GPx2 an dieser Stelle kompensieren. Da jedoch dort die massive Apoptoserate detektiert wurde, kann die GPx1 nicht die komplette Funktion von GPx2 kompensieren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Funktion von GPx2 nicht nur in der Reduktion von H2O2 liegt. Vielmehr kann eine Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase von Zellen postuliert werden. Ein weiterer Bestandteil dieser Arbeit war die Klärung der Frage, welchen Einfluss GPx2 auf die entzündungsassoziierte Colonkarzinogenese ausübt. In dem hierfür verwendeten AOM/DSS-Model wird der karzinogene Prozess durch Entzündung vorangetrieben. Es erfolgte sowohl im Wildtyp als auch im GPx2-Knockout zum einen die Bewertung des Entzündungsstatus des Colons und zum anderen wurde die Anzahl von ACF und Tumoren verglichen. Das Colon im GPx2-Knockout war wesentlich stärker entzündet als im Wildtyp. Diese Ergebnisse bestätigen die für die GPx2 postulierte antiinflammatorische Funktion. Normalerweise führt eine Erhöhung der Mitoseanzahl zur Regeneration des entzündeten Gewebes. Jedoch beeinflusst der Verlust von GPx2 vermutlich den Ablauf der Entzündung, indem beispielsweise die Regeneration des Gewebes durch die enorm hohe Apoptoserate am Kryptengrund verlangsamt wird. Des Weiteren hatten sich im GPx2-Knockout tendenziell mehr Tumore entwickelt. Somit korrelierte die Entzündung des Colons mit der Entwicklung von Tumoren. Der Verlust von GPx2 begünstigte vermutlich sowohl die Tumorinitiation als auch die Tumorprogression. Allerdings stimulierte die Expression von GPx2 ebenfalls das Tumorwachstum. Es kann geschlussfolgert werden, dass eine adäquate GPx2-Expression vor Entzündung schützt und somit das Risiko für Colonkrebs senkt. Ob GPx2 aber insgesamt pro- oder antikarzinogen wirkt, hängt vermutlich vom Stadium des Colonkarzinogenese ab.
N2  - Since the detection of glutathione peroxidase-2 (GPx2) it was assumed that reducing hydroperoxides is the only function of this enzyme in the crypt ground of the colon. But further studies showed that GPx2 is also highly expressed in tumor tissue. However, it is not known whether it acts a pro- or anticarcinogenic manner at this site. In vitro and in vivo experiments elucidate antiinflammatory features of GPx2, based on these findings additional functions of GPx2 are discussed. In this dissertation the physiological function of GPx2 was investigated. For this purpose in wild type and GPx2-knockout mice, changes of enzyme expression and colon morphology were analyzed. The mice were fed three diets containing different selenium concentrations: selenium deficient, selenium adequate and selenium supplemented. Under physiological conditions the mitosis rate is highest in the proliferating zone in the crypt ground of the colon. The majority of apoptotic cells are located at the tip of the crypt. The knockout of GPx2 significantly increased the rate of apoptosis in the crypt ground. The greatest effect was documented on the selenium deficient diet. Here, changes of the colonic morphology were detectable, because the shift of the proliferating zone towards the tip of the crypt lead to an extension of the crypts. In the wild type mice no apoptotic cells were detected on the crypt ground. Under physiological conditions GPx1, in contrast to GPx2, is mainly expressed on the top of the crypt, and this enzyme is no longer detectable under selenium deficiency. The knockout of GPx2 increased the expression of GPx1 in the crypt ground of the colon on all three selenium diets. It is likely that this over expression of GPx1 compensates for the loss of GPx2. However the massive apoptotic rate in the crypt ground shows that GPx1 can not compensate the complete function of GPx2. These results elucidate that GPx2 not only functions as a hydroperoxide reducer, but that it is also important for the maintenance of the stem cell character and the homeostasis of cells. The question if GPx2 influences the inflammation triggered by the coloncarcinogenic process was next assessed in this dissertation. Therefore the AOM/DSS model was used to trigger the carcinogenic process through inflammation. The amount of aberrant crypt foci (ACF) and tumors in the colon were analyzed in both wild type and GPx2-knockout mice. However initially the inflammation status was compared between the two genotypes. The inflammation of the colon was stronger in the GPx2-knockout mice than in wild type. These results support the postulated antiinflammatory features of GPx2. The loss of GPx2 may influence the inflammation process by decelerating the regeneration of the tissue caused by the increased apoptotic rate in the proliferating zone. Additionally, the GPx2-knockout mice developed more tumors in the colon. Therefore the inflammation of the colon correlated with the development of tumors. The loss of GPx2 may have enhanced both tumor initiation and progression. But the expression of GPx2 also stimulated the growth of tumors. These results indicate that an adequate GPx2-expression can protect from colonic inflammation, and therefore decrease the risk of developing colon cancer. Whether GPx2 acts in a pro- or anticarcinogenic manner appears to depend on the state of the carcinogenic process.
KW  - Glutathionperoxidase-2 GPx2
KW  - Apoptose
KW  - Colonkrebs
KW  - Entzündung
KW  - Selen
KW  - glutathione peroxidase-2 GPx2
KW  - apoptosis
KW  - colon cancer
KW  - inflammation
KW  - selenium
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-50220
ER  - 
TY  - THES
A1  - Herold, Birgit
T1  - Prosodische Verarbeitung und lexikalische Entwicklung sehr untergewichtiger Frühgeborener während des ersten Lebensjahres
N2  - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung, ob die Frühgeburtlichkeit eine Auswirkung auf den Spracherwerb im ersten Lebensjahr hat. Insbesondere wurde der Frage nachgegangen, ob sich die Verarbeitung der rhythmisch-prosodischen Eigenschaften von Sprache im ersten Lebensjahr und deren weitere Ausnutzung für die Entwicklung des Lexikons bei sehr untergewichtigen Deutsch lernenden Frühgeborenen im Vergleich zu Reifgeborenen unterscheidet. Die besondere Spracherwerbssituation Frühgeborener liefert weitere Erkenntnisse bezüglich der Frage, inwieweit der frühe Spracherwerb durch prädeterminierte reifungsbedingte Mechanismen und Abläufe bestimmt wird und inwieweit dessen Verlauf und die relevanten Erwerbsmechanismen durch individuelle erfahrungsabhängige Faktoren beeinflusst werden. Damit liefern die Ergebnisse auch einen weiteren Beitrag zur Nature-Nurture-Diskussion.
N2  - This research addresses the question if and how premature birth effects language acquisition during the first year of life. In particular the study focus on whether prosodic processing of language and the utilization of this knowledge for the acquisition of the lexicon during the fist year of life differs between German learning very low birth weight infants and term born infants. The specific exposure and postnatal situation of premature infants provide insights on the determination of early language acquisition and processes, and on the determination of language acquisition and its relevant mechanisms by individual experience. The results contribute to the nature-nurture discussion.
T3  - Spektrum Patholinguistik - Schriften - 3 
KW  - Frühgeborene
KW  - sehr untergewichtige Frühgeborene
KW  - Spracherwerb
KW  - prosodische Verarbeitung
KW  - nature - nurture
KW  - Premature
KW  - very low birth weight (VLBW)
KW  - language acquisition
KW  - prosodic processing
KW  - nature – nurture
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-48517
SN  - 978-3-86956-107-3
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
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TY  - THES
A1  - Gause, Clemens
T1  - Das System der Strategie : ein Vergleich zwischen Strategien biologischer Systeme und militärischen Strategien ; eine Modellentwicklung
T1  - The system of strategy : a comparison between strategies of biological systems and military strategies ; a model development
N2  - Das vorliegende Buch vergleicht Strategien biologischer Systeme mit militärischen Strategien. Die zentrale Fragestellung ist dabei darauf gerichtet, ob es neben systemischen Gemeinsamkeiten auch gemeinsame oder ähnliche Strukturmuster und ähnliche Prozessabläufe beispielsweise sowohl im biologischen Abwehrmechanismus des Immunsystems und bei Insektenstaaten als auch bei Prozessen im Militär gibt. Vor diesem Hintergrund klaffen in der Theorie der Strategie, speziell in den Militärwissenschaften Lücken, denn der Systemansatz wird nicht konsequent beachtet, wie in diesem Buch mehrfach nachgewiesen ist. Von einem allgemeinen Verständnis der Strategie als bewusstem planerischem Vorgehen ist Abstand zu nehmen. Ausgehend von der Methode der Analogie und des Vergleichs wird im theoretischen Teil dieses Buches die Allgemeine Systemtheorie erläutert. Dabei werden der Begriff der Strategie ebenso wie die Begriffe Struktur und Prozess und Ansätze aus der Kriegsphilosophie von Clausewitz untersucht. Den Ausgangspunkt und schließlich auch wieder den Endpunkt der Überlegungen bilden neben dem notwendigen weiten Verständnis von Strategie, vor allem der Begriff der Organisation, ihrer Umwelt und der in diesem Zusammenhang bestehenden Wechselwirkung. Sowohl die Wechselwirkung von Umwelt und System als auch ihre Abhängigkeit durch strukturelle Kopplung werden beschrieben. Das Zusammenspiel und die daraus entstehende Komplexität der fünf Komponenten der Wahrnehmung, der Information und der Führung im Zusammenhang der Komponenten von Raum und Zeit in einem sozialen System lassen die klassische Ziel-Mittel-Zweck-Beziehung Clausewitz´scher Strategiedefinition verkürzt erscheinen. Anhand eines kurzen Rekurses der Methoden der Sozialen Netzwerkanalyse (SNA) wird der breite und tiefgehende Analyserahmen der Messung und Transparenzerreichung in Organisationen vorgestellt. Die SNA wird als Ausprägung der Netzwerk- und Graphentheorie, in die Allgemeine Systemtheorie integriert. Sie bildet eine zukunftsweisende Methode der Untersuchung von Netzwerken wie etwa dem Internet (Facebook, Xing etc.). Der aufgezeigte Theorierahmen bildet dabei zugleich eine Methode für den Systemvergleich und kann als Vorgehensmodell künftiger Strategieentwicklung genutzt werden. Der anschließende Systemvergleich wird mit mehreren Beispielen durchgeführt. Ausgehend von der Zelle als Grundeinheit werden Strukturen und Prozesse des Immunsystems mit solchen in militärischen Strukturen, weil sie im Lauf der Evolution enorme Leistungen in Reaktion, Anpassung und Optimierung vollbracht haben. Der Vergleich geht der Frage nach, ob in diesen Bereichen der Strategie und Organisation systemische Grundregeln existieren. Das Beispiel der Wechselwirkung zwischen Parasit und Wirt zeigt, dass jeder Fortschritt und Sieg angesichts der Systemeinbettung von Strategie nur relativ wirken kann. Die Analogie zwischen Viren und Bakterien sowie die Entwicklung des Begriffs der sozialen Mimikry führen zu einem erweiterten Verständnis der Strategie von Terroristen in sozialen Systemen. Verdeutlicht wird das Grundschema des Täuschens und Eindringens in Systeme sowie die Beeinflussung und Umsteuerung von Prozessen und Strukturen in einem System durch Kommunikation und Implementation von Codes. Am Beispiel des Immunsystems und der Bildung verschiedener Kommunikations- und Steuerungsmechanismen von Zellsystemen sowie Beispielen von Schwarmbildung und der Organisation sozialer Insekten werden eine Vielzahl heuristischer Hinweise für neue Ansätze für die Organisation von Streitkräften und ihrer Steuerung gefunden. Neben der Erarbeitung eines grundlegenden Strategiebegriffs anhand von Wahrnehmung und Selektion als Grundprozess der Erzeugung von Strategie wird eine differenzierte Betrachtung von Begriffen wie Redundanz und Robustheit sowie eine relativierende Sichtweise von Risiko, Gefahr und Schaden gewonnen. Der Vergleich mit dem Immunsystems zeigt einfache Beispiele der Informationsspeicherung und -übertragung, die zudem Bypassfähigkeiten sowie dezentrale Eskalations- und Deeskalationsprinzipien veranschaulichen. Dies eröffnet in Analogie dieser Prinzipien einen weiten Raum Sicherheitsarchitekturen zu überdenken und neu zu strukturieren. Zudem kann die räumliche Ausbreitung von Information und Kräften als ein gemeinsames Grundproblem der Entwicklung und Wirksamkeit von Strategien sowohl in der Natur, als auch im Militär identifiziert werden. Die Betrachtung zeigt zudem wie Zellen mit fehlgeleiteten Prozessen und Strukturen umgehen. Die Analogie deutet auf das Erfordernis einer Veränderung im Umgang mit Fehlern und ihrer Rückführ- und Umkehrbarkeit im weitesten Sinne. Das Buch eröffnet überdies ein neues Verständnis von Staat, Gewaltenteilung und Institutionen in einem sozialen System. Die Ergebnisse sind auch auf andere Forschungsbereiche, Organisationen und unterschiedlichste soziale Systeme übertragbar. Es eröffnet sich ein breites Anwendungsspektrum für künftige strategische Untersuchungen.
N2  - This book compares strategies of biological systems to military strategies. The central question is directed to whether there are systemic similarities, common or similar structures and similar patterns Processes, for example, both the biological defense mechanism Immune system and in insect societies as well as processes are in the military.
KW  - Strategie
KW  - System
KW  - Militär
KW  - Netzwerk
KW  - Biologie
KW  - strategy
KW  - system
KW  - military
KW  - network
KW  - biology
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-50068
ER  -