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Kein anderer Akteur prägte die ersten Dezennien der Preußischen Seehandlung so sehr wie Carl August von Struensee. Als deren Direktor und dann als preußischer Finanzminister initiierte er zwischen 1782 und seinem Tod im Jahr 1804 bereits maßgeblich den langen Transformationsprozess der Seehandlung vom königlichen Wachs- und Salzmonopol hin zu einer Staatsbank, der erst im 20. Jahrhundert zum Abschluss kommen sollte. In dem Beitrag wird Struensee sowohl als Wirtschaftstheoretiker in den ökonomischen Diskursen der Aufklärung zwischen Physiokratie und Frühliberalismus situiert als auch als ein Finanzpolitiker mit konsequent europäischem Handlungshorizont vor dem Hintergrund einer beschleunigten globalen und kolonialen Mächtekonkurrenz porträtiert.
Gegenstand des Projektes war eine Befragung der Gremien zur kommunalen Kriminalitätsverhütung des Landes Brandenburg. Ziel des Projektes war eine Bestandsaufnahme und Systematisierung der konkreten regionalen Erscheinungsformen von Gewalt und Fremdenfeindlichkeit und ihrer möglichen Ursachen sowie die Ermittlung des von den KKV-Gremien wahrgenommenen politischen Handlungsbedarfs. Inhalt: Gewalt und Fremdenfeindlichkeit: Phänomene, Analyseebenen, Problem- und Thematisierungswellen, Erklärungsansätze und Schlussfolgerungen für die Prävention Kommunale Problemkonstellation und Problembearbeitung gemäß der Expertenbefragung der Leiter der vor Ort bestehenden Gremien kommunaler Kriminalitätsverhütung im Land Brandenburg - Integrationsprobleme und Anlässe der Gewalt - Kommunale Integrationsmaßnahmen - Jugendsubkulturen aus der Sicht kommunaler Gremien zur Kriminalitätsverhütung - Präventionsmaßnahmen zu den Jugendsubkulturen - Gremien zur kommunalen Kriminalitäts-Prävention und Möglichkeiten der Vernetzung - Maßnahmen der KKV-Kommissionen Schlussfolgerungen und Empfehlungen zur Prävention - Grundlegende Werte als Basis eines friedlichen Zusammenlebens stärken - Soziale Integration fördern - Umgang mit Medien und Images verbessern - Regionale Identität als Basis gemeinschaftlicher Verantwortung stärken - Die innerschulische soziale Integration verbessern - Kinder- und Jugendarbeit verstetigen - Zivilgesellschaftliche Initiativen unterstützen - Konsequentes rechtsstaatliches Handeln der Ordnungskräfte - Wirkung bisheriger Maßnahmen - Prävention und Präventionsgremien
Inhalt: Dynamische Interpretation der Leistungsfähigkeit Integrierte Einkommens- und Gewinnbesteuerung Zins- und Sparbereinigung Individuelle Fairness und Familiengerechtigkeit Einfachheit für Administration und Bürger Auswirkungen auf Steueraufkommen und Einkommensverteilung Generationengerechtigkeit Begleitende Maßnahmen Systemdynamik und Wirtschaftswachstum
Under the influence of orientation towards European integration, Georgia has introduced a variety of new laws with the apparent aim to decentralize legislative and executive powers. This paper shows that the Georgian efforts of decentralization remain superficial, mainly because they are not backed by additional fiscal competences at the municipality level. Following an initial description of the pre-reform situation as of 2006 and based upon a detailed account of the structural changes since 2007, the author gives insight into the conflicts which arise from the lack of institutional congruency. Neither the extraordinary status of the capital Tbilisi nor the seeming autonomy of the Rebublic of Adjara are likely to sway the renegade territories of Abchasia and Ossetia towards a reintegration under Georgian centralized rule as it continues to exist today. Likewise, the success of the proposed and discussed fiscal equalization scheme depends on whether the President and his ruling party are willing to delegate powers to the subodinate jurisdictions.
Dieser Aufsatz verknüpft die komparative Wohlfahrtsforschung mit der traditionellen Einstellungsforschung auf Basis von quantitativen empirischen Erhebungen. Inhalt: 1 Wohlfahrtskonzepte 1.1 Die Zieldimension 1.2 Die Wohlfahrtsproduzenten 2 Determinanten von Unterstützungen 2.1 Die Makroebene: Wohlfahrtsregimetypologien 2.2 Die Mikroebene: Interessen und Werte 3 Operationalisierung 3.1 Wohlfahrtskonzepte 3.2 Indikatoren der Mikroebene 4 Unterstützungspotentiale für die Wohlfahrtskonzepte 4.1 Die Unterstützung des Egalitarismus-Etatismus 4.1.1 Innerstaatliche Einstellungsvariationen 4.1.2 Zwischenstaatliche Einstellungsvariation 4.2 Die Unterstützung des Funktionalismus 4.3 Die Unterstützung des Investitionsprinzips 4.4 Die Unterstützung des reinen Leistungsprinzips 4.5 Die Unterstützung des Familialismus 4.6 Die Unterstützung des Chancengleichheit-Marktliberalismus-Index 4.7 Kompositionen von Wohlfahrtskonzepten
Among the multitude of geomorphological processes, aeolian shaping processes are of special character, Pedogenic dust is one of the most important sources of atmospheric aerosols and therefore regarded as a key player for atmospheric processes. Soil dust emissions, being complex in composition and properties, influence atmospheric processes and air quality and has impacts on other ecosystems. In this because even though their immediate impact can be considered low (exceptions exist), their constant and large-scale force makes them a powerful player in the earth system. dissertation, we unravel a novel scientific understanding of this complex system based on a holistic dataset acquired during a series of field experiments on arable land in La Pampa, Argentina. The field experiments as well as the generated data provide information about topography, various soil parameters, the atmospheric dynamics in the very lower atmosphere (4m height) as well as measurements regarding aeolian particle movement across a wide range of particle size classes between 0.2μm up to the coarse sand.
The investigations focus on three topics: (a) the effects of low-scale landscape structures on aeolian transport processes of the coarse particle fraction, (b) the horizontal and vertical fluxes of the very fine particles and (c) the impact of wind gusts on particle emissions.
Among other considerations presented in this thesis, it could in particular be shown, that even though the small-scale topology does have a clear impact on erosion and deposition patterns, also physical soil parameters need to be taken into account for a robust statistical modelling of the latter. Furthermore, specifically the vertical fluxes of particulate matter have different characteristics for the particle size classes. Finally, a novel statistical measure was introduced to quantify the impact of wind gusts on the particle uptake and its application on the provided data set. The aforementioned measure shows significantly increased particle concentrations during points in time defined as gust event.
With its holistic approach, this thesis further contributes to the fundamental understanding of how atmosphere and pedosphere are intertwined and affect each other.
The COVID-19 pandemic created the largest experiment in working from home. We study how persistent telework may change energy and transport consumption and costs in Germany to assess the distributional and environmental implications when working from home will stick. Based on data from the German Microcensus and available classifications of working-from-home feasibility for different occupations, we calculate the change in energy consumption and travel to work when 15% of employees work full time from home. Our findings suggest that telework translates into an annual increase in heating energy expenditure of 110 euros per worker and a decrease in transport expenditure of 840 euros per worker. All income groups would gain from telework but high-income workers gain twice as much as low-income workers. The value of time saving is between 1.3 and 6 times greater than the savings from reduced travel costs and almost 9 times higher for high-income workers than low-income workers. The direct effects on CO₂ emissions due to reduced car commuting amount to 4.5 millions tons of CO₂, representing around 3 percent of carbon emissions in the transport sector.
Das Praxissemester, in dem die Studierenden mehrere Monate am Schulleben teilhaben, ist ein wichtiger Bestandteil schulpraktischer Ausbildung geworden. Die vielfältigen Ziele schließen den Kompetenzerwerb entsprechend den KMK-Vorgaben sowie die Berufswahlüberprüfung ein. Forschungsbefunde deuten jedoch darauf hin, dass nicht alle erhoff ten Ziele in Schulpraktika auch tatsächlich erreicht werden. Die konkreten Lernsituationen im Praxissemester standen hingegen bisher wenig im Fokus. Um dies aufzugreifen, interviewten wir für die vorliegende Studie N = 7 Lehramtsstudierende unmittelbar nach Abschluss ihres Praxissemesters zu den von Ihnen wahrgenommenen Lernerfolgen und den Lerngelegenheiten, in denen sie diese erzielten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Studierenden glauben, vor allem ihre Unterrichts-Kompetenzen weiterentwickelt und sich als Lehrkraft sowie ihre Lehrer:innenpersönlichkeit kennengelernt zu haben. Als zentrale Lerngelegenheit benennen sie insbesondere den Austausch mit den Mentorinnen und Mentoren.
Vorwort
(2023)
Die Königlich Preußische Seehandlung, nach der heute die „Stiftung Preußische Seehandlung“ benannt ist, besitzt eine lange und vielseitige Geschichte. Der anlässlich des Stiftungsjubiläums erscheinende Band wirft einen Blick auf die Gründungskonstellation 1772, als König Friedrich II. die Gewerbe in Preußen fördern wollte. Er zeichnet die Aktivitäten von Männern an der Spitze der Seehandlung nach, wie Finanzminister Carl August von Struensee und dem unter- nehmerisch denkenden Karrierebeamten Christian Rother.
Das Gebäude der Seehandlung wurde nach 1900 neu erbaut und ist heute in der Berlin-Brandenburgischen Akademie am Gendarmenmarkt lebendige Gegenwart. Die Seehand- lung erhielt von ihren Zeitgenossen im 19. Jahr- hundert ambivalente Urteile. Ein Ausblick auf die Geschichte der Stiftung Preußische Seehandlung seit 1983 zeigt das Bemühen um Kunst- und Kul- turförderung als zentrale Aufgabe.
Vom Monomer zum Glykopolymer
(2019)
Glykopolymere sind synthetische und natürlich vorkommende Polymere, die eine Glykaneinheit in der Seitenkette des Polymers tragen. Glykane sind durch die Glykan-Protein-Wechselwirkung verantwortlich für viele biologische Prozesse. Die Beteiligung der Glykanen in diesen biologischen Prozessen ermöglicht das Imitieren und Analysieren der Wechselwirkungen durch geeignete Modellverbindungen, z.B. der Glykopolymere. Dieses System der Glykan-Protein-Wechselwirkung soll durch die Glykopolymere untersucht und studiert werden, um die spezifische und selektive Bindung der Proteine an die Glykopolymere nachzuweisen. Die Proteine, die in der Lage sind, Kohlenhydratstrukturen selektiv zu binden, werden Lektine genannt.
In dieser Dissertationsarbeit wurden verschiedene Glykopolymere synthetisiert. Dabei sollte auf einen effizienten und kostengünstigen Syntheseweg geachtet werden.
Verschiedene Glykopolymere wurden durch funktionalisierte Monomere mit verschiedenen Zuckern, wie z.B. Mannose, Laktose, Galaktose oder N-Acetyl-Glukosamin als funktionelle Gruppe, hergestellt. Aus diesen funktionalisierten Glykomonomeren wurden über ATRP und RAFT-Polymerisation Glykopolymere synthetisiert.
Die erhaltenen Glykopolymere wurden in Diblockcopolymeren als hydrophiler Block angewendet und die Selbstassemblierung in wässriger Lösung untersucht. Die Polymere formten in wässriger Lösung Mizellen, bei denen der Zuckerblock an der Oberfläche der Mizellen sitzt. Die Mizellen wurden mit einem hydrophoben Fluoreszenzfarbstoff beladen, wodurch die CMC der Mizellenbildung bestimmt werden konnte.
Außerdem wurden die Glykopolymere als Oberflächenbeschichtung über „Grafting from“ mit SI-ATRP oder über „Grafting to“ auf verschiedene Oberflächen gebunden. Durch die glykopolymerbschichteten Oberflächen konnte die Glykan Protein Wechselwirkung über spektroskopische Messmethoden, wie SPR- und Mikroring Resonatoren untersucht werden. Hierbei wurde die spezifische und selektive Bindung der Lektine an die Glykopolymere nachgewiesen und die Bindungsstärke untersucht.
Die synthetisierten Glykopolymere könnten durch Austausch der Glykaneinheit für andere Lektine adressierbar werden und damit ein weites Feld an anderen Proteinen erschließen. Die bioverträglichen Glykopolymere wären alternativen für den Einsatz in biologischen Prozessen als Transporter von Medikamenten oder Farbstoffe in den Körper. Außerdem könnten die funktionalisierten Oberflächen in der Diagnostik zum Erkennen von Lektinen eingesetzt werden. Die Glykane, die keine selektive und spezifische Bindung zu Proteinen eingehen, könnten als antiadsorptive Oberflächenbeschichtung z.B. in der Zellbiologie eingesetzt werden.
Large-scale volcanic deformation recently detected by radar interferometry (InSAR) provides new information and thus new scientific challenges for understanding volcano-tectonic activity and magmatic systems. The destabilization of such a system at depth noticeably affects the surrounding environment through magma injection, ground displacement and volcanic eruptions. To determine the spatiotemporal evolution of the Lazufre volcanic area located in the central Andes, we combined short-term ground displacement acquired by InSAR with long-term geological observations. Ground displacement was first detected using InSAR in 1997. By 2008, this displacement affected 1800 km2 of the surface, an area comparable in size to the deformation observed at caldera systems. The original displacement was followed in 2000 by a second, small-scale, neighbouring deformation located on the Lastarria volcano. We performed a detailed analysis of the volcanic structures at Lazufre and found relationships with the volcano deformations observed with InSAR. We infer that these observations are both likely to be the surface expression of a long-lived magmatic system evolving at depth. It is not yet clear whether Lazufre may trigger larger unrest or volcanic eruptions; however, the second deformation detected at Lastarria and the clear increase of the large-scale deformation rate make this an area of particular interest for closer continuous monitoring.
In the last century, several astronomical measurements have supported that a significant percentage (about 22%) of the total mass of the Universe, on galactic and extragalactic scales, is composed of a mysterious ”dark” matter (DM). DM does not interact with the electromagnetic force; in other words it does not reflect, absorb or emit light. It is possible that DM particles are weakly interacting massive particles (WIMPs) that can annihilate (or decay) into Standard Model (SM) particles, and modern very- high-energy (VHE; > 100 GeV) instruments such as imaging atmospheric Cherenkov telescopes (IACTs) can play an important role in constraining the main properties of such DM particles, by detecting these products. One of the most privileged targets where to look for DM signal are dwarf spheroidal galaxies (dSphs), as they are expected to be high DM-dominated objects with a clean, gas-free environment. Some dSphs could be considered as extended sources, considering the angular resolution of IACTs; their angu- lar resolution is adequate to detect extended emission from dSphs. For this reason, we performed an extended-source analysis, by taking into account in the unbinned maximum likelihood estimation both the energy and the angular extension dependency of observed events. The goal was to set more constrained upper limits on the velocity-averaged cross-section annihilation of WIMPs with VERITAS data. VERITAS is an array of four IACTs, able to detect γ-ray photons ranging between 100 GeV and 30 TeV. The results of this extended analysis were compared against the traditional spectral analysis. We found that a 2D analysis may lead to more constrained results, depending on the DM mass, channel, and source. Moreover, in this thesis, the results of a multi-instrument project are presented too. Its goal was to combine already published 20 dSphs data from five different experiments, such as Fermi-LAT, MAGIC, H.E.S.S., VERITAS and HAWC, in order to set upper limits on the WIMP annihilation cross-section in the widest mass range ever reported.
Verfassungsgerichtsbarkeit in der Russischen Föderation und in der Bundesrepublik Deutschland
(2013)
Der Tagungsband enthält die Referate und Diskussionsbeiträge des in Moskau an der Staatlichen Juristischen Kutafin-Universität am 9. und 10. Oktober 2012 durchgeführten Rundtischgespräches zur Verfassungsgerichtsbarkeit. Behandelt werden ausgewählte rechtshistorische und -politische Fragen sowie aktuelle rechtliche Probleme der Verfassungsgerichtsbarkeit in der Russischen Föderation und der Bundesrepublik Deutschland sowohl aus der Sicht der Rechtspraxis als auch der Wissenschaft: insbesondere die Entwicklung der Verfassungsgerichtsbarkeit in Geschichte und Gegenwart, Status, Rechtsnatur und Aufgaben des Verfassungsgerichts in den Subjekten der Föderation und in den Ländern sowie Verfassungsgericht und Gesetzgebung. Zudem werden Spezialfragen der Verfassungsgerichtsbarkeit erörtert, z.B. die Institution des Bevollmächtigten Vertreters des Präsidenten im Verfassungsgericht in Russland, der Eilrechtsschutz durch das BVerfG und der Rechtsschutz bei überlangen Verfahren vor dem BVerfG in Deutschland.
Air pollution has been a persistent global problem in the past several hundred years. While some industrialized nations have shown improvements in their air quality through stricter regulation, others have experienced declines as they rapidly industrialize. The WHO’s 2021 update of their recommended air pollution limit values reflects the substantial impacts on human health of pollutants such as NO2 and O3, as recent epidemiological evidence suggests substantial long-term health impacts of air pollution even at low concentrations. Alongside developments in our understanding of air pollution's health impacts, the new technology of low-cost sensors (LCS) has been taken up by both academia and industry as a new method for measuring air pollution. Due primarily to their lower cost and smaller size, they can be used in a variety of different applications, including in the development of higher resolution measurement networks, in source identification, and in measurements of air pollution exposure. While significant efforts have been made to accurately calibrate LCS with reference instrumentation and various statistical models, accuracy and precision remain limited by variable sensor sensitivity. Furthermore, standard procedures for calibration still do not exist and most proprietary calibration algorithms are black-box, inaccessible to the public. This work seeks to expand the knowledge base on LCS in several different ways: 1) by developing an open-source calibration methodology; 2) by deploying LCS at high spatial resolution in urban environments to test their capability in measuring microscale changes in urban air pollution; 3) by connecting LCS deployments with the implementation of local mobility policies to provide policy advice on resultant changes in air quality.
In a first step, it was found that LCS can be consistently calibrated with good performance against reference instrumentation using seven general steps: 1) assessing raw data distribution, 2) cleaning data, 3) flagging data, 4) model selection and tuning, 5) model validation, 6) exporting final predictions, and 7) calculating associated uncertainty. By emphasizing the need for consistent reporting of details at each step, most crucially on model selection, validation, and performance, this work pushed forward with the effort towards standardization of calibration methodologies. In addition, with the open-source publication of code and data for the seven-step methodology, advances were made towards reforming the largely black-box nature of LCS calibrations.
With a transparent and reliable calibration methodology established, LCS were then deployed in various street canyons between 2017 and 2020. Using two types of LCS, metal oxide (MOS) and electrochemical (EC), their performance in capturing expected patterns of urban NO2 and O3 pollution was evaluated. Results showed that calibrated concentrations from MOS and EC sensors matched general diurnal patterns in NO2 and O3 pollution measured using reference instruments. While MOS proved to be unreliable for discerning differences among measured locations within the urban environment, the concentrations measured with calibrated EC sensors matched expectations from modelling studies on NO2 and O3 pollution distribution in street canyons. As such, it was concluded that LCS are appropriate for measuring urban air quality, including for assisting urban-scale air pollution model development, and can reveal new insights into air pollution in urban environments.
To achieve the last goal of this work, two measurement campaigns were conducted in connection with the implementation of three mobility policies in Berlin. The first involved the construction of a pop-up bike lane on Kottbusser Damm in response to the COVID-19 pandemic, the second surrounded the temporary implementation of a community space on Böckhstrasse, and the last was focused on the closure of a portion of Friedrichstrasse to all motorized traffic. In all cases, measurements of NO2 were collected before and after the measure was implemented to assess changes in air quality resultant from these policies. Results from the Kottbusser Damm experiment showed that the bike-lane reduced NO2 concentrations that cyclists were exposed to by 22 ± 19%. On Friedrichstrasse, the street closure reduced NO2 concentrations to the level of the urban background without worsening the air quality on side streets. These valuable results were communicated swiftly to partners in the city administration responsible for evaluating the policies’ success and future, highlighting the ability of LCS to provide policy-relevant results.
As a new technology, much is still to be learned about LCS and their value to academic research in the atmospheric sciences. Nevertheless, this work has advanced the state of the art in several ways. First, it contributed a novel open-source calibration methodology that can be used by a LCS end-users for various air pollutants. Second, it strengthened the evidence base on the reliability of LCS for measuring urban air quality, finding through novel deployments in street canyons that LCS can be used at high spatial resolution to understand microscale air pollution dynamics. Last, it is the first of its kind to connect LCS measurements directly with mobility policies to understand their influences on local air quality, resulting in policy-relevant findings valuable for decisionmakers. It serves as an example of the potential for LCS to expand our understanding of air pollution at various scales, as well as their ability to serve as valuable tools in transdisciplinary research.
Urban pollution
(2022)
We use worldwide satellite data to analyse how population size and density affect urban pollution. We find that density significantly increases pollution exposure. Looking only at urban areas, we find that population size affects exposure more than density. Moreover, the effect is driven mostly by population commuting to core cities rather than the core city population itself. We analyse heterogeneity by geography and income levels. By and large, the influence of population on pollution is greatest in Asia and middle-income countries. A counterfactual simulation shows that PM2.5 exposure would fall by up to 36% and NO2 exposure up to 53% if within countries population size were equalized across all cities.
Alle Organismen sind für ihr Überleben auf Metalle angewiesen. Hierbei gibt es für jedes Metall einen Konzentrationsbereich, der das Optimum zwischen Metallmangel, -bedarf und -toxizität darstellt. Es gilt mittlerweile als erwiesen, dass alle Organismen zur Aufrechterhaltung des Metallgleichgewichts ein komplexes Netzwerk von Proteinen und niedermolekularen Verbindungen entwickelt haben. Die molekularen Komponenten dieses Netzwerks sind nur zu einem Teil bekannt und charakterisiert: In den letzten Jahren wurden einige Proteinfamilien identifiziert, deren Mitglieder Metalle durch Lipidmembranen transportieren. Eine dieser Metalltransporterfamilien ist die Cation Diffusion Facilitator (CDF)-Familie: Alle charakterisierten Mitglieder exportieren Metalle aus dem Zytoplasma – entweder in zelluläre Kompartimente oder aus der Zelle heraus. Von den zwölf Mitgliedern dieser Familie in Arabidopsis thaliana (A. thaliana) – Metall Toleranz Protein (MTP)-1 bis -12 – wurden bisher AtMTP1 und AtMTP3 charakterisiert. In dieser Arbeit wird die Charakterisierung von AtMTP2 beschrieben. Wie die homologen Proteine AtMTP1 und AtMTP3 führt AtMTP2 zu Zn-Toleranz, wenn es heterolog in Zn-sensitiven Hefemutanten exprimiert wird. Mit AtMTP2 transformierte Hefemutanten zeigten darüber hinaus erhöhte Co-Toleranz. Expression von chimären AtMTP2/GFP Fusionsproteinen in Hefe, A.thaliana protoplasten und in stabil transformierten A.thalinana Planzenlinien deutet auf Lokalisation of AtMTP2 in Membranen des Endoplasmatischen Retikulums (ER) hin, wenn GFP an den C-Terminus von MTP2 fusioniert wird. Fusion of GFP an den N-Terminus von AtMTP2 führte zu Lokalisation in der vakuolären Membran, was wahrscheinlichsten auf Fehllokalisierung durch Maskierung eines ER-Retentionsmotivs (XXRR) am N-Terminus von AtMTP2 zurückgeht. Dies legt nahe, dass AtMTP2 die erwähnten Metalle in das Endomembransystem der Zelle transportieren kann. Eine gewebespezifische Lokalisierung wurde mit Pflanzen durchgeführt, die das β-Glucuronidase (GUS)-Reporterprotein bzw. chimäre Fusionsproteine aus EGFP und AtMTP2 unter Kontrolle des nativen pMTP2-Promotors exprimierten. Diese Experimente bestätigten zum einen, dass der pMTP2-Promotor nur unter Zn-Defizienz aktiv ist. GUS-Aktivität wurde unter diesen Bedingungen in zwei Zonen der Wurzelspitze beobachtet: in den isodiametrischen Zellen der meristematischen Zone und in der beginnenden Wurzelhaarzone. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die EGFP-Fusionsproteine unter Kontrolle des nativen pMTP2-Promotors nur in epidermalen Zellen exprimiert werden. Für eine homozygote Knockout- Linie, mtp2-S3, konnte bisher kein eindeutiger Phänotyp identifiziert werden. Auf Grundlage der bisher durchgeführten Charakterisierung von AtMTP2 erscheinen zwei Modelle der Funktion von AtMTP2 in der Pflanze möglich: AtMTP2 könnte essentiell für die Versorgung des ER mit Zn unter Zn-Mangelbedingungen sein. Hierfür spricht, dass AtMTP2 in jungen, teilungsaktiven und damit Zn-benötigenden Wurzelzonen exprimiert wird. Die auf die Epidermis beschränkte Lokalisation könnte bei diesem Modell auf die Möglichkeit der zwischenzellulären Zn-Verteilung innerhalb des ER über Desmotubules hindeuten. Alternativ könnte AtMTP2 eine Funktion bei der Detoxifizierung von Zn unter Zn-Schock Bedingungen haben: Es ist bekannt, dass unter Zn- Mangelbedingungen die Expression der zellulären Zn-Aufnahmesysteme hochreguliert wird. Wenn nun die Zn-Verfügbarkeit im Boden z. B durch eine pH-Änderung innerhalb kurzer Zeit stark ansteigt, besteht die Notwendigkeit der Entgiftung von Zn innerhalb der Zelle, bis der starke Einstrom von Zn ins Zytoplasma durch die Deaktivierung der Zn-Aufnahmesysteme und einer geringeren Expression in der Pflanze gedrosselt ist. Ein ähnlicher Mechanismus wurde in der Bäckerhefe S. cerevisae beschrieben, in der darüber hinaus ein Zn-Transporter verstärkt exprimiert wird, der Zn durch Transport in die Vakuole entgiften kann. Es ist durchaus möglich, dass in Arabidopsis AtMTP2 die Zn-Detoxifizierung unter diesen speziellen Bedingungen durch Zn-Transport in das ER oder die Vakuole vermittelt. Zur Identifikation weiterer Komponenten des Metallhomöostasenetzwerks sind verschiedene Ansätze denkbar. In dieser Arbeit wurde in Hefe ein heterologer Screen durchgeführt, um Interaktoren für vier Mitglieder der Arabidopsis-CDF-Familie zu identifizieren. Unter den 11 im Hefesystem bestätigten Kandidaten befindet sich mit AtSPL1 ein AtMTP1-Interaktionskandidat, der möglicherweise eine Rolle bei der Cu-,Zn-Homöostase spielt. Als wahrscheinliche AtMTP3-Interaktionskandidaten wurde die c”-Untereinheit der vakuolären H+-ATPase AtVHA identifiziert sowie mit AtNPSN13 ein Protein, das vermutlich eine Rolle bei Fusionen von Vesikeln mit Zielmembranen spielt. Ein anderer Ansatz zur Identifikation neuer Metallhomöostasegene ist die vergleichende Elementanalyse von natürlichen oder mutagenisierten Pflanzenpopulationen. Voraussetzung für diesen Ansatz ist die schnelle und genaue Analyse des Elementgehalts von Pflanzen. Eine etablierte Methode zur simultanen Bestimmung von bis zu 65 Elementen in einer Probe ist die Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP OES). Der limitierende Faktor für einen hohen Probendurchsatz ist die Notwendigkeit, Proben für die Analyse zu verflüssigen. Eine alternative Methode der Probenzuführung zum Analysegerät ist die elektrothermale Verdampfung (ETV) der Probe. Zur weitgehend automatisierten Analyse von Pflanzenmaterial mit minimiertem Arbeitsaufwand wurde eine Methode entwickelt, die auf der Kopplung der ETV mit der ICP OES basiert.
Arachidonsäurelipoxygenasen (ALOX-Isoformen) sind Lipid-peroxidierenden Enzyme, die bei der Zelldifferenzierung und bei der Pathogenese verschiedener Erkrankungen bedeutsam sind. Im menschlichen Genom gibt es sechs funktionelle ALOX-Gene, die als Einzelkopiegene vorliegen. Für jedes humane ALOX-Gen gibt es ein orthologes Mausgen. Obwohl sich die sechs humanen ALOX-Isoformen strukturell sehr ähnlich sind, unterscheiden sich ihre funktionellen Eigenschaften deutlich voneinander. In der vorliegenden Arbeit wurden vier unterschiedliche Fragestellungen zum Vorkommen, zur biologischen Rolle und zur Evolutionsabhängigkeit der enzymatischen Eigenschaften von Säugetier-ALOX-Isoformen untersucht:
1) Spitzhörnchen (Tupaiidae) sind evolutionär näher mit dem Menschen verwandt als Nagetiere und wurden deshalb als Alternativmodelle für die Untersuchung menschlicher Erkrankungen vorgeschlagen. In dieser Arbeit wurde erstmals der Arachidonsäurestoffwechsel von Spitzhörnchen untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass im Genom von Tupaia belangeri vier unterschiedliche ALOX15-Gene vorkommen und die Enzyme sich hinsichtlich ihrer katalytischen Eigenschaften ähneln. Diese genomische Vielfalt, die weder beim Menschen noch bei Mäusen vorhanden ist, erschwert die funktionellen Untersuchungen zur biologischen Rolle des ALOX15-Weges. Damit scheint Tupaia belangeri kein geeigneteres Tiermodel für die Untersuchung des ALOX15-Weges des Menschen zu sein.
2) Entsprechend der Evolutionshypothese können Säugetier-ALOX15-Orthologe in Arachidonsäure-12-lipoxygenierende- und Arachidonsäure-15-lipoxygenierende Enzyme eingeteilt werden. Dabei exprimieren Säugetierspezies, die einen höheren Evolutionsgrad als Gibbons aufweisen, Arachidonsäure-15-lipoxygenierende ALOX15-Orthologe, während evolutionär weniger weit entwickelte Säugetiere Arachidonsäure-12 lipoxygenierende Enzyme besitzen. In dieser Arbeit wurden elf neue ALOX15-Orthologe als rekombinante Proteine exprimiert und funktionell charakterisiert. Die erhaltenen Ergebnisse fügen sich widerspruchsfrei in die Evolutionshypothese ein und verbreitern deren experimentelle Basis. Die experimentellen Daten bestätigen auch das Triadenkonzept.
3) Da humane und murine ALOX15B-Orthologe unterschiedliche funktionelle Eigenschaften aufweisen, können Ergebnisse aus murinen Krankheitsmodellen zur biologischen Rolle der ALOX15B nicht direkt auf den Menschen übertragen werden. Um die ALOX15B-Orthologen von Maus und Mensch funktionell einander anzugleichen, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Knock-in Mäuse durch die In vivo Mutagenese mittels CRISPR/Cas9-Technik hergestellt. Diese exprimieren eine humanisierte Mutante (Doppelmutation von Tyrosin603Asparaginsäure+Histidin604Valin) der murinen Alox15b. Diese Mäuse waren lebens- und fortpflanzungsfähig, zeigten aber geschlechtsspezifische Unterschiede zu ausgekreuzten Wildtyp-Kontrolltieren im Rahmen ihre Individualentwicklung.
4) In vorhergehenden Untersuchungen zur Rolle der ALOX15B in Rahmen der Entzündungsreaktion wurde eine antiinflammatorische Wirkung des Enzyms postuliert. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob eine Humanisierung der murinen Alox15b die Entzündungsreaktion in zwei verschiedenen murinen Entzündungsmodellen beeinflusst. Eine Humanisierung der murinen Alox15b führte zu einer verstärkten Ausbildung von Entzündungssymptomen im induzierten Dextran-Natrium-Sulfat-Kolitismodell. Im Gegensatz dazu bewirkte die Humanisierung der Alox15b eine Abschwächung der Entzündungssymptome im Freund‘schen Adjuvans Pfotenödemmodell. Diese Daten deuten darauf hin, dass sich die Rolle der ALOX15B in verschiedenen Entzündungsmodellen unterscheidet.
Schulpraktische Phasen stellen eine bedeutende praxisnahe Lerngelegenheit im Lehramtsstudium dar, da sie Raum für umfangreiche Reflexionen der eigenen Lernerfahrung bieten. Das im Studium erworbene theoretisch-formale Wissen steht hierbei dem praktischen Wissen und Können gegenüber. Mit der professionellen Entwicklung im Referendariat, besonders im Kompetenzbereich des Unterrichtens, kann geschlussfolgert werden, dass sich eine Reflexion über eher fachliche Aspekte unter den Studierenden im Referendariat auf eine Reflexion über eher überfachliche und pädagogische Aspekte weitet. Infolge der Analyse von N = 55 schriftlichen Fremdreflexionen von angehenden Physiklehrkräften aus Studium und Referendariat konnte diese Hypothese für den Bereich der Unterrichtsanalyse und -reflexion unterstützt werden. Weiter wurde aus der Videovignette ein Workshopangebot für Lehrkräfte der zweiten und dritten Phase der Lehrkräftebildung entwickelt, erprobt und evaluiert.