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Dicke Bretter bohren
(2009)
I. Ostdeutsche Unternehmen von Demografie spezifisch betroffen II. Analytische Aufarbeitung aus Sicht der Landesarbeitsmarktpolitik III. Alterung ja, „Überalterung“ nein, geringe Beschäftigung junger Jahrgänge IV. Differenzierungen nach Betriebsgrößen und beruflicher Tätigkeit V. Ersatzbedarf nach Wirtschaftszweigen sehr unterschiedlich VI. Noch relativ geringe Unterschiede zwischen Regionen VII. INNOPUNKT und mehr – demografische Themen gestalten
Demografischer Wandel
(2009)
Herausforderungen und Konsequenzen des demografischen Wandels für Kommunalpolitik und -verwaltung
(2009)
I. Demografischer Wandel II. Wandel in den Herausforderungen III. Schwierigkeiten und Handlungsempfehlungen III. 1. Geeignete Rahmenbedingungen „von oben“ III. 2. Mut zur Bescheidenheit III. 3. Wissen und Wissensvermittlung III. 4. Entwicklungsplanung III. 5. Organisation III. 6. Kommunikation und Kooperation
Das folgende Forschungsprojekt beschäftigt sich mit metakognitiven und motivationalen Fähigkeiten als Teilbereiche des selbstgesteuerten Lernens. Es untersucht den Nutzen und die Grenzen von Lerntagebüchern, die zugeschnitten wurden auf Grundschülerinnen und Grundschüler mit Migrationshintergrund. Das Ziel der Studie war es herauszufinden, ob und wie selbststeurungsbezogene Lernprozesse durch den Einsatz von Lerntagebüchern gemessen und verändert werden können. Hierzu führten 28 Grundschülerinnen und Grundschüler 14 Wochen lang während des Unterrichts ein halbstandardisiertes Lerntagebuch in Anlehnung an Wohland/Spinath (2004). Zur Messung von Veränderungen in metakognitiven und motivationalen Fähigkeiten füllten 43 Schülerinnen und Schüler zweier Experimentalgruppen und einer Kontrollgruppe vor und nach der Lerntagebuch-Intervention standardisierte Fragebögen aus. Weiterhin wurden die 28 Lerntagebücher der Experimentalgruppen inhalts- und prozessanalytisch ausgewertet. Außerdem wurden Interviews mit den Lehrkräften über ihre Unterrichtspraxis geführt und einige Schülerinnen und Schüler zu ihrer Wahrnehmung der Lerntagebucharbeit befragt. Die Ergebnisse der Analyse der Lerntagebuchdaten zeigen, dass die 28 Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund erfolgreich ihren Lernprozess bei der Bearbeitung einer Aufgabe verbalisierten. Sie haben weiterhin erfolgreich Vorhersagen über ihre Vorgehensweisen zur Lösung einer Aufgabe getroffen. Die Lerntagebücher unterstützten sie darin, ihre metakognitiven Erfahrungen (Efklides/Petkaki 2005) zu kalibrieren (Desoete/Roeyers 2006). Den Lernenden ist es gelungen, ihre Repräsentationen über das Lösen einer Aufgabe aufeinander (fein-) abzustimmen, während sie daran arbeiteten. Mit Hilfe von Zeitreihenanalysen konnte gezeigt werden, dass die Schülerinnen und Schüler die Fragen im Lerntagebuch gegen Ende der Intervention oberflächlicher beantworteten und die Lerntagebücher tendenziell weniger häufig ausgefüllt wurden (negative Trends). Eine Erklärung für die geringere Antworthäufigkeit, die zu negativen Verlaufskurven über die Zeit führten, könnte sein, dass die Instruktionsdichte durch den Mix an offenen und geschlossenen Fragen im Lerntagebuch zu hoch war. Die Lernenden haben sich möglicherweise so an die Fragen bzw. Antwortformate gewöhnt, dass die Motivation, in das Lerntagebuch zu schreiben, geringer wurde.
Inhalt: I. Demografische Ausgangsbefunde und Entwicklungsszenarien II. Ursachen, politische Reaktionen und Handlungsoptionen II. 1. Zu den Ursachen des demografischen Wandels II. 2. Politische Reaktionen und Handlungsoptionen III. Kommunale Handlungsfelder IV. Demografische „Krise“: Gefahr und Chance für die Kommunen
We consider an infinite system of non overlaping globules undergoing Brownian motions in R3. The term globules means that the objects we are dealing with are spherical, but with a radius which is random and time-dependent. The dynamics is modelized by an infinitedimensional Stochastic Differential Equation with local time. Existence and uniqueness of a strong solution is proven for such an equation with fixed deterministic initial condition. We also find a class of reversible measures.
Multitype branching processes and Feller diffusion processes are conditioned on very late extinction. The conditioned laws are expressed as Doob h-transforms of the unconditioned laws, and an interpretation of the conditioned paths for the branching process is given, via the immortal particle. We study different limits for the conditioned process (increasing delay of extinction, long-time behavior, scaling limit) and provide an exhaustive list of exchangeability results.
Zufällige Punktprozesse beschreiben eine (zufällige) zeitliche Abfolge von Ereignissen oder eine (zufällige) räumliche Anordnung von Objekten. Deren wichtigster Vertreter ist der Poissonprozess. Der Poissonprozess zum Intensitätsmaß, das Lebesgue-Maß ordnet jedem Gebiet sein Volumen zu, erzeugt lokal, d.h in einem beschränkten Gebiet B, gerade eine mit dem Volumen von B poissonverteilte Anzahl von Punkten, die identisch und unabhängig voneinander in B plaziert werden; im Mittel ist diese Anzahl (B). Ersetzt man durch ein Vielfaches a, so wird diese Anzahl mit dem a-fachen Mittelwert erzeugt. Poissonprozesse, die im gesamten Raum unendlich viele Punkte realisieren, enthalten bereits in einer einzigen Stichprobe genügend Informationen, um Statistik betreiben zu können: Bedingt man lokal bzgl. der Anzahl der Teilchen einer Stichprobe, so fragt man nach allen Punktprozessen, die eine solche Beobachtung hätten liefern können. Diese sind Limespunktprozesse zu dieser Beobachtung. Kommt mehr als einer in Frage, spricht man von einem Phasenübergang. Da die Menge dieser Limespunktprozesse konvex ist, fragt man nach deren Extremalpunkten, dem Rand. Im ersten Teil wird ein Poissonprozess für ein physikalisches Teilchenmodell für Bosonen konstruiert. Dieses erzeugt sogenannte Loops, das sind geschlossene Polygonzüge, die dadurch charakterisiert sind, dass man an einem Ort mit einem Punkt startet, den mit einem normalverteilten Schritt läuft und dabei nach einer gegebenen, aber zufälligen Anzahl von Schritten zum Ausgangspunkt zurückkehrt. Für verschiedene Beobachtungen von Stichproben werden zugehörige Limespunktprozesse diskutiert. Diese Beobachtungen umfassen etwa das Zählen der Loops gemäaß ihrer Länge, das Zählen der Loops insgesamt, oder das Zählen der von den Loops gemachten Schritte. Jede Wahl zieht eine charakteristische Struktur der invarianten Punktprozesse nach sich. In allen hiesigen Fällen wird ein charakteristischer Phasenübergang gezeigt und Extremalpunkte werden als spezielle Poissonprozesse identifiziert. Insbesondere wird gezeigt, wie die Wahl der Beobachtung die Länge der Loops beeinflusst. Geometrische Eigenschaften dieser Poissonprozesse sind der Gegenstand des zweiten Teils der Arbeit. Die Technik der Palmschen Verteilungen eines Punktprozesses erlaubt es, unter den unendlich vielen Loops einer Realisierung den typischen Loop herauszupicken, dessen Geometrie dann untersucht wird. Eigenschaften sind unter anderem die euklidische Länge eines Schrittes oder, nimmt man mehrere aufeinander folgende Schritte, das Volumen des von ihnen definierten Simplex. Weiterhin wird gezeigt, dass der Schwerpunkt eines typischen Loops normalverteilt ist mit einer festen Varianz. Der dritte und letzte Teil befasst sich mit der Konstruktion, den Eigenschaften und der Statistik eines neuartigen Punktprozesses, der Polyascher Summenprozess genannt wird. Seine Konstruktion verallgemeinert das Prinzip der Polyaschen Urne: Im Gegensatz zum Poissonprozess, der alle Punkte unabhängig und vor allem identisch verteilt, werden hier die Punkte nacheinander derart verteilt, dass der Ort, an dem ein Punkt plaziert wird, eine Belohnung auf die Wahrscheinlichkeit bekommt, nach der nachfolgende Punkte verteilt werden. Auf diese Weise baut der Polyasche Summenprozess "Türmchen", indem sich verschiedene Punkte am selben Ort stapeln. Es wird gezeigt, dass dennoch grundlegende Eigenschaften mit denjenigen des Poissonprozesses übereinstimmen, dazu gehören unendliche Teilbarkeit sowie Unabhängigkeit der Zuwächse. Zudem werden sein Laplace-Funktional sowie seine Palmsche Verteilung bestimmt. Letztere zeigt, dass die Höhe der Türmchen gerade geometrisch verteilt ist. Abschließend werden wiederum Statistiken, nun für den Summenprozess, diskutiert. Je nach Art der Beobachtung von der Stichprobe, etwa Anzahl, Gesamthöhe der Türmchen oder beides, gibt es in jedem der drei Fälle charakteristische Limespunktprozesse und es stellt sich heraus, dass die zugehörigen Extremalverteilungen wiederum Polyasche Summenprozesse sind.
We consider a class of infinite-dimensional diffusions where the interaction between the components is both spatial and temporal. We start the system from a Gibbs measure with finiterange uniformly bounded interaction. Under suitable conditions on the drift, we prove that there exists t0 > 0 such that the distribution at time t = t0 is a Gibbs measure with absolutely summable interaction. The main tool is a cluster expansion of both the initial interaction and certain time-reversed Girsanov factors coming from the dynamics.
Studying the influence of the updating scheme for MCMC algorithm on spatially extended models is a well known problem. For discrete-time interacting particle systems we study through simulations the effectiveness of a synchronous updating scheme versus the usual sequential one. We compare the speed of convergence of the associated Markov chains from the point of view of the time-to-coalescence arising in the coupling-from-the-past algorithm. Unlike the intuition, the synchronous updating scheme is not always the best one. The distribution of the time-to-coalescence for these spatially extended models is studied too.
Aus dem Inhalt: Einleitung Kapitel 1. Starke Gesetze der Grossen Zahlen 1. SGGZ unter Wachstumsbedingungen an die p-ten Momente 2. SGGZ für identisch verteilte Zufallsvariablen 3. SGGZ für Prozesse mit *-mixing-Eigenschaft Kapitel 2. Einführung zu diskreten (Sub-,Super-)Martingalen 1. Vorhersagbarkeit 2. gestoppte (Sub-,Super-)Martingale 3. Upcrossings 4. Konvergenzsätze 5. Doob-Zerlegung 6. Eine äquivalente Definition eines (Sub-)Martingals Kapitel 3. Martingale und gleichgradige Integrierbarkeit 1. Gleichmäßige(-f¨ormige,-gradige) Integrierbarkeit 2. gleichgradig integrierbare Martingale Kapitel 4. Martingale und das SGGZ Kapitel 5.”reversed“ (Sub-,Super-)Martingale 1. Konvergenzsätze Kapitel 6. (Sub-,Super-)Martingale mit gerichteter Indexmenge 1. Äquivalente Formulierung eines (Sub-)Martingals 2. Konvergenzsätze Kapitel 7. Quasimartingale,Amarts und Semiamarts 1. Konvergenzsätze 2. Riesz-Zerlegung 3. Doob-Zerlegung Kapitel 8. Amarts und das SGGZ Kapitel 9.”reversed“ Amarts und Semiamarts 1. Konvergenzsätze 2.”Aufwärts“- gegen ”Abwärts“-Adaptiertheit 3. Riesz-Zerlegung 4. Stabilitätsanalyse Kapitel 10. Amarts mit gerichteter Indexmenge 1. Konvergenzsätze 2. Riesz-Zerlegung Anhang A. zur Existenz einer Folge unabhängiger Zufallsvariablen B. Konvergenz
Complex network theory provides an elegant and powerful framework to statistically investigate the topology of local and long range dynamical interrelationships, i.e., teleconnections, in the climate system. Employing a refined methodology relying on linear and nonlinear measures of time series analysis, the intricate correlation structure within a multivariate climatological data set is cast into network form. Within this graph theoretical framework, vertices are identified with grid points taken from the data set representing a region on the the Earth's surface, and edges correspond to strong statistical interrelationships between the dynamics on pairs of grid points. The resulting climate networks are neither perfectly regular nor completely random, but display the intriguing and nontrivial characteristics of complexity commonly found in real world networks such as the internet, citation and acquaintance networks, food webs and cortical networks in the mammalian brain. Among other interesting properties, climate networks exhibit the "small-world" effect and possess a broad degree distribution with dominating super-nodes as well as a pronounced community structure. We have performed an extensive and detailed graph theoretical analysis of climate networks on the global topological scale focussing on the flow and centrality measure betweenness which is locally defined at each vertex, but includes global topological information by relying on the distribution of shortest paths between all pairs of vertices in the network. The betweenness centrality field reveals a rich internal structure in complex climate networks constructed from reanalysis and atmosphere-ocean coupled general circulation model (AOGCM) surface air temperature data. Our novel approach uncovers an elaborately woven meta-network of highly localized channels of strong dynamical information flow, that we relate to global surface ocean currents and dub the backbone of the climate network in analogy to the homonymous data highways of the internet. This finding points to a major role of the oceanic surface circulation in coupling and stabilizing the global temperature field in the long term mean (140 years for the model run and 60 years for reanalysis data). Carefully comparing the backbone structures detected in climate networks constructed using linear Pearson correlation and nonlinear mutual information, we argue that the high sensitivity of betweenness with respect to small changes in network structure may allow to detect the footprints of strongly nonlinear physical interactions in the climate system. The results presented in this thesis are thoroughly founded and substantiated using a hierarchy of statistical significance tests on the level of time series and networks, i.e., by tests based on time series surrogates as well as network surrogates. This is particularly relevant when working with real world data. Specifically, we developed new types of network surrogates to include the additional constraints imposed by the spatial embedding of vertices in a climate network. Our methodology is of potential interest for a broad audience within the physics community and various applied fields, because it is universal in the sense of being valid for any spatially extended dynamical system. It can help to understand the localized flow of dynamical information in any such system by combining multivariate time series analysis, a complex network approach and the information flow measure betweenness centrality. Possible fields of application include fluid dynamics (turbulence), plasma physics and biological physics (population models, neural networks, cell models). Furthermore, the climate network approach is equally relevant for experimental data as well as model simulations and hence introduces a novel perspective on model evaluation and data driven model building. Our work is timely in the context of the current debate on climate change within the scientific community, since it allows to assess from a new perspective the regional vulnerability and stability of the climate system while relying on global and not only on regional knowledge. The methodology developed in this thesis hence has the potential to substantially contribute to the understanding of the local effect of extreme events and tipping points in the earth system within a holistic global framework.
Transitional Justice bezeichnet staatliche Anstrengungen um vergangene Menschenrechtsverletzungen am Ende von Represionen aufzuarbeiten. Reparationszahlungen an die Opfer, die eines der Hauptinstrumente staatlicher Aufarbeitung darstellen können, blieben in der Transitional Justice-Literatur vergleichweise unerforscht. Dieses Buch versucht diese Lücke zu schließen und fragt, warum manche Staaten solche Programme eingeleitet haben, während andere junge Demokratien darauf verzichteten. Dabei setzt sie Reparationszahlungen in den Kontext anderer Transitional Justice-Maßnahmen und greift gleichzeitig zwei Haupterklärungsansätze für gerichtliche Verfahren und Wahrheitskommissionen auf. In diesem Zusammenhang ist die Frage, inwieweit Transitional Justice aus moralischer Überzeugung oder aus taktischem Kalkül der neuen Eliten eingeleitet wurde. In dem die Arbeit diese Frage am Beispiel der Zahlung von Entschädigungsleistungen diskutiert, kann sie auch Aussagen darüber machen, wie valide die bestehenden Erklärungsansätze für Transitional Justice sind. Anhand der südamerikanischen Regimewechsel in den 1980ern wird aufgezeigt, dass Reparationszahlungen oft zur Legitimation von Amnestien verwendet wurden. Wenn Täter und Opfer relativ starkes Drohpotential besaßen, versuchten Regierungen den Opfern durch Entschädigung entgegenzukommen um Amnestien für die Täter bei gleichzeitiger Anerkennung der Taten zu rechtfertigen. Entschädigungszahlungen wurden somit oft aus strategischen Erwägungen geleistet, was man bei der normativen Bewertung dieser Programme berücksichtigen sollte.
Inhalt 1. Einleitung 2. Die historische Entwicklung der Wohlfahrtsregime in Lateinamerika 3. Strukturen und zentrale Charakteristika lateinamerikanischer Wohlfahrtsproduktion 3.1 Ausgewählte Entwicklungspfade lateinamerikanischer Wohlfahrtsstaaten 3.2. Lateinamerika – ein Wohlfahrtsregime? 4. Exkurs: Wohlfahrtsregime und Geschlechterverhältnisse in Lateinamerika 5. Exkurs: Bildung in Lateinamerika und Wohlfahrtsregime 6. Zusammenfassung Literatur
One of the main issues with the use of nickel titanium alloy (NiTi) implants in cardiovascular implants (stents) is that these devices must be of very high quality in order to avoid subsequent operations due to failing stents. For small stents with diameters below ca. 2 mm, however, stent characterization is not straightforward. One of the main problems is that there are virtually no methods to characterize the interior of the NiTi tubes used for fabrication of these tiny stents. The current paper reports on a robust hybrid actuator for the characterization of NiTi tubes prior to stent fabrication. The method is based on a polymer/hydrogel/magnetic nanoparticle hybrid material and allows for the determination of the inner diameter at virtually all places in the raw NiTi tubes. Knowledge of the inner structure of the raw NiTi tubes is crucial to avoid regions that are not hollow or regions that are likely to fail due to defects inside the raw tube. The actuator enables close contact of a magnetic polymer film with the inner NiTi tube surface. The magnetic signal can be detected from outside and be used for a direct mapping of the tube interior. As a result, it is possible to detect critical regions prior to expensive and slow stent fabrication processes.
‘Heterosis’ is a term used in genetics and breeding referring to hybrid vigour or the superiority of hybrids over their parents in terms of traits such as size, growth rate, biomass, fertility, yield, nutrient content, disease resistance or tolerance to abiotic and abiotic stress. Parental plants which are two different inbred (pure) lines that have desired traits are crossed to obtain hybrids. Maximum heterosis is observed in the first generation (F1) of crosses. Heterosis has been utilised in plant and animal breeding programs for at least 90 years: by the end of the 21st century, 65% of worldwide maize production was hybrid-based. Generally, it is believed that an understanding of the molecular basis of heterosis will allow the creation of new superior genotypes which could either be used directly as F1 hybrids or form the basis for the future breeding selection programmes. Two selected accessions of a research model plant Arabidopsis thaliana (thale cress) were crossed to obtain hybrids. These typically exhibited a 60-80% increase of biomass when compared to the average weight of both parents. This PhD project focused on investigating the role of selected regulatory genes given their potentially key involvement in heterosis. In the first part of the project, the most appropriate developmental stage for this heterosis study was determined by metabolite level measurements and growth observations in parents and hybrids. At the selected stage, around 60 candidate regulatory genes (i.e. differentially expressed in hybrids when compared to parents) were identified. Of these, the majority were transcription factors, genes that coordinate the expression of other genes. Subsequent expression analyses of the candidate genes in biomass-heterotic hybrids of other Arabidopsis accessions revealed a differential expression in a gene subset, highlighting their relevance for heterosis. Moreover, a fraction of the candidate regulatory genes were found within DNA regions closely linked to the genes that underlie the biomass or growth heterosis. Additional analyses to validate the role of selected candidate regulatory genes in heterosis appeared insufficient to establish their role in heterosis. This uncovered a need for using novel approaches as discussed in the thesis. Taken together, the work provided an insight into studies on the molecular mechanisms underlying heterosis. Although studies on heterosis date back to more than one hundred years, this project as many others revealed that more investigations will be needed to uncover this phenomenon.
Dieses Buch stellt das Institut für Internationale Beziehungen (IIB) in Potsdam-Babelsberg von seiner Gründung in den 1950er Jahren bis zu seiner Auflösung im Jahre 1990 dar. Zeitzeugen analysieren die Rolle des Instituts im politischen System, beschreiben seine Strukturen und Aufgaben in Forschung und Lehre und diskutieren Defizite und Leistungen dieser außenpolitischen Institution der DDR.
Der Augsburger Soziologe Hans-Jürgen Frieß analysiert sowohl aus politologischer als auch soziologischer Sicht das politische Regime Kubas. Im Fokus steht die Frage der politischen Stabilität. Der Autor diskutiert die politischen, historischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen der Macht Fidel Castros. Der zeitliche Schwerpunkt der Analyse liegt in den Jahren von 1990 bis 2006, wobei auch vorherige Entwicklungen beleuchtet werden. Das Buch basiert auf einer Dissertation, die 2008 an der Universität Augsburg erfolgreich verteidigt wurde.
Siebzehn Beiträge aus drei Schwerpunktbereichen der soziologischen und historischen Forschungen des polnischen Soziologen Andrzej Sakson, Direktor des Instytut Zachodni in Posen, sind in diesem zehnten PTB zusammengefasst: zu deutsch-polnischen Beziehungen, zu den Minderheiten in Polen und Deutschland sowie zur Migration in Europas Geschichte und Gegenwart. Der Band bietet zugleich einen spannenden Einblick in das zeitgenössische Denken eines der führenden Soziologen Polens.
Myrmecochory, i.e. dispersal of seeds by ants towards and around their nests, plays an important role in temperate forests. Yet hardly any study has examined plant population spread over several years and the underlying joint contribution of a hierarchy of dispersal modes and plant demography. We used a seed-sowing approach with three replicates to examine colonization patterns of Melampyrum pratense, an annual myrmecochorous herb, in a mixed Scots pine forest in northeastern Germany. Using a spatially explicit individualbased (SEIB) model population patterns over 4 years were explained by short-distance transport of seeds by small ant species with high nest densities, resulting in random spread. However, plant distributions in the field after another 4 years were clearly deviating from model predictions. Mean annual spread rate increased from 0.9 m to 5.1 m per year, with a clear inhomogeneous component. Obviously, after a lag-phase of several years, non-random seed dispersal by large red wood ants (Formica rufa) was determining the species’ spread, thus resulting in stratified dispersal due to interactions with different-sized ant species. Hypotheses on stratified dispersal, on dispersal lag, and on non-random dispersal were verified using an extended SEIB model, by comparison of model outputs with field patterns (individual numbers, population areas, and maximum distances). Dispersal towards red wood ant nests together with seed loss during transport and redistribution around nests were essential features of the model extension. The observed lag-phase in the initiation of non-random, medium-distance transport was probably due to a change of ant behaviour towards a new food source of increasing importance, being a meaningful example for a lag-phase in local plant species invasion. The results demonstrate that field studies should check model predictions wherever possible. Future research will show whether or not the M. pratense–ant system is representative for migration patterns of similar animal dispersal systems after having crossed range edges by long-distance dispersal events.
Schülerfirmen zeugen von der Innovationsfähigkeit der Schulen. Sie lassen auf Veränderungen des Unterrichts und des Selbstverständnisses von Schule und Kollegien schließen, denn sie stehen im Kontrast zum traditionellen Fachunterricht. Ihre Existenz sagt allerdings relativ wenig über die damit verbundene Qualität aus. So ist zu klären, welche Intentionen mit Qualitätssicherung verbunden sind. Darüber hinaus wird ein Qualitätsraster mit Indikatoren zur Analyse der Entwicklungsprozesse für Schülerfirmen zur Diskussion gestellt.
Schülerfirmen haben im Bereich Arbeitslehre in jüngster Zeit an Bedeutung gewonnen. Die Autoren stellen im Basisartikel des vorliegenden Heftes Lernen. Gewinn verschiedene Formen von Schülerfirmen vor und erläutern Probleme bei der Sicherung der Lernqualität. Diese beziehen sich einerseits auf die optimale Förderung arbeitsrelevanter Basiskompetenzen der Schüler und andererseits auf das Erreichen der curricularen Ziele der Arbeitslehre, insbesondere hinsichtlich der technischen und ökonomischen Bildung sowie der Berufsorientierung. Zur Optimierung sind Lehrplankorrekturen, weitere Erfahrungen mit Schülerfirmen und die Unterstützung der Fachdidaktik notwendig. Wichtig sind zudem eine kollegiale Kooperation und Vernetzung an den Lernorten. Die Verfasser führen darüber hinaus in die Beiträge des vorliegenden Heftes ein.
Die in den Materialien thematisierte Schülerfirma Pausenschmaus wurde als Prototyp für Lehr- und Lernzwecke modelliert. Die didaktische Modellvorstellung beruht auf Analysen existierender Schülerfirmen und bezieht sich auf die Forumsbeiträge zur Qualitätssicherung in diesem Heft. Das Material gibt einerseits für den Unterricht wie für Lehrerfortbildung einen exemplarischen Orientierungsrahmen zur Gestaltung eigener Schülerfirmen, anderseits ist es Grundlage für komplexe Aufgabenstellungen zur arbeitsorientierten Bildung, wie sie im gesonderten Beitrag am Beispiel eines konkreten unternehmerischen Problems ausgeführt werden. Die Darstellungen im Material sind situativ angelegt, um somit Schülerinnen und Schüler an Prozesse und Strukturen von Unternehmen und damit befassten betrieblichen Funktionen heranzuführen. Das Modellunternehmen hat einen Schwerpunkt im Catering.
The activity of vacuolar H+-ATPase (V-ATPase) in the apical membrane of blowfly (Calliphora vicina) salivary glands is regulated by the neurohormone serotonin (5-HT). 5-HT induces, via protein kinase A, the phosphorylation of V-ATPase subunit C and the assembly of V-ATPase holoenzymes. The protein phosphatase responsible for the dephosphorylation of subunit C and V-ATPase inactivation is not as yet known. We show here that inhibitors of protein phosphatases PP1 and PP2A (tautomycin, ocadaic acid) and PP2B (cyclosporin A, FK-506) do not prevent V-ATPase deactivation and dephosphorylation of subunit C. A decrease in the intracellular Mg2+ level caused by loading secretory cells with EDTA-AM leads to the activation of proton pumping in the absence of 5-HT, prolongs the 5-HT-induced response in proton pumping, and inhibits the dephosphorylation of subunit C. Thus, the deactivation of V-ATPase is most probably mediated by a protein phosphatase that is insensitive to okadaic acid and that requires Mg2+, namely, a member of the PP2C protein family. By molecular biological techniques, we demonstrate the expression of at least two PP2C protein family members in blowfly salivary glands. © 2009 Wiley Periodicals, Inc.
The phenolamines octopamine and tyramine control, regulate, and modulate many physiological and behavioral processes in invertebrates. Vertebrates possess only small amounts of both substances, and thus, octopamine and tyramine, together with other biogenic amines, are referred to as “trace amines.” Biogenic amines evoke cellular responses by activating G-protein-coupled receptors. We have isolated a complementary DNA (cDNA) that encodes a biogenic amine receptor from the American cockroach Periplaneta americana, viz., Peatyr1, which shares high sequence similarity to members of the invertebrate tyramine-receptor family. The PeaTYR1 receptor was stably expressed in human embryonic kidney (HEK) 293 cells, and its ligand response has been examined. Receptor activation with tyramine reduces adenylyl cyclase activity in a dose-dependent manner (EC50 350 nM). The inhibitory effect of tyramine is abolished by co-incubation with either yohimbine or chlorpromazine. Receptor expression has been investigated by reverse transcription polymerase chain reaction and immunocytochemistry. The mRNA is present in various tissues including brain, salivary glands, midgut, Malpighian tubules, and leg muscles. The effect of tyramine on salivary gland acinar cells has been investigated by intracellular recordings, which have revealed excitatory presynaptic actions of tyramine. This study marks the first comprehensive molecular, pharmacological, and functional characterization of a tyramine receptor in the cockroach.
Trying to do two things at once decreases performance of one or both tasks in many cases compared to the situation when one performs each task by itself. The present thesis deals with the question why and in which cases these dual-task costs emerge and moreover, whether there are cases in which people are able to process two cognitive tasks at the same time without costs. In four experiments the influence of stimulus-response (S-R) compatibility, S-R modality pairings, interindividual differences, and practice on parallel processing ability of two tasks are examined. Results show that parallel processing is possible. Nevertheless, dual-task costs emerge when: the personal processing strategy is serial, the two tasks have not been practiced together, S-R compatibility of both tasks is low (e.g. when a left target has to be responded with a right key press and in the other task an auditorily presented “A” has to be responded by saying “B”), and modality pairings of both tasks are Non Standard (i.e., visual-spatial stimuli are responded vocally whereas auditory-verbal stimuli are responded manually). Results are explained with respect to executive-based (S-R compatibility) and content-based crosstalk (S-R modality pairings) between tasks. Finally, an alternative information processing account with respect to the central stage of response selection (i.e., the translation of the stimulus to the response) is presented.
1. Problemstellung und Relevanz des Themas Die deutsche Hochschullandschaft hat in den letzten Jahren zahlreiche Veränderungen bewältigen müssen und steht weiterhin großen Herausforderungen gegenüber, durch welche sich zunehmend wettbewerbsähnliche Merkmale in diesem Sektor verfestigen: • Umstellung auf international vergleichbare Studiengänge • Neuregelung der Studienplatzvergabe • Einführung von Studiengebühren in einigen Bundesländern • Leistungsindikatoren zur Verteilung der staatlichen Haushaltsmittel • Demographischer Wandel Eine Bildungseinrichtung besitzt mehrere Anspruchsgruppen: die Studierenden, welche Bildungsleistungen nachfragen, den Staat, der für die Leistungen zahlt, die Öffentlichkeit, die an Grundlagenforschungen interessiert ist und schließlich die Wirtschaft, die Absolventen rekrutiert (vgl. Berthold, C. 2001, S.431). Die Hochschulen befinden sich untereinander verstärkt im Wettbewerb um qualifizierte (und ggf. zahlungswillige) Studierende, um finanzielle Mittel vom Staat oder aus der Privatwirtschaft und um renommierte Wissenschaftler. Hochschulen müssen sich nun den veränderten Bedingungen anpassen, um auch weiterhin im nationalen und internationalen Wettbewerb überlebensfähig zu bleiben. Grundsätzlich kann sich hierbei an in der Privatwirtschaft erfolgreich eingesetzten Marketinginstrumenten orientiert werden. 2. Zielsetzung und Aufbau der Arbeit Nach einer Analyse der oben genannten Rahmenbedingungen, wird im ersten Teil dieser Arbeit gezeigt, welche Erkenntnisse aus dem Marketing auf Hochschulen übertragen werden können. Dabei werden sowohl strategische Fragen beleuchtet als auch die Instrumente des Marketing-Mix vorgestellt. In einer anschließenden Untersuchung wurden Faktoren bestimmt, welche sich positiv auf den Entwicklungsstand von Marketingaktivitäten an Hochschulen auswirken. Dabei konnten - beispielhaft für die Region Berlin/Brandenburg - sechs verschiedene Hochschultypen identifiziert werden. Diese weisen, in Abhängigkeit der verschiedenen Eigenschaften der jeweiligen Institutionen, einen unterschiedlichen Entwicklungsstand oder ein anderes Verständnis von Hochschulmarketing auf. Aufgrund dessen erscheinen für sie jeweils andere Marketingstrategien empfehlenswert. Die größte Rolle für den differenzierten Status quo im Hochschulmarketing an Berliner und Brandenburger Hochschulen spielt die Stärke des äußeren Drucks unter dem sich die Hochschule befindet, um ihre Auslastung und die notwendige finanzielle Ausstattung sicherzustellen. Ferner unterscheiden sich die Hochschulleitungen erheblich in ihrem Engagement und der Bereitschaft, diesen Herausforderungen mit Marketinginstrumenten zu begegnen. Trotz der gestiegenen Anzahl von Beiträgen zur Notwendigkeit der Einführung von ökonomischen Überlegungen auch im Hochschulmanagement gibt es viele Kritiker, die ein Ende der Freiheit für Forschung und Lehre prophezeien, wenn der Marketing-Gedanke verstärkt auch an Bildungseinrichtungen Einzug hält. Unumstritten ist, dass Managementansätze aus der privaten Wirtschaft nicht ohne weiteres auf eine Hochschule adaptiert werden können. Wahrscheinlich besteht jedoch die größere Gefahr für Freiheit und Erfolg von Forschung und Lehre in der Missachtung dieser aktuellen Tendenzen (vgl. Tutt 2006, S. 171)!
20 Jahre sind mittlerweile vergangen seit die friedliche Protestbewegung zur Abdankung des alten Regimes der Deutschen Demokratischen Republik führte. Im darauf folgenden Jahre kam es zur Wiedervereinigung der beiden deutschen Staaten. Der anschließende Transformationsprozess ist aufgrund der besonderen Umstände in Deutschland einzigartig unter den ehemaligen sozialistischen Staaten Mittel- und Osteuropas. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Transformation des Verarbeitenden Gewerbes in den Bundesländern Berlin und Brandenburg. Mit der Wiedervereinigung der beiden deutschen Staaten veränderte sich die Situation für die Betriebe im ehemals sozialistischen Teil auf dramatische Weise. Die Auswirkungen werden anhand von Makro- und Mikrodaten analysiert. Untersuchungsgegenstände sind verschiedene ökonomische Indikatoren, wie Zahl von Betrieben und Arbeitsplätzen, Strukturen (nach Größe und Branchen), Umsätze (im In- und Ausland) sowie Investitionen. Der Vergleich von Brandenburg und Ostberlin mit Westberlin bietet dabei die Möglichkeit, Aufschluss über den erreichten Stand des Transformationsprozesses zu erhalten. Die Datenbasis dieser Arbeit besteht neben Angaben aus der Volkswirtschaftlichen Gesamtrechnung der Länder aus verschiedenen betriebsbasierten Erhebungen der amtlichen Statistik. Der Beobachtungszeitraum umfasst dabei die Jahre 1991 bis 2005. Zur Analyse von Betriebs- und Beschäftigungszahlen und ihrer Dynamik steht sogar eine Totalerhebung für die Jahre 1991 bis 2000 zur Verfügung. Ein besonderer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Rolle der Exporte für die betriebliche Entwicklung. Die deutsche Wirtschaftspolitik fördert Unternehmen bei ihrem Schritt auf ausländische Märkte, da man sich von Exporten eine Wachstumsstimulation erhofft. Damit eine solche Förderung auch langfristige positive Effekte entfalten kann, muss einerseits der Export positiven Einfluss auf das Produktivitätswachstum des betreffenden Betriebes haben, und andererseits muss das Exportverhalten eine gewisse Persistenz aufweisen. Beide Bedingungen werden innerhalb der Arbeit detailliert untersucht.
rezensierte Werke: Bachmann, Cordula: Kleidung und Geschlecht : Ethnographische Erkundungen einer Alltagspraxis / Cordula Bachmann. - Bielefeld : transcript Verlag, 2008. - 154 S. ISBN 978-3-89942-920-6 Pape, Cora von: Kunstkleider : die Präsenz des Körpers in textilen Kunst-Objekten des 20. Jahrhunderts / Cora von Pape. - Bielefeld : transcript Verlag, 2008. - 225 S. ISBN 978-3-89942-825-4 Zwei neue Studien widmen sich dem Verhältnis von Kleidung und Geschlecht beziehungsweise Kleidung und Körper. Wie Frauen und Männer in ihrer alltäglichen Praxis des ‚Sich-Kleidens‘ mit den modischen Erscheinungsbildern von Männlichkeit oder Weiblichkeit umgehen, untersucht die Kulturwissenschaftlerin Cordula Bachmann. Sie wertet aktuelle Interviews zum Kleidungsverhalten von Frauen und Männern aus und rückt dabei die Perspektive der Handelnden, die das alltägliche ‚Sich-Kleiden‘ als eine primäre soziale Anforderung zu lösen haben, ins Zentrum des Interesses. Den aufsehenerregenden künstlerischen Umgang mit Kleidung in Form von textilen Kunstobjekten, die sich mit dem menschlichen Körper befassen und der Art und Weise, wie er mittels Kleidung und Textilien repräsentiert oder transformiert wird, untersucht die Kunsthistorikerin Cora von Pape. Das alltägliche weibliche Chaos des Sich-Ankleidens angesichts der täglichen Herausforderung, sich bei der Entscheidung für oder gegen ein Kleid, sich auch für oder gegen eine Frauenrolle entscheiden zu müssen, das in den von Bachmann ausgewerteten Interviews thematisiert wird, scheint auch in den Performances oder textilen Kunstobjekten vieler von Cordula von Pape vorgestellten Künstlerinnen der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts auf, allerdings künstlerisch-experimentell bearbeitet in eindrucksvollen (Selbst-)Inszenierungen, die der gewaltigen Symbolik des Sich-Ankleidens, der Kleider als Körperhüllen oder Reliquien, die an die Stelle des verschwundenen Körpers treten, auf den Grund gehen.
Many cellular processes require decision making mechanisms, which must act reliably even in the unavoidable presence of substantial amounts of noise. However, the multistable genetic switches that underlie most decision-making processes are dominated by fluctuations that can induce random jumps between alternative cellular states. Here we show, via theoretical modeling of a population of noise-driven bistable genetic switches, that reliable timing of decision-making processes can be accomplished for large enough population sizes, as long as cells are globally coupled by chemical means. In the light of these results, we conjecture that cell proliferation, in the presence of cell-cell communication, could provide a mechanism for reliable decision making in the presence of noise, by triggering cellular transitions only when the whole cell population reaches a certain size. In other words , the summation performed by the cell population would average out the noise and reduce its detrimental impact.
Background: Biological systems adapt to changing environments by reorganizing their cellula r and physiological program with metabolites representing one important response level. Different stresses lead to both conserved and specific responses on the metabolite level which should be reflected in the underl ying metabolic network. Methodology/Principal Findings: Starting from experimental data obtained by a GC-MS based high-throughput metabolic profiling technology we here develop an approach that: (1) extracts network representations from metabolic conditiondependent data by using pairwise correlations, (2) determines the sets of stable and condition-dependent correlations based on a combination of statistical significance and homogeneity tests, and (3) can identify metabolites related to the stress response, which goes beyond simple ob servation s about the changes of metabolic concentrations. The approach was tested with Escherichia colias a model organism observed under four different environmental stress conditions (cold stress, heat stress, oxidative stress, lactose diau xie) and control unperturbed conditions. By constructing the stable network component, which displays a scale free topology and small-world characteristics, we demonstrated that: (1) metabolite hubs in this reconstructed correlation networks are significantly enriched for those contained in biochemical networks such as EcoCyc, (2) particular components of the stable network are enriched for functionally related biochemical path ways, and (3) ind ependently of the response scale, based on their importance in the reorganization of the cor relation network a set of metabolites can be identified which represent hypothetical candidates for adjusting to a stress-specific response. Conclusions/Significance: Network-based tools allowed the identification of stress-dependent and general metabolic correlation networks. This correlation-network-ba sed approach does not rely on major changes in concentration to identify metabolites important for st ress adaptation, but rather on the changes in network properties with respect to metabolites. This should represent a useful complementary technique in addition to more classical approaches.
Rain fall-runoff response in temperate humid headwater catchments is mainly controlled by hydrolo gical processes at the hillslope scale. Applied tracer experiments with fluore scent dye and salt tracers are well known tools in groundwater studies at the large scale and vadose zone studies at the plot scale, where they provide a means to characterise subsurface flow. We extend this approach to the hillslope scale to investigate saturated and unsaturated flow path s concertedly at a forested hill slope in the Austrian Alps. Dye staining experiments at the plot scale revealed that crack s and soil pipe s function as preferential flow path s in the fine-textured soils of the study area, and these preferenti al flow structures were active in fast subsurface transport of tracers at the hillslope scale. Breakthrough curves obtained under steady flow conditions could be fitted well to a one-dimensional convection-dispersion model. Under natural rain fall a positive correlation of tracer concentrations to the transient flows was observed. The results of this study demon strate qualitative and quantitative effects of preferential flow feature s on subsurface stormflow in a temperate humid headwater catchment. It turn s out that , at the hill slope scale, the interaction s of structures and processes are intrinsically complex, which implies that attempts to model such a hillslope satisfactorily require detailed investigation s of effective structures and parameters at the scale of interest.
Normal aging is associated with a decline in different cognitive domains and local structural atrophy as well as decreases in dopamine concentration and receptor density. To date, it is largely unknown how these reductions in dopaminergic neurotransmission affect human brain regions responsible for reward-based decision making in older adults. Using a learning criterion in a probabilistic object reversal task, we found a learning stage by age interaction in the dorsolateral prefrontal cortex (dIPFC) during decision making. While young adults recruited the dlPFC in an early stage of learning reward associations, older adults recruited the dlPFC when reward associations had already been learned. Furthermore, we found a reduced change in ventral striatal BOLD signal in older as compared to younger adults in response to high probability rewards. Our data are in line with behavioral evidence that older adults show altered stimulus-reward learning and support the view of an altered fronto-striatal interaction during reward-based decision making in old age, which contributes to prolonged learning of reward associations.
The study of non-coding RNA genes has received increased attention in recent years fuelled by accumulating evidence that larger portions of genomes than previously acknowledged are transcribed into RNA molecules of mostly unknown function, as well as the discovery of novel non-coding RNA types and functional RNA elements. Here, we demonstrate that specific properties of graphs that represent the predicted RNA secondary structure reflect functional information. We introduce a computational algorithm and an associated web-based tool (GraPPLE) for classifying non-coding RNA molecules as functional and, furthermore, into Rfam families based on their graph properties. Unlike sequence-similarity-based methods and covariance models, GraPPLE is demonstrated to be more robust with regard to increasing sequence divergence, and when combined with existing methods, leads to a significant improvement of prediction accuracy. Furthermore, graph properties identified as most informative are shown to provide an understanding as to what particular structural features render RNA molecules functional. Thus, GraPPLE may offer a valuable computational filtering tool to identify potentially interesting RNA molecules among large candidate datasets.
A macro-tidal freshwater ecosystem recovering from hypereutrophication : the Schelde lease study
(2009)
We report a 40 year record of eutrophication and hypoxia on an estuarine ecosystem and its recovery from hypereutrophication. After decades of high inorganic nutrient concentrations and recurring anoxia and hypoxia, we observe a paradoxical increase in chlorophyll-a concentrations with decreasing nutrient inputs. We hypothesise that algal growth was inhibited due to hypereutrophication, either by elevated ammonium concentrations, severe hypoxia or the production of harmful substances in such a reduced environment. We study the dynamics of a simple but realistic mathematical model, incorporating the assumption of algal growth inhibition. It shows a high algal biomass, net oxygen production equilibrium with low ammonia inputs, and a low algal biomass, net oxygen consumption equilibrium with high ammonia inputs. At intermediate ammonia inputs it displays two alternative stable states. Although not intentional, the numerical output of this model corresponds to observations, giving extra support for assumption of algal growth inhibition. Due to potential algal growth inhibition, the recovery of hypereutrophied systems towards a classical eutrophied state, will need reduction of waste loads below certain thresholds and will be accompanied by large fluctuations in oxygen concentrations. We conclude that also flow-through systems, heavily influenced by external forcings which partly mask internal system dynamics, can display multiple stable states.
Background: Multidirectional interactions in social networks can have a profound effect on mate choice behavior; e.g., Poecilia mexicana males show weaker expression of mating preferences when being observed by a rival. This may be an adaptation to reduce sperm competition risk, which arises because commonly preferred female phenotypes will receive attention also from surrounding males, and/or because other males can copy the focal male's mate choice. Do P. mexicana males indeed respond to perceived sperm competition risk? We gave males a choice between two females and repeated the tests under one of the following conditions: (1) an empty transparent cylinder was presented (control); (2) another ("audience") male inside the cylinder observed the focal male throughout the 2nd part, or (3) the audience male was presented only before the tests, but could not eavesdrop during the actual choice tests (non-specific sperm competition risk treatments); (4) the focal male could see a rival male interact sexually with the previously preferred, or (5) with the non-preferred female before the 2nd part of the tests (specific sperm competition risk treatments). Results: The strength of individual male preferences declined slightly also during the control treatment (1). However, this decrease was more than two-fold stronger in audience treatment (2), i.e., with non-specific sperm competition risk including the possibility for visual eavesdropping by the audience male. No audience effect was found in treatments (3) and (5), but a weak effect was also observed when the focal male had seen the previously preferred female sexually interact with a rival male (treatment 4; specific sperm competition risk). Conclusion: When comparing the two 'non-specific sperm competition risk' treatments, a very strong effect was found only when the audience male could actually observe the focal male during mate choice [treatment (2)]. This suggests that focal males indeed attempt to conceal their mating preferences so as to prevent surrounding males from copying their mate choice. When there is no potential for eavesdropping [treatment (3)], non-specific specific sperm competition risk seems to play a minor or no role. Our results also show that P. mexicana males tend to share their mating effort more equally among females when the resource value of their previously preferred mate decreases after mating with a rival male (perceived specific sperm competition risk), but this effect is comparatively weak.
Background: Hybrids represent a cornerstone in the success story of breeding programs. The fundamental principle underlying this success is the phenomenon of hybrid vigour, or heterosis. It describes an advantage of the offspring as compared to the two parental lines with respect to parameters such as growth and resistance against abiotic or biotic stress. Dominance, overdominance or epistasis based models are commonly used explanations. Conclusion/Significance: The heterosis level is clearly a function of the combination of the parents used for offspring production. This results in a major challenge for plant breeders, as usually several thousand combinations of parents have to be tested for identifying the best combinations. Thus, any approach to reliably predict heterosis levels based on properties of the parental lines would be highly beneficial for plant breeding. Methodology/Principal Findings: Recently, genetic data have been used to predict heterosis. Here we show that a combination of parental genetic and metabolic markers, identified via feature selection and minimum-description-length based regression methods, significantly improves the prediction of biomass heterosis in resulting offspring. These findings will help furthering our understanding of the molecular basis of heterosis, revealing, for instance, the presence of nonlinear genotype-phenotype relationships. In addition, we describe a possible approach for accelerated selection in plant breeding.
Background: Phosphorylation of proteins plays a crucial role in the regulation and activation of metabolic and signaling pathways and constitutes an important target for pharmaceutical intervention. Central to the phosphorylation process is the recognition of specific target sites by protein kinases followed by the covalent attachment of phosphate groups to the amino acids serine, threonine, or tyrosine. The experimental identification as well as computational prediction of phosphorylation sites (P-sites) has proved to be a challenging problem. Computational methods have focused primarily on extracting predictive features from the local, one-dimensional sequence information surrounding phosphorylation sites. Results: We characterized the spatial context of phosphorylation sites and assessed its usability for improved phosphorylation site predictions. We identified 750 non-redundant, experimentally verified sites with three-dimensional (3D) structural information available in the protein data bank (PDB) and grouped them according to their respective kinase family. We studied the spatial distribution of amino acids around phosphorserines, phosphothreonines, and phosphotyrosines to extract signature 3D-profiles. Characteristic spatial distributions of amino acid residue types around phosphorylation sites were indeed discernable, especially when kinase-family-specific target sites were analyzed. To test the added value of using spatial information for the computational prediction of phosphorylation sites, Support Vector Machines were applied using both sequence as well as structural information. When compared to sequence-only based prediction methods, a small but consistent performance improvement was obtained when the prediction was informed by 3D-context information. Conclusion: While local one-dimensional amino acid sequence information was observed to harbor most of the discriminatory power, spatial context information was identified as relevant for the recognition of kinases and their cognate target sites and can be used for an improved prediction of phosphorylation sites. A web-based service (Phos3D) implementing the developed structurebased P-site prediction method has been made available at http://phos3d.mpimp-golm.mpg.de.
The temporal dynamics of hydrological model performance gives insights into errors that cannot be obtained from global performance measures assigning a single number to the fit of a simulated time series to an observed reference series. These errors can include errors in data, model parameters, or model structure. Dealing with a set of performance measures evaluated at a high temporal resolution implies analyzing and interpreting a high dimensional data set. This paper presents a method for such a hydrological model performance assessment with a high temporal resolution and illustrates its application for two very different rainfall-runoff modeling case studies. The first is the Wilde Weisseritz case study, a headwater catchment in the eastern Ore Mountains, simulated with the conceptual model WaSiM-ETH. The second is the Malalcahuello case study, a headwater catchment in the Chilean Andes, simulated with the physicsbased model Catflow. The proposed time-resolved performance assessment starts with the computation of a large set of classically used performance measures for a moving window. The key of the developed approach is a data-reduction method based on self-organizing maps (SOMs) and cluster analysis to classify the high-dimensional performance matrix. Synthetic peak errors are used to interpret the resulting error classes. The final outcome of the proposed method is a time series of the occurrence of dominant error types. For the two case studies analyzed here, 6 such error types have been identified. They show clear temporal patterns, which can lead to the identification of model structural errors.
Background: The EXO (EXORDIUM) gene was identified as a potential mediator of brassinosteroid (BR)-promoted growth. It is part of a gene family with eight members in Arabidopsis. EXO gene expression is under control of BR, and EXO overexpression promotes shoot and root growth. In this study, the consequences of loss of EXO function are described. Results: The exo loss of function mutant showed diminished leaf and root growth and reduced biomass production. Light and scanning electron microscopy analyses revealed that impaired leaf growth is due to reduced cell expansion. Epidermis, palisade, and spongy parenchyma cells were smaller in comparison to the wild-type. The exo mutant showed reduced brassinolide-induced cotyledon and hypocotyl growth. In contrast, exo roots were significantly more sensitive to the inhibitory effect of synthetic brassinolide. Apart from reduced growth, exo did not show severe morphological abnormalities. Gene expression analyses of leaf material identified genes that showed robust EXO-dependent expression. Growth-related genes such as WAK1, EXP5, and KCS1, and genes involved in primary and secondary metabolism showed weaker expression in exo than in wild-type plants. However, the vast majority of BR-regulated genes were normally expressed in exo. HA- and GFP-tagged EXO proteins were targeted to the apoplast. Conclusion: The EXO gene is essential for cell expansion in leaves. Gene expression patterns and growth assays suggest that EXO mediates BR-induced leaf growth. However, EXO does not control BR-levels or BR-sensitivity in the shoot. EXO presumably is involved in a signalling process which coordinates BR-responses with environmental or developmental signals. The hypersensitivity of exo roots to BR suggests that EXO plays a diverse role in the control of BR responses in the root.
Arabidopsis thaliana HYL1 is a nuclear doublestranded RNA-binding protein involved in the maturation of pri-miRNAs. A quantitative real-time PCR platform for parallel quantification of 176 primiRNAs was used to reveal strong accumulation of 57 miRNA precursors in the hyl1 mutant that completely lacks HYL1 protein. This approach enabled us for the first time to pinpoint particular members of MIRNA family genes that require HYL1 activity for efficient maturation of their precursors. Moreover, the accumulation of miRNA precursors in the hyl1 mutant gave us the opportunity to carry out 3’ and 5’ RACE experiments which revealed that some of these precursors are of unexpected length. The alignment of HYL1- dependent miRNA precursors to A. thaliana genomic sequences indicated the presence of introns in 12 out of 20 genes studied. Some of the characterized intron-containing pri-miRNAs undergo alternative splicing such as exon skipping or usage of alternative 5’ splice sites suggesting that this process plays a role in the regulation of miRNA biogenesis. In the hyl1 mutant intron-containing pri-miRNAs accumulate alongside spliced primiRNAs suggesting the recruitment of HYL1 into the miRNA precursor maturation pathway before their splicing occurs.
The GABI Primary Database, GabiPD (http:// www.gabipd.org/), was established in the frame of the German initiative for Genome Analysis of the Plant Biological System (GABI). The goal of GabiPD is to collect, integrate, analyze and visualize primary information from GABI projects. GabiPD constitutes a repository and analysis platform for a wide array of heterogeneous data from high-throughput experiments in several plant species. Data from different ‘omics’ fronts are incorporated (i.e. genomics, transcriptomics, proteomics and metabolomics), originating from 14 different model or crop species. We have developed the concept of GreenCards for textbased retrieval of all data types in GabiPD (e.g. clones, genes, mutant lines). All data types point to a central Gene GreenCard, where gene information is integrated from genome projects or NCBI UniGene sets. The centralized Gene GreenCard allows visualizing ESTs aligned to annotated transcripts as well as displaying identified protein domains and gene structure. Moreover, GabiPD makes available interactive genetic maps from potato and barley, and protein 2DE gels from Arabidopsis thaliana and Brassica napus. Gene expression and metabolic-profiling data can be visualized through MapManWeb. By the integration of complex data in a framework of existing knowledge, GabiPD provides new insights and allows for new interpretations of the data.
Background: The development of bioinformatics databases, algorithms, and tools throughout the last years has lead to a highly distributedworld of bioinformatics services. Without adequatemanagement and development support, in silico researchers are hardly able to exploit the potential of building complex, specialized analysis processes from these services. The Semantic Web aims at thoroughly equipping individual data and services with machine-processable meta-information, while workflow systems support the construction of service compositions. However, even in this combination, in silico researchers currently would have to deal manually with the service interfaces, the adequacy of the semantic annotations, type incompatibilities, and the consistency of service compositions. Results: In this paper, we demonstrate by means of two examples how Semantic Web technology together with an adequate domain modelling frees in silico researchers from dealing with interfaces, types, and inconsistencies. In Bio-jETI, bioinformatics services can be graphically combined to complex services without worrying about details of their interfaces or about type mismatches of the composition. These issues are taken care of at the semantic level by Bio-jETI’s model checking and synthesis features. Whenever possible, they automatically resolve type mismatches in the considered service setting. Otherwise, they graphically indicate impossible/incorrect service combinations. In the latter case, the workflow developermay either modify his service composition using semantically similar services, or ask for help in developing the missing mediator that correctly bridges the detected type gap. Newly developed mediators should then be adequately annotated semantically, and added to the service library for later reuse in similar situations. Conclusion: We show the power of semantic annotations in an adequately modelled and semantically enabled domain setting. Using model checking and synthesis methods, users may orchestrate complex processes from a wealth of heterogeneous services without worrying about interfaces and (type) consistency. The success of this method strongly depends on a careful semantic annotation of the provided services and on its consequent exploitation for analysis, validation, and synthesis. We are convinced that these annotations will become standard, as they will become preconditions for the success and widespread use of (preferred) services in the Semantic Web
Injection of a mixture of HAuCl4 and cellulose dissolved in the ionic liquid (IL) 1-butyl-3-methylimidazolium chloride [Bmim]Cl into aqueous NaBH4 leads to colloidal gold nanoparticle/cellulose hybrid precipitates. This process is a model example for a very simple and generic approach towards (noble) metal/cellulose hybrids, which could find applications in sensing, sterile filtration, or as biomaterials.
Site directed mutagenesis of amino acid residues at the active site of mouse aldehyde oxidase AOX1
(2009)
Mouse aldehyde oxidase (mAOX1) forms a homodimer and belongs to the xanthine oxidase family of molybdoenzymes which are characterized by an essential equatorial sulfur ligand coordinated to the molybdenum atom. In general, mammalian AOs are characterized by broad substrate specificity and an yet obscure physiological function. To define the physiological substrates and the enzymatic characteristics of mAOX1, we established a system for the heterologous expression of the enzyme in Eschericia coli. The recombinant protein showed spectral features and a range of substrate specificity similar to the native protein purified from mouse liver. The EPR data of recombinant mAOX1 were similar to those of AO from rabbit liver, but differed from the homologous xanthine oxidoreductase enzymes. Site-directed mutagenesis of amino acids Val806, Met884 and Glu1265 at the active site resulted in a drastic decrease in the oxidation of aldehydes with no increase in the oxidation of purine substrates. The double mutant V806E/M884R and the single mutant E1265Q were catalytically inactive enzymes regardless of the aldehyde or purine substrates tested. Our results show that only Glu1265 is essential for the catalytic activity by initiating the base-catalyzed mechanism of substrate oxidation. In addition, it is concluded that the substrate specificity of molybdo-flavoenzymes is more complex and not only defined by the three characterized amino acids in the active site.
Background: Research concerning child's food intake have considered various influencing factors, for example parental feeding strategies, demographic and weight factors. At this time, however, there are few findings that explore these factors simultaneously. Accordingly, the aim of this study was to test a structural equation model regarding the associations between maternal feeding strategies and child's food intake. Methods: 556 mothers and their children between 1 and 10 years of age participated in this crosssectional study. Besides socio-demographic and weight data, the mothers were asked about their feeding strategies as well as their child's food intake. Results: The well-fitting model explained 73% of the variance in the child's consumption of healthy and 34% of unhealthy food. In addition to the effect of the mother's social status and the child's age, a rewarding and modeling feeding behavior significantly influenced the child's food intake. Conclusion: The results highlight the relevance of maternal feeding behavior on the child's food intake. In terms of preventing eating- or weight-related problems, the findings indicate the usefulness of training parents in explicit modeling behavior and avoiding food as a reward.
Background: In Arabidopsis thaliana, the family of cyclic nucleotide-gated channels (CNGCs) is composed of 20 members. Previous studies indicate that plant CNGCs are involved in the control of growth processes and responses to abiotic and biotic stresses. According to their proposed function as cation entry pathways these channels contribute to cellular cation homeostasis, including calcium and sodium, as well as to stress-related signal transduction. Here, we studied the expression patterns and regulation of CNGC19 and CNGC20, which constitute one of the five CNGC subfamilies. Results: GUS, GFP and luciferase reporter assays were used to study the expression of CNGC19 and CNGC20 genes from Arabidopsis thaliana in response to developmental cues and salt stress. CNGC19 and CNGC20 were differentially expressed in roots and shoots. The CNGC19 gene was predominantly active in roots already at early growth stages. Major expression was observed in the phloem. CNGC20 showed highest promoter activity in mesophyll cells surrounding the veins. Its expression increased during development and was maximal in mature and senescent leaves. Both genes were upregulated in the shoot in response to elevated NaCl but not mannitol concentrations. While in the root, CNGC19 did not respond to changes in the salt concentration, in the shoot it was strongly upregulated in the observed time frame (6-72 hours). Salt-induction of CNGC20 was also observed in the shoot, starting already one hour after stress treatment. It occurred with similar kinetics, irrespective of whether NaCl was applied to roots of intact plants or to the petiole of detached leaves. No differences in K and Na contents of the shoots were measured in homozygous T-DNA insertion lines for CNGC19 and CNGC20, respectively, which developed a growth phenotype in the presence of up to 75 mM NaCl similar to that of the wild type. Conclusion: Together, the results strongly suggest that both channels are involved in the salinity response of different cell types in the shoot. Upon salinity both genes are upregulated within hours. CNGC19 and CNGC20 could assist the plant to cope with toxic effects caused by salt stress, probably by contributing to a re-allocation of sodium within the plant.
Synonymous codon usage and variations in the level of isoaccepting tRNAs exert a powerful selective force on translation fidelity. We have developed an algorithm to evaluate the relative rate of translation which allows large-scale comparisons of the non-uniform translation rate on the protein biogenesis. Using the complete genomes of Escherichia coli and Bacillus subtilis we show that stretches of codons pairing to minor tRNAs form putative sites to locally attenuate translation; thereby the tendency is to cluster in near proximity whereas long contiguous stretches of slow-translating triplets are avoided. The presence of slow-translating segments positively correlates with the protein length irrespective of the protein abundance. The slow-translating clusters are predominantly located down-stream of the domain boundaries presumably to fine-tune translational accuracy with the folding fidelity of multidomain proteins. Translation attenuation patterns at highly structurally and functionally conserved domains are preserved across the species suggesting a concerted selective pressure on the codon selection and species-specific tRNA abundance in these regions.
With the increasing availability of observational data from different sources at a global level, joint analysis of these data is becoming especially attractive. For such an analysis – oftentimes with little prior knowledge about local and global interactions between the different observational variables at hand – an exploratory, data-driven analysis of the data may be of particular relevance. In the present work we used generalized additive models (GAM) in an exemplary study of spatio-temporal patterns in the tropospheric NO2-distribution derived from GOME satellite observations (1996 to 2001) at global scale. We focused on identifying correlations between NO2 and local wind fields, a quantity which is of particular interest in the analysis of spatio-temporal interactions. Formulating general functional, parametric relationships between the observed NO2 distribution and local wind fields, however, is difficult – if not impossible. So, rather than following a modelbased analysis testing the data for predefined hypotheses (assuming, for example, sinusoidal seasonal trends), we used a GAM with non-parametric model terms to learn this functional relationship between NO2 and wind directly from the data. The NO2 observations showed to be affected by winddominated processes over large areas. We estimated the extent of areas affected by specific NO2 emission sources, and were able to highlight likely atmospheric transport “pathways”. General temporal trends which were also part of our model – weekly, seasonal and linear changes – showed to be in good agreement with previous studies and alternative ways of analysing the time series. Overall, using a non-parametric model provided favorable means for a rapid inspection of this large spatio-temporal NO2 data set, with less bias than parametric approaches, and allowing to visualize dynamical processes of the NO2 distribution at a global scale.
The ability of an organism to survive depends on its capability to adapt to external conditions. In addition to metabolic versatility and efficient replication, reliable signal transduction is essential. As signaling systems are under permanent evolutionary pressure one may assume that their structure reflects certain functional properties. However, despite promising theoretical studies in recent years, the selective forces which shape signaling network topologies in general remain unclear. Here, we propose prevention of autoactivation as one possible evolutionary design principle. A generic framework for continuous kinetic models is used to derive topological implications of demanding a dynamically stable ground state in signaling systems. To this end graph theoretical methods are applied. The index of the underlying digraph is shown to be a key topological property which determines the so-called kinetic ground state (or off-state) robustness. The kinetic robustness depends solely on the composition of the subdigraph with the strongly connected components, which comprise all positive feedbacks in the network. The component with the highest index in the feedback family is shown to dominate the kinetic robustness of the whole network, whereas relative size and girth of these motifs are emphasized as important determinants of the component index. Moreover, depending on topological features, the maintenance of robustness differs when networks are faced with structural perturbations. This structural off-state robustness, defined as the average kinetic robustness of a network’s neighborhood, turns out to be useful since some structural features are neutral towards kinetic robustness, but show up to be supporting against structural perturbations. Among these are a low connectivity, a high divergence and a low path sum. All results are tested against real signaling networks obtained from databases. The analysis suggests that ground state robustness may serve as a rationale for some structural peculiarities found in intracellular signaling networks.
We propose two strategies to characterize organisms with respect to their metabolic capabilities. The first, investigative, strategy describes metabolic networks in terms of their capability to utilize different carbon sources, resulting in the concept of carbon utilization spectra. In the second, predictive, approach minimal nutrient combinations are predicted from the structure of the metabolic networks, resulting in a characteristic nutrient profile. Both strategies allow for a quantification of functional properties of metabolic networks, allowing to identify groups of organisms with similar functions. We investigate whether the functional description reflects the typical environments of the corresponding organisms by dividing all species into disjoint groups based on whether they are aerotolerant and/or photosynthetic. Despite differences in the underlying concepts, both measures display some common features. Closely related organisms often display a similar functional behavior and in both cases the functional measures appear to correlate with the considered classes of environments. Carbon utilization spectra and nutrient profiles are complementary approaches toward a functional classification of organism-wide metabolic networks. Both approaches contain different information and thus yield different clusterings, which are both different from the classical taxonomy of organisms. Our results indicate that a sophisticated combination of our approaches will allow for a quantitative description reflecting the lifestyles of organisms.
Background: The loss of photosynthesis has occurred often in eukaryotic evolution, even more than its acquisition, which occurred at least nine times independently and which generated the evolution of the supergroups Archaeplastida, Rhizaria, Chromalveolata and Excavata. This secondary loss of autotrophic capability is essential to explain the evolution of eukaryotes and the high diversity of protists, which has been severely underestimated until recently. However, the ecological and evolutionary scenarios behind this evolutionary ‘‘step back’’ are still largely unknown. Methodology/Principal Findings: Using a dynamic model of heterotrophic and mixotrophic flagellates and two types of prey, large bacteria and ultramicrobacteria, we examine the influence of DOC concentration, mixotroph’s photosynthetic growth rate, and external limitations of photosynthesis on the coexistence of both types of flagellates. Our key premises are: large bacteria grow faster than small ones at high DOC concentrations, and vice versa; and heterotrophic flagellates are more efficient than the mixotrophs grazing small bacteria (both empirically supported). We show that differential efficiency in bacteria grazing, which strongly depends on cell size, is a key factor to explain the loss of photosynthesis in mixotrophs (which combine photosynthesis and bacterivory) leading to purely heterotrophic lineages. Further, we show in what conditions an heterotroph mutant can coexist, or even out-compete, its mixotrophic ancestor, suggesting that bacterivory and cell size reduction may have been major triggers for the diversification of eukaryotes. Conclusions/Significance: Our results suggest that, provided the mixotroph’s photosynthetic advantage is not too large, the (small) heterotroph will also dominate in nutrient-poor environments and will readily invade a community of mixotrophs and bacteria, due to its higher efficiency exploiting the ultramicrobacteria. As carbon-limited conditions were presumably widespread throughout Earth history, such a scenario may explain the numerous transitions from phototrophy to mixotrophy and further to heterotrophy within virtually all major algal lineages. We challenge prevailing concepts that affiliated the evolution of phagotrophy with eutrophic or strongly light-limited environments only.
Human information processing depends critically on continuous predictions about upcoming events, but the temporal convergence of expectancy-based top-down and input-driven bottom-up streams is poorly understood. We show that, during reading, event-related potentials differ between exposure to highly predictable and unpredictable words no later than 90 ms after visual input. This result suggests an extremely rapid comparison of expected and incoming visual information and gives an upper temporal bound for theories of top-down and bottom-up interactions in object recognition.
ChlamyCyc : an integrative systems biology database and web-portal for Chlamydomonas reinhardtii
(2009)
Background: The unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii is an important eukaryotic model organism for the study of photosynthesis and plant growth. In the era of modern highthroughput technologies there is an imperative need to integrate large-scale data sets from highthroughput experimental techniques using computational methods and database resources to provide comprehensive information about the molecular and cellular organization of a single organism. Results: In the framework of the German Systems Biology initiative GoFORSYS, a pathway database and web-portal for Chlamydomonas (ChlamyCyc) was established, which currently features about 250 metabolic pathways with associated genes, enzymes, and compound information. ChlamyCyc was assembled using an integrative approach combining the recently published genome sequence, bioinformatics methods, and experimental data from metabolomics and proteomics experiments. We analyzed and integrated a combination of primary and secondary database resources, such as existing genome annotations from JGI, EST collections, orthology information, and MapMan classification. Conclusion: ChlamyCyc provides a curated and integrated systems biology repository that will enable and assist in systematic studies of fundamental cellular processes in Chlamydomonas. The ChlamyCyc database and web-portal is freely available under http://chlamycyc.mpimp-golm.mpg.de.
For three small, mountainous catchments in Germany two medium-range forecast systems are compared that predict precipitation for up to 5 days in advance. One system is composed of the global German weather service (DWD) model, GME, which is dynamically downscaled using the COSMO-EU regional model. The other system is an empirical (expanded) downscaling of the ECMWF model IFS. Forecasts are verified against multi-year daily observations, by applying standard skill scores to events of specified intensity. All event classes are skillfully predicted by the empirical system for up to five days lead time. For the available prediction range of one to two days it is superior to the dynamical system.
Spatial patterns as well as temporal dynamics of soil moisture have a major influence on runoff generation. The investigation of these dynamics and patterns can thus yield valuable information on hydrological processes, especially in data scarce or previously ungauged catchments. The combination of spatially scarce but temporally high resolution soil moisture profiles with episodic and thus temporally scarce moisture profiles at additional locations provides information on spatial as well as temporal patterns of soil moisture at the hillslope transect scale. This approach is better suited to difficult terrain (dense forest, steep slopes) than geophysical techniques and at the same time less cost-intensive than a high resolution grid of continuously measuring sensors. Rainfall simulation experiments with dye tracers while continuously monitoring soil moisture response allows for visualization of flow processes in the unsaturated zone at these locations. Data was analyzed at different spacio-temporal scales using various graphical methods, such as space-time colour maps (for the event and plot scale) and binary indicator maps (for the long-term and hillslope scale). Annual dynamics of soil moisture and decimeterscale variability were also investigated. The proposed approach proved to be successful in the investigation of flow processes in the unsaturated zone and showed the importance of preferential flow in the Malalcahuello Catchment, a datascarce catchment in the Andes of Southern Chile. Fast response times of stream flow indicate that preferential flow observed at the plot scale might also be of importance at the hillslope or catchment scale. Flow patterns were highly variable in space but persistent in time. The most likely explanation for preferential flow in this catchment is a combination of hydrophobicity, small scale heterogeneity in rainfall due to redistribution in the canopy and strong gradients in unsaturated conductivities leading to self-reinforcing flow paths.
Background: Mitochondrial genomes are a valuable source of data for analysing phylogenetic relationships. Besides sequence information, mitochondrial gene order may add phylogenetically useful information, too. Sipuncula are unsegmented marine worms, traditionally placed in their own phylum. Recent molecular and morphological findings suggest a close affinity to the segmented Annelida. Results: The first complete mitochondrial genome of a member of Sipuncula, Sipunculus nudus, is presented. All 37 genes characteristic for metazoan mtDNA were detected and are encoded on the same strand. The mitochondrial gene order (protein-coding and ribosomal RNA genes) resembles that of annelids, but shows several derivations so far found only in Sipuncula. Sequence based phylogenetic analysis of mitochondrial protein-coding genes results in significant bootstrap support for Annelida sensu lato, combining Annelida together with Sipuncula, Echiura, Pogonophora and Myzostomida. Conclusion: The mitochondrial sequence data support a close relationship of Annelida and Sipuncula. Also the most parsimonious explanation of changes in gene order favours a derivation from the annelid gene order. These results complement findings from recent phylogenetic analyses of nuclear encoded genes as well as a report of a segmental neural patterning in Sipuncula.
Background: Phylogenomic analyses recently became popular to address questions about deep metazoan phylogeny. Ribosomal proteins (RP) dominate many of these analyses or are, in some cases, the only genes included. Despite initial hopes, hylogenomic analyses including tens to hundreds of genes still fail to robustly place many bilaterian taxa. Results: Using the phylogenetic position of myzostomids as an example, we show that phylogenies derived from RP genes and mitochondrial genes produce incongruent results. Whereas the former support a position within a clade of platyzoan taxa, mitochondrial data recovers an annelid affinity, which is strongly supported by the gene order data and is congruent with morphology. Using hypothesis testing, our RP data significantly rejects the annelids affinity, whereas a platyzoan relationship is significantly rejected by the mitochondrial data. Conclusion: We conclude (i) that reliance of a set of markers belonging to a single class of macromolecular complexes might bias the analysis, and (ii) that concatenation of all available data might introduce conflicting signal into phylogenetic analyses. We therefore strongly recommend testing for data incongruence in phylogenomic analyses. Furthermore, judging all available data, we consider the annelid affinity hypothesis more plausible than a possible platyzoan affinity for myzostomids, and suspect long branch attraction is influencing the RP data. However, this hypothesis needs further confirmation by future analyses.
Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der wirtschaftlichen Entwicklung Georgiens in den letzten Jahren, insbesondere mit den Auswirkungen des Augustkrieges auf die makroökonomischen Indikatoren. Untersucht werden die Entwicklung der Einnahmen- und Ausgabenseite des Staatshaushaltes sowie der Anteil der einzelnen Steuern am Bruttoinlandsprodukt. Es werden die Tendenzen der Entwicklung am Finanz- und Kapitalmarktes aufgezeigt und die möglichen Auswirkungen der Weltfinanzkrise dargelegt. Analysiert werden des Weiteren die Konsequenzen der monetären Politik auf den Devisenmarkt und die Aggregate der Geldmasse. Behandelt werden hernach die Wechselkursentwicklung der nationalen Währung (GEL) und die Gefahren für die Stabilität des Bankensektors.
Sehend werden
(2009)
rezensiertes Werk: Sich aussetzen : das Wort ergreifen ; Texte und Bilder zum 80. Geburtstag von Christa Wolf / hrsg. von Therese Hörnigk im Auftr. des Literaturforums im Brecht-Haus und in Zusammenarbeit mit der Stiftung Preußische Seehandlung. - Göttingen : Wallstein-Verl., 2009. - 192 S. : Ill. ISBN 978-3-8353-0481-9
Background: Very recently a gene marker panel that allows the mutational analysis of APC, CTNNB1, B-RAF and K-RAS was conceived. The aim of the present study was to use the 4-gene marker panel covering the Wnt and Ras-Raf-MEK-MAPK signalling pathways to determine the percentage of sporadic colorectal carcinomas (CRC) carrying at least one of the four above-mentioned genes in a mutated form alone and/or in combination with microsatellite instability (MSI) and to compare the sensitivity of the gene marker panel used in this study with that of gene marker panels previously reported in the scientific literature. Methods: CTNNB1 and B-RAF were screened by PCR-single-strand conformation polymorphism analysis and K-RAS gene mutations by restriction fragment length polymorphism analysis. For the mutational analysis of the APC gene mutation cluster region (codons 1243–1567) direct DNA sequencing was performed. The U.S. National Cancer Institute microsatellite panel (BAT25, BAT26, D2S123, D5S346 and D17S250) was used for MSI analysis. Results: It could be shown that about 80% of early stage CRC (UICC stages I and II) and over 90% of CRC in the UICC stage IV carried at least one mutated gene and/or showed MSI. No significant increase in the gene mutation frequencies could be determined when comparing tumours in the UICC stage I with those in UICC stage IV. Conclusions: When compared with previously published gene marker panels the 4-gene marker panel used in the present study shows an excellent performance, allowing to detect genetic alterations in 80–90% of human sporadic CRC samples analyzed.
Heterocyclic aromatic amines (HCAs) are formed in meat cooked at high temperatures for a long time or over an open flame. In this context 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine (PhIP), the most abundant HCA in cooked meat, has been suggested to be involved in colon and prostate carcinogenesis. In the latter case it has been reported that: (1) roughly 50% of Fischer F344 male rats treated with PhIP develop carcinomas in the ventral prostate lobe at 1 year of age; (2) inflammation precedes prostatic intraepithelial neoplasia in PhIP-fed rats; (3) inflammation specifically occurs in the ventral prostate lobe of PhIP-fed rats. To test whether PhIP by itself leads to inflammation in the colon and whether a human-relevant concentration of PhIP is able to induce preneoplastic lesions in the colon, male F344 rats were fed 0.1 or 100 ppm PhIP for up to 10 months and thereafter the colon tissue was analyzed histochemically. In none of the experimental groups signs of acute or chronic colonic inflammation were observed. 0.1 ppm PhIP leads to the development of hyperplastic and dysplastic lesions in the colon of single animals, but the incidence of these lesions does not reach a statistical significance. In contrast, in rats fed 100 ppm PhIP for 10 months hyperplastic and dysplastic colonic lesions were induced in a statistically significant number of animals. It is concluded that: (1) the induction of preneoplastic lesions in rat colon by PhIP is not preceded or accompanied by an inflammatory process; (2) a human-relevant concentration of PhIP alone is not sufficient to initiate colon carcinogenesis in rats.
From the dichloromethane-methanol (1:1) extract of the seed pods of Derris trifoliata, a new flavanone derivative (S)-lupinifolin 4´-methyl ether was isolated. In addition, the known flavonoids lupinifolin and rotenone were identified. The structures were determined on the basis of spectroscopic evidence. Lupinfolin showed moderate in vitro antiplasmodial activity against the D6 (chloroquine-sensitive) and W2 (chloroquineresistant) strains of Plasmodium falciparum. The different parts of this plant showed larvicidal activities against Aedes aegypti and rotenoids were identified as the active principles.
From the seedpods of Tephrosia elata, a new β-hydroxydihydrochalcone named (S)-elatadihydrochalcone was isolated. In addition, the known flavonoids obovatachalcone, obovatin, obovatin methyl ether and deguelin were identified. The structures were determined on the basis of spectroscopic evidence. The crude extract and the flavonoids obtained from the seedpods of this plant showed antiplasmodial activities. The literature NMR data on β-hydroxydihydrochalcones is reviewed and the identity of some of the compounds assigned β-hydroxydihydrochalcone skeleton is questioned.
Source, topography and excitatory effects of GABAergic innervation in cockroach salivary glands
(2009)
Cockroach salivary glands are innervated by dopaminergic and serotonergic neurons. Both transmitters elicit saliva secretion. We studied the distribution pattern of neurons containing gamma-aminobutyric acid ( GABA) and their physiological role. Immunofluorescence revealed a GABA-immunoreactive axon that originates within the subesophageal ganglion at the salivary neuron 2 (SN2) and this extends within the salivary duct nerve towards the salivary gland. GABA-positive fibers form a network on most acinar lobules and a dense plexus in the interior of a minor fraction of acinar lobules. Co-staining with anti-synapsin revealed that some putative GABAergic terminals seem to make pre-synaptic contacts with GABA-negative release sites. Many putative GABAergic release sites are at some distance from other synapses and at distance from the acinar tissue. Intracellular recordings from isolated salivary glands have revealed that GABA does not affect the basolateral membrane potential of the acinar cells directly. When applied during salivary duct nerve stimulation, GABA enhances the electrical response of the acinar cells and increases the rates of fluid and protein secretion. The effect on electrical cell responses is mimicked by the GABA(B) receptor agonists baclofen and SKF97541, and blocked by the GABAB receptor antagonists CGP52432 and CGP54626. These findings indicate that GABA has a modulatory role in the control of salivation, acting presynaptically on serotonergic and/or dopaminergic neurotransmission.
Der Streifenkiwi (Apteryx mantelli) kommt im Freiland nur auf der Nordinsel Neuseelands vor. Aufgrund des gefährdeten Bestands ist eine sich selbst erhaltene Zoopopulation wichtig. Kenntnisse des Verhaltens helfen, die Ansprüche der Tiere zu verstehen. Zudem können sie darüber Auskunft geben, inwiefern das Wohlbefinden eines Tieres gegeben ist. Durch die Untersuchung der Brutaktivität sollte ein Überblick über den allgemeinen Verlauf der Brut gegeben und Aktivitätsmuster für den Berliner Hahn erarbeitet werden, um den Verlauf zukünftiger Bruten einschätzen und eventuell positiv beeinflussen zu können. Dazu kamen die Untersuchung der täglichen Aktivität einer Henne sowie Beobachtungen des Verhaltens der Tiere. Diese dienten der Bestandsaufnahme der gezeigten Verhaltensweisen und sollten zusammen mit der Aktivität die Grundlage zur Einschätzung bilden, ob die Ansprüche der Kiwis im Zoo Berlin erfüllt werden, und Hinweise zur Verbesserung der Haltung geben. Die Brutaktivität des Hahnes konnte über drei Brutperioden hinweg detailliert dargestellt werden und zeigte, dass nicht nur innerhalb der Art sondern bei einem einzigen Tier unter ähnlichen Bedingungen die Variabilität so groß sein kann, dass sie für Vorhersagen über den Erfolg einer Brut nicht geeignet ist. Im Zusammenhang mit der Aktivität der Henne ließen sich keine Auffälligkeiten erkennen, die auf eine allgemeine Störung der Tiere schließen lassen oder für eine Beeinträchtigung der Brut verantwortlich gemacht werden könnten. Soweit aus den Beobachtungen im Freiland geschlossen werden kann, scheinen die Kiwis im Zoo ein weitgehend natürliches Verhalten zu zeigen. Die Haltungsbedingungen scheinen den Ansprüchen der Tiere zu entsprechen. Es ließen sich nur bedingt Strategien entwickeln, um die Bedingungen für die Brut und damit für die Nachzucht zu verbessern, da sich die Aktivität des Hahnes während der Brut von Jahr zu Jahr als unerwartet variabel erwies. Für ein weiteres Verständnis des Brutverhaltens und eine mögliche Verbesserung der Bedingungen wäre eine Untersuchung zum Einfluss verschiedener Umweltfaktoren auf die Brutaktivität des Hahnes wünschenswert.
Über die Autoren
(2009)
Mit Blick auf die schwierige bibliographische Erfassung des Humboldtschen Œuvres sind die Bibliographien zu den selbständigen sowie den unselbständigen Schriften - das eine als Buch, das andere als Online-Datenbank - unersetzliche Hilfsmittel in der Alexander-von-Humboldt-Forschung. Bisher noch nicht erschlossen wurde die Verfügbarkeit digitaler Humboldt-Faksimile im Netz, wozu diese Arbeit einen ersten Beitrag leisten will. Ausgehend von der Systematik der Bibliographie von Fiedler/Leitner werden hier nach jetzigem Kenntnisstand 140 selbständig erschienene Schriften bibliographisch erfasst, wobei die Verfasser das Projekt in Zukunft auf der seit Juni 2009 aktiven Informationsplattform avhumboldt.de - Alexander von Humboldt Informationen online weiterführen und als digitalen Zugang zu den Texten des Mannes aufbereiten wollen, dem es stets daran gelegen war, mit seinem Werk zu einer Demokratisierung des Wissens beizutragen.
Eingangs wird der Klassizismus vorgestellt, wie er von seinem Protagonisten Johann Joachim Winckelmann, des "Begründer[s] der Klassischen Archäologie und der aus ihr später entstandenen Wissenschaft der Kunstgeschichte" (A. H. Borbein), aber auch von Christian Gottlieb Heyne vermittelt wurde. Heynes Göttinger archäologische Vorlesungen, das wurde bisher kaum beachtet, hörten die Brüder Humboldt. Dies führt - angesichts der Vorrangstellung der Plastik in der Antike - zu den auf den Seiten der "Pittoreske[n] Ansichten" der Vues de Cordillères genannten, ästhetische Maßstäbe setzenden "Meisterwerken des Praxiteles und Lysippos". Anhand einiger mexikanischer Tafeln und der in den Anmerkungen Humboldts bisher nicht herangezogenen Literatur sowie deren Abbildungen wird das vergleichende Sehen, einerseits als zugleich abstufendes andererseits als wegweisendes vorgeführt.
Mediante obras como el las Tablas geográfico-políticas sobre la Nueva España, Ensayo político sobre el reino de la Nueva España, Vistas de las Cordilleras y algunas otras, A. von Humboldt no sólo contribuyó al conocimiento de México por gente de otros países sino también a la reflexión de los propios mexicanos sobre su historia, sociedad, cultura y grado de riqueza. De estos temas de reflexión el más continuo han sido los relacionados con la historia, la sociedad y la riqueza. Sin embargo, un texto como Vistas de las Cordilleras estimuló los estudios culturales, si bien en secuencias distintas que las que muestra la historia de la recepción del Ensayo.
En este documento se contrastan las observaciones de Humboldt acerca de los Incas en el Norte del actual Perú, en particular la Sierra de Piura, con las recientes investigaciones arqueológicas. Antes del tiempo de los Incas, la región fue habitada por grupos amazónicos que fueron los ancestros de los Jívaros, a cuyos descendientes Humboldt conoció en Tomependa en 1802, cerca al Amazonas. Por ello, también se realiza un balance de las investigaciones arqueológicas acerca de los Jívaros. Los planteamientos de Humboldt acerca de la Arquitectura Inca, su tipología de asentamientos, y su secuencia constructiva de la red de centros y caminos han sido evaluados mediante las recientes investigaciones arqueológicas y nos permiten plantear la vigencia de sus ideas y considerarlo como el fundador de la Arqueología científica en América. Finalmente se propone la revaloración de los sitios Inca y tramos de camino que él observó en 1802 y la creación de la Ruta de Humboldt.
„Es, sin duda, un ecuatoriano ilustre, no obstante su origen alemán y su naturaleza universal.“ So lautet die Aussage eines ecuadorianischen Akademikers über Alexander von Humboldt. Eine Aussage, die sich freilich nur erklären lässt, wenn die Rezeption des deutschen Universalgelehrten im Zusammenhang mit dem ecuadorianischen Nationsbildungsprozess kritisch betrachtet wird. Der Artikel greift diesen Ansatz auf und untersucht den direkten und indirekten Einfluss des Naturforschers auf den diskursiven Prozess, in dem der nationale Raum wissenschaftlich, visuell und literarisch bearbeitet wurde. Illustriert wird dies anhand des geographischen Werkes von Manuel Villavicencio (1804-1871) und des Werks des Malers Juan Augustín Guerrero (1818-1886). Gegenstand der Analyse wird schliesslich auch, wie durch das Humboldt-Bild einige zentrale Aspekte der „offiziellen“ nationalen Identität gestützt werden konnten. Aufzeigen lässt sich dies im Humboldt-Bild, das im Zeitraum zwischen den Gedenkfeierlichkeiten 1959 und 1969 entworfen worden war.
El siguiente artículo analiza críticamente la obra sobre Alexander von Humboldt en Venezuela. El texto está dividido en cinco capítulos que desmenuzan algunos de los problemas fundamentales encontrados: la ausencia de análisis crítico al legado escrito del gran viajero, confusión entre paisajes subocupados y vírgenes, desdén por las descripciones urbanas y en particular por la obra de varios misioneros sobre los territorios amazónicos y guayaneses anteriores a Humboldt. No olvidamos la supuesta gran amistad entre Humboldt y Simón Bolívar, sobre la que se ha forjado un famoso diálogo y hasta un ascenso al Vesuvio sin ningún tipo de prueba escrita alguna.
La recepción de la obra de Alexander von Humboldt ha sido de tal magnitud en Venezuela que lo ha elevado a la categoría de héroe. Más que ninguna otra, la obra Viaje a las Regiones Equinocciales del Nuevo Continente es la que ha cimentado la admiración por el gran viajero. Un éxtasis cuya expresión escrita se revela en un centenar de obras. Otra base fundamental del culto a Humboldt tiene que ver con su supuesta amistad con Simón Bolívar. La notable acogida de Humboldt tiene, asimismo, variadísimas expresiones en la toponimia, pues su nombre está presente en accidentes naturales, colegios, universidades, avenidas, calles, parques, medios impresos e instituciones a lo largo y ancho de la geografía física y humana venezolanas.
Der fünfteilige Aufsatz zeigt zunächst Ähnlichkeiten zwischen Humboldts Weltbild und dem Weltbild der Pythagoreer auf und untersucht Humboldts Naturbegriff, der beides umfasst: Die natura naturans und die natura naturata. Zahlen sind Mächte des Kosmos. Sie treten insbesondere in der ‚einzig entscheidenden Methode‘ auf, der Methode der Mittelwerte. Diese ermöglicht, das Gesetz zu erkennen, das der Änderung variabler Größen zugrunde liegt. Beispiele bieten die Arithmetica botanica und der Erdmagnetismus. Abschließend wird gezeigt, wie Humboldt die drei möglichen Weltzugänge Denken, Handeln, Anschauen im Begriff Wissen miteinander verband.
Vorwort
(2009)
Alexander von Humboldt (1769-1859), quien en su espectacular carta escrita en junio de 1829 desde Siberia y dirigida a su hermano Wilhelm rechazara contundentemente el cargo de director del hoy llamado Altes Museum en la isla de los Museos, nunca permitió que le encadenaran a institución alguna. Tanto su pensamiento como su escritura que se desarrollaron a lo largo de tres décadas y acompañaron el quehacer de tres generaciones de científicos, se alimentaban de sus viajes que le permitieron crear una ciencia desde el movimiento y en constante movilidad. En cuanto a la historia, no le interesaba lo acumulado, sino lo acomodado. La ciencia humboldtiana, fundada tanto empírica- como éticamente, desenvolvió una nueva forma de comprender el sistema “tierra” sobre la base de una lógica relacional: todo es acción recíproca. La presente contribución dilucida el devenir histórico del pensamiento de Humboldt, pone de relieve sus mundos de lectura, sus mundos cartográficos y sus mundos de la lengua en el contexto de la globalización acelerada y asimismo plantea los retos y desafíos de una ciencia de la vida humboldtiana en el siglo XXI.
Inhalt:
- Frank Holl: Vorwort / Prefacio
- Ottmar Ette: Entre mundos - vías de Alexander von Humboldt hacia la conciencia universal
- Eberhard Knobloch: Alexander von Humboldts Weltbild
- José Ángel Rodríguez: El culto a Humboldt en Venezuela
- Christian Durisch Acosta: Die Humboldt-Rezeption in Ecuador - ein kulturgeschichtlicher Beitrag zum ecuadorianischen Nationsbildungsprozess
- César W. Astuhuamán Gonzáles: Incas, Jívaros y la obra de Humboldt Vues des Cordillères
- José Enrique Covarrubias: La recepción de la figura y obra de Humboldt en México 1821-2000
- Helga von Kügelgen: Klassizismus und vergleichendes Sehen in den Vues des Cordillères
- Hector Pérez Brignoli: Alexander von Humboldt en Centroamérica y en el Río de la Plata
- Tobias Kraft und Katharina Einert: Das ganze Werk in einem Netz? Bibliographie online verfügbarer Alexander-von-Humboldt-Digitalisate
In der vorliegenden Arbeit analysiert Maciej Chinalski den Regional Governance Ansatz und seine praktische Umsetzung in den Europäischen Grenzregionen zwischen Deutschland und Polen (Oder-Partnerschaft) sowie im Vierländereck von Österreich, Ungarn, Tschechien und Slowakei (Centrope-Region). Regional Governance gilt als eine Kooperationsform unterschiedlicher regionaler Akteure, die nach neuen Synergien suchen, um ihre Zusammenarbeit voranzutreiben. Eine Region wird dabei als Raum verstärkter Interaktionen zwischen Staat, Zivilgesellschaft und Wirtschaft verstanden.
Zur Bewältigung der drängenden Fragen der heutigen Zeit wird von den politischen Verantwortungsträgern ein klares und nachvollziehbares Konzept und Vorgehen eingefordert. Der Ruf nach einer strategischen nicht nur taktischen Ausrichtung der politischen Planung und Steuerung wird laut. Die Restriktionen der politischen Rationalität können nicht als Hinderungsgrund für die stärkere Strategieausprägung von Regierungspolitik angesehen werden, vielmehr ist der Strategiefaktor in der Politik auszubauen. Die vorliegende Arbeit stellt die Balanced Scorecard (BSC) als strategisches Managementinstrument zur Verbesserung der strategischen Planung und Steuerung der Vorhaben einer Landesregierung an der Schnittstelle zwischen Landesregierung und Ministerialverwaltung in den Fokus der Betrachtung. Entscheidend für die Anwendung eines für die Privatwirtschaft entwickelten Instruments ist dessen Anpassbarkeit an spezifische Kriterien, die sich im Kontext einer Landesregierung und deren -verwaltung ergeben. Diese qualitativen Kriterien werden mithilfe einer Matrix ermittelt. In dieser stehen sich die essenziellen Funktionen einer BSC und die Herausforderungen der BSC im Kontext einer Landesregierung gegenüber. Der empirische Teil der Arbeit stellt die BSC-Bestrebungen des Landes Brandenburg vor und analysiert diese anhand der abgeleiteten qualitativen Kriterien. Im Ergebnis der Fallstudie stellt sich vor allem die Führungsunterstützung als der erfolgsentscheidende Faktor der BSC-Konzeption und -Implementierung innerhalb der Landesregierung Brandenburg heraus. Daneben sind die Formulierung und Ableitung klarer Strategien und Ziele durch die Regierenden, die Beachtung personeller Aspekte sowie eine ausgefeilte Projektorganisation von entscheidender Bedeutung für den Erfolg der BSC.
„Protokolle oder Porträts?“ ist eine Genre-Frage, die sich bei Maxie Wanders „Guten Morgen, du Schöne“ angesichts des Untertitels der DDR-Ausgaben, „Protokolle nach Tonband“, nicht auf Anhieb stellt. Dass es sich trotz des anders lautenden Paratextes bei den 19 Frauengeschichten um Porträts handelt, belegt diese Magisterarbeit insbesondere durch die Rekonstruktion der Arbeitsweise der Autorin (II.2.2) und die Analyse der Übergänge zwischen Fiktionalem und Dokumentarischem in den Porträts „Petra“, „Lena“ und „Ruth“ (III.). Neben diesem textzentrierten Zugang wird auch der historische Kontext, in dem das Buch 1977 in der DDR, 1978 in der BRD erschien, beleuchtet. Wie wichtig ein kritischer Umgang mit der Lizenzausgabe „Guten Morgen, du Schöne. Frauen in der DDR. Protokolle. Mit einem Vorwort von Christa Wolf“ ist, zeigt die Analyse der ersten und zweiten DDR-Ausgabe im Vergleich mit der ersten, von Maxie Wander nicht-autorisierten, BRD-Lizenzausgabe, die zudem neue Hintergründe zur Entstehung und Publikation von „Guten Morgen, du Schöne“ offenlegt (II.3). Die – durch die Genre-Bezeichnung im Untertitel beeinflusste – Abwertung des Werkes in der BRD als „Dokumentarliteratur“ wird durch einen Forschungsüberblick zum Thema Dokumentarliteratur innerhalb der Bundesrepublik und – erstmals ausführlich – innerhalb der DDR verdeutlicht. Es treten gravierende Unterschiede in der Beurteilung von Dokumentarliteratur zutage. Indem „Guten Morgen, du Schöne“ in der Bundesrepublik in den Diskurs der „Frauenliteratur“ eingeordnet wird, wird es nochmals stigmatisiert (IV.). Ziel der Arbeit ist eine Aufwertung des Werkes „Guten Morgen, du Schöne“ und deren Autorin – nicht Herausgeberin – Maxie Wander. Die zentrale These, dass das Buch stark bearbeitet und fiktionalisiert worden ist, konnte durch Archivarbeit, Korrespondenzen mit der Nachlassverwalterin Maxie Wanders, Susanne Wander, und mit dem damaligen stellvertretenden Verlagsdirektor und Cheflektor des Buchverlags Der Morgen, Heinfried Henniger, sowie Arbeit mit Dokumenten aus Maxie Wanders Nachlass belegt werden.
Öffentlich-private Partnerschaften oder Public Private Partnerships (PPP) werden seit Mitte der Neunziger Jahre des letzten Jahrhunderts in allen westeuropäischen Ländern umgesetzt. Dieses Modell der alternativen Leistungserbringung wurde mit erstaunlicher Geschwindigkeit, sektorenübergreifend und flächendeckend implementiert. Verschiedene Autoren haben den Ansatz der Netzwerk-Gesellschaft mit der Entstehung des Phänomens PPP in Verbindung gebracht. An diesem Punkt setzt diese Arbeit an: Es wird untersucht, ob Policy-Netzwerke in der Europäischen Union existierten, die die Entwicklung der staatlichen Leistungserbringung zu Public Private Partnerships forciert haben, bzw. das Thema PPP auf die Agenda setzten und weitergehend wer die relevanten Akteure sind, in welcher Konstellation diese stehen und wie sie vernetzt sind. Wenn ein derartiges Policy-Netzwerk auf europäischer Ebene existieren sollte, soll des Weiteren analysiert werden, um was für eine Art von Policy-Netzwerk es sich nach der Policy-Netzwerk-Typologie handelt. Abschließend werden die Implikationen und Effekte dieses Netzwerkes in Hinblick auf faire Zugangsmöglichkeiten, Transparenz und Wirtschaftlichkeit von Public Private Partnerships erörtert.
Das homotrimere Tailspikeadhäsin des Bakteriophagen P22 ist ein etabliertes Modellsystem, dessen Faltung, Assemblierung und Stabilität in vivo und in vitro umfassend charakterisiert ist. Das zentrale Strukturmotiv des Proteins ist eine parallele beta-Helix mit 13 Windungen, die von einer N‑terminalen Kapsidbindedomäne und einer C‑terminalen Trimerisierungsdomäne flankiert wird. Jede Windung beinhaltet drei kurze beta-Stränge, die durch turns und loops unterschiedlicher Länge verbunden sind. Durch den sich strukturell wiederholenden, spulenförmigen Aufbau formen beta-Stränge benachbarter Windungen elongierte beta-Faltblätter. Das Lumen der beta-Helix beinhaltet größtenteils hydrophobe Seitenketten, welche linear und sehr regelmäßig entlang der Längsachse gestapelt sind. Eine hoch repetitive Struktur, ausgedehnte beta-Faltblätter und die regelmäßige Anordnung von ähnlichen oder identischen Seitenketten entlang der beta-Faltblattachse sind ebenfalls typische Kennzeichen von Amyloidfibrillen, die bei Proteinfaltungskrankheiten wie Alzheimer, der Creutzfeld-Jakob-Krankheit, Chorea Huntington und Typ-II-Diabetes gebildet werden. Es wird vermutet, dass die hohe Stabilität des Tailspikeproteins und auch die der Amyloidfibrille durch Seitenkettenstapelung, einem geordneten Netzwerk von Wasserstoffbrückenbindungen und den rigiden, oligomeren Verbund bedingt ist. Um den Einfluss der Seitenkettenstapelung auf die Stabilität, Faltung und Struktur des P22 Tailspikeproteins zu untersuchen, wurden sieben Valine in einem im Lumen der beta-Helix begrabenen Seitenkettenstapel gegen das kleinere und weniger hydrophobe Alanin und das voluminösere Leucin substituiert. Der Einfluss der Mutationen wurde anhand zweier Tailspikevarianten, dem trimeren, N‑terminal verkürzten TSPdeltaN‑Konstrukt und der monomeren, isolierten beta-Helix Domäne analysiert. Generell wurde in den Experimenten deutlich, dass Mutationen zu Alanin stärkere Effekte auslösen als Mutationen zu Leucin. Die dichte und hydrophobe Packung im Kern der beta-Helix bildet somit die Basis für Stabilität und Faltung des Proteins. Anhand hoch aufgelöster Kristallstrukturen jeweils zweier Alanin‑ und Leucin‑Mutanten konnte verdeutlicht werden, dass das Strukturmotiv der parallelen beta-Helix stark formbar ist und mutationsbedingte Änderungen des Seitenkettenvolumens durch kleine und lokale Verschiebung der Haupt‑ und Seitenketten ausgeglichen werden, sodass mögliche Kavitäten gefüllt und sterische Spannung abgebaut werden können. Viele Mutanten zeigten in vivo und in vitro einen temperatursensitiven Faltungsphänotyp (temperature sensitive for folding, tsf), d.h. bei Temperaturerhöhung waren die Ausbeuten des N‑terminal verkürzten Trimers im Vergleich zum Wildtyp deutlich verringert. Weiterführende Experimente zeigten, dass der tsf‑Phänotyp durch die Beeinflussung unterschiedlicher Stadien des Reifungsprozesses oder auch durch die Verminderung der kinetischen Stabilität des nativen Trimers ausgelöst wurde. Durch Untersuchungen am vollständigen und am N‑terminal verkürzten Wildtypprotein wurde gezeigt, dass die Entfaltungsreaktion des Tailspiketrimers komplex ist. Die Verläufe der Kinetiken folgen zwar einem apparenten Zweizustandsverhalten, jedoch sind bei Darstellung der Entfaltungsäste im Chevronplot die Abhängigkeiten der Geschwindigkeitskonstanten vom Denaturierungsmittel nicht linear, sondern in unterschiedliche Richtungen gewölbt. Dieses Verhalten könnte durch ein hoch energetisches Entfaltungsintermediat, einen breiten Übergangsbereich oder parallele Entfaltungswege hervorgerufen sein. Mit Hilfe der monomeren, isolierten beta-Helix Domäne, bei der die N‑terminale Capsidbindedomäne und die C‑terminale Trimerisierungsdomäne deletiert sind und welche als unabhängige Faltungseinheit fungiert, wurde gezeigt, dass alle Mutanten im Harnstoff‑induzierten Gleichgewicht analog zum Wildtypprotein einem Zweizustandsverhalten mit vergleichbaren Kooperativitäten folgen. Die konformationellen Stabilitäten von in der beta-Helix zentral gelegenen Alanin‑ und Leucin‑Mutanten sind stark vermindert, während Mutationen in äußeren Bereichen der Domäne keinen Einfluss auf die Stabilität der beta-Helix haben. Bei Verlängerung der Inkubationszeiten der Gleichgewichtsexperimente konnte die langsame Bildung von Aggregaten im Übergangsbereich der destabilisierten Mutanten detektiert werden. Die in der Arbeit erlangten Erkenntnisse lassen vermuten, dass die isolierte beta-Helix einem für die Reifung des Tailspikeproteins entscheidenden thermolabilen Faltungsintermediat auf Monomerebene sehr ähnlich ist. Im Intermediat ist ein zentraler Kern, der die Windungen 4 bis 7 und die „Rückenflosse“ beinhaltet, stabilitätsbestimmend. Dieser Kern könnte als Faltungsnukleus dienen, an den sich sequenziell weitere Helixwindungen anlagern und im Zuge der „Monomerreifung“ kompaktieren.
Internetbasierte Informatiksysteme beeinflussen in steigendem Maße Situationen in unterschiedlichen Lebensbereichen. Kompetenzen zur Verwendung von Internetanwendungen und -diensten müssen explizit erworben werden, weil damit ein notwendiger Einblick in nicht beobachtbare Abläufe und nicht offen sichtbare Strukturen verbunden ist. Bisher gibt es Vorschläge für die Gestaltung schulischer Lehr-Lernprozesse zu ausgewählten Teilaspekten des Internets. Es fehlt eine systematische Analyse des Bildungsbedarfs und ein daraus resultierendes Unterrichtsmodell. In dieser Arbeit wird ein Gesamtkonzept für den Informatikunterricht in der Sekundarstufe II vorgestellt, das zu zielgerichteter und verantwortungsvoller Anwendung des Internets beiträgt. Die vorliegende Arbeit umfasst den Prozess von der Analyse erforderlicher Kompetenzen bis zur Realisierung von Lehr-Lernprozessen im Informatikunterricht in der Sekundarstufe II. Es werden der Beitrag der Informatik zu identifizierten Kompetenzen untersucht und Bildungsanforderungen bestimmt. Bildungsempfehlungen und Forschungsergebnisse zu erfolgreichen Unterrichtseinheiten werden im Hinblick auf die Bildungsziele analysiert. Der Informatikunterricht unterstützt die Kompetenzentwicklung zu internetbasierten digitalen Medien. Es wird die Entwicklung eines Unterrichtsmodells zu Internetworking beschrieben. Dazu wird der Ansatz der Didaktischen Systeme untersucht, weiter entwickelt und auf den Bereich Internetworking übertragen. Der theoretische Ansatz wird dazu in vier Unterrichtsprojekten zu Internetworking in der Praxis realisiert. Beziehungen zwischen Fachkonzepten zu Internetworking werden untersucht und durch Wissensstrukturen zur Planung von Unterrichtsprojekten eingesetzt und in der Praxis erprobt. Die Beschreibung von Lernaktivitäten erfolgt auf der Basis von Aufgabenklassen, die das notwendige Wissen zur Bearbeitung einer Aufgabenstellung repräsentieren. Auf der Grundlage des Ablaufs der Aufgabenbearbeitung werden Eigenschaften von Aufgaben beschrieben und zu deren Gestaltung nutzbar gemacht. Bisher nicht durchführbare Tätigkeiten im Unterricht werden durch die Entwicklung der Lernsoftware Filius ermöglicht. Die Reduktion der komplexen Wirklichkeit durch Simulation realer internetbasierter Informatiksysteme und die Auswahl geeigneter Sichten auf den Untersuchungsgegenstand werden mit Ergebnissen der Informatikdidaktik begründet. Unterrichtsprojekte zu den Zielen werden durchgeführt, um Lehr-Lernprozesse zu erkunden und das entwickelte Didaktische System zu erproben. Ausgehend von der theoretischen Fundierung erfolgt die praktische Realisierung von Lehr-Lernprozessen. Zur Erprobung im Informatikunterricht der Sekundarstufe II in Nordrhein-Westfalen werden Minimalziele aufgrund der Lehrvorgaben bestimmt. Die methodische Gestaltung in der Erprobung erfolgt unter Berücksichtigung der Vorgaben für den Informatikunterricht und allgemeinen Anforderungen der Fachdidaktik. Handlungsorientierte Unterrichtsmittel werden ausgewählt und in der Praxis zur Untersuchung der Lehr-Lernprozesse verwendet. Im Unterricht identifizierte Lernschwierigkeiten führen zur Modifikation der Wissensstrukturen und werden im Entwicklungsprozess von Filius berücksichtigt. Die Erkenntnisse aus Unterrichtsprojekten werden genutzt, um zu bestimmen, zu welchen Aufgabenklassen weitere Aufgaben erforderlich sind und inwieweit das aus den identifizierten Merkmalen abgeleitete Vorgehen zur Entwicklung niveaubestimmender Aufgaben genutzt werden kann. Die Erprobungen bestätigen die Tragfähigkeit des Didaktischen Systems Internetworking und leisten mit der Implementierung in der Praxis einen Beitrag zur Untersuchung von Kompetenzentwicklung im Informatikunterricht. Mit dem Didaktischen System Internetworking wird ein theoretisch fundiertes und empirisch erprobtes Unterrichtsmodell zur Entwicklung von Kompetenzen zur Einrichtung und Anwendung internetbasierter Informatiksysteme beschrieben.
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(2009)