Refine
Year of publication
Document Type
- Article (37)
- Monograph/Edited Volume (3)
- Conference Proceeding (2)
- Doctoral Thesis (2)
- Postprint (2)
- Report (2)
- Other (1)
- Part of Periodical (1)
- Review (1)
Is part of the Bibliography
- yes (51)
Keywords
- HI-RTE (2)
- Klimaanpassung (2)
- elasticity imaging (2)
- real-time tissue elastography (2)
- sonoelastography (2)
- Aktivitätsmessung (1)
- Anpassungsmaßnahmen (1)
- Arabidopsis thaliana (1)
- Ausbildung (1)
- Axillary lymph nodes (1)
Institute
- Institut für Biochemie und Biologie (14)
- Institut für Chemie (6)
- Institut für Umweltwissenschaften und Geographie (6)
- Department Sport- und Gesundheitswissenschaften (5)
- Institut für Geowissenschaften (4)
- Department Linguistik (3)
- Institut für Informatik und Computational Science (2)
- Institut für Physik und Astronomie (2)
- Department Psychologie (1)
- Extern (1)
A catalog of genetic loci associated with kidney function from analyses of a million individuals
(2019)
Chronic kidney disease (CKD) is responsible for a public health burden with multi-systemic complications. Through transancestry meta-analysis of genome-wide association studies of estimated glomerular filtration rate (eGFR) and independent replication (n = 1,046,070), we identified 264 associated loci (166 new). Of these,147 were likely to be relevant for kidney function on the basis of associations with the alternative kidney function marker blood urea nitrogen (n = 416,178). Pathway and enrichment analyses, including mouse models with renal phenotypes, support the kidney as the main target organ. A genetic risk score for lower eGFR was associated with clinically diagnosed CKD in 452,264 independent individuals. Colocalization analyses of associations with eGFR among 783,978 European-ancestry individuals and gene expression across 46 human tissues, including tubulo-interstitial and glomerular kidney compartments, identified 17 genes differentially expressed in kidney. Fine-mapping highlighted missense driver variants in 11 genes and kidney-specific regulatory variants. These results provide a comprehensive priority list of molecular targets for translational research.
Rapid decline of glomerular filtration rate estimated from creatinine (eGFRcrea) is associated with severe clinical endpoints. In contrast to cross-sectionally assessed eGFRcrea, the genetic basis for rapid eGFRcrea decline is largely unknown. To help define this, we meta-analyzed 42 genome-wide association studies from the Chronic Kidney Diseases Genetics Consortium and United Kingdom Biobank to identify genetic loci for rapid eGFRcrea decline. Two definitions of eGFRcrea decline were used: 3 mL/min/1.73m(2)/year or more ("Rapid3"; encompassing 34,874 cases, 107,090 controls) and eGFRcrea decline 25% or more and eGFRcrea under 60 mL/min/1.73m(2) at follow-up among those with eGFRcrea 60 mL/min/1.73m(2) or more at baseline ("CKDi25"; encompassing 19,901 cases, 175,244 controls). Seven independent variants were identified across six loci for Rapid3 and/or CKDi25: consisting of five variants at four loci with genome-wide significance (near UMOD-PDILT (2), PRKAG2, WDR72, OR2S2) and two variants among 265 known eGFRcrea variants (near GATM, LARP4B). All these loci were novel for Rapid3 and/or CKDi25 and our bioinformatic follow-up prioritized variants and genes underneath these loci. The OR2S2 locus is novel for any eGFRcrea trait including interesting candidates. For the five genome-wide significant lead variants, we found supporting effects for annual change in blood urea nitrogen or cystatin-based eGFR, but not for GATM or (LARP4B). Individuals at high compared to those at low genetic risk (8-14 vs. 0-5 adverse alleles) had a 1.20-fold increased risk of acute kidney injury (95% confidence interval 1.08-1.33). Thus, our identified loci for rapid kidney function decline may help prioritize therapeutic targets and identify mechanisms and individuals at risk for sustained deterioration of kidney function.
Many lakes exhibit seasonal stratification, during which they develop strong thermal and chemical gradients. An expansion of depth-integrated monitoring programs has provided insight into the importance of organic carbon processing that occurs below the upper mixed layer. However, the chemical and physical drivers of metabolism and metabolic coupling remain unresolved, especially in the metalimnion. In this depth zone, sharp gradients in key resources such as light and temperature co-occur with dynamic physical conditions that influence metabolic processes directly and simultaneously hamper the accurate tracing of biological activity. We evaluated the drivers of metalimnetic metabolism and its associated uncertainty across 10 stratified lakes in Europe and North America. We hypothesized that the metalimnion would contribute highly to whole-lake functioning in clear oligotrophic lakes, and that metabolic rates would be highly variable in unstable polymictic lakes. Depth-integrated rates of gross primary production (GPP) and ecosystem respiration (ER) were modelled from diel dissolved oxygen curves using a Bayesian approach. Metabolic estimates were more uncertain below the epilimnion, but uncertainty was not consistently related to lake morphology or mixing regime. Metalimnetic rates exhibited high day-to-day variability in all trophic states, with the metalimnetic contribution to daily whole-lake GPP and ER ranging from 0% to 87% and < 1% to 92%, respectively. Nonetheless, the metalimnion of low-nutrient lakes contributed strongly to whole-lake metabolism on average, driven by a collinear combination of highlight, low surface-water phosphorous concentration and high metalimnetic volume. Consequently, a single-sensor approach does not necessarily reflect whole-ecosystem carbon dynamics in stratified lakes.
The effects of climate and topography on soil physico-chemical and microbial parameters were studied along an extensive latitudinal climate gradient in the Coastal Cordillera of Chile (26 degrees-38 degrees S). The study sites encompass arid (Pan de Azucar), semiarid (Santa Gracia), mediterranean (La Campana) and humid (Nahuelbuta) climates and vegetation, ranging from arid desert, dominated by biological soil crusts (biocrusts), semiarid shrubland and mediterranean sclerophyllous forest, where biocrusts are present but do have a seasonal pattern to temperate-mixed forest, where biocrusts only occur as an early pioneering development stage after disturbance. All soils originate from granitic parent materials and show very strong differences in pedogenesis intensity and soil depth. Most of the investigated physical, chemical and microbiological soil properties showed distinct trends along the climate gradient. Further, abrupt changes between the arid northernmost study site and the other semi-arid to humid sites can be shown, which indicate non-linearity and thresholds along the climate gradient. Clay and total organic carbon contents (TOC) as well as Ah horizons and solum depths increased from arid to humid climates, whereas bulk density (BD), pH values and base saturation (BS) decreased. These properties demonstrate the accumulation of organic matter, clay formation and element leaching as key-pedogenic processes with increasing humidity. However, the soils in the northern arid climate do not follow this overall latitudinal trend, because texture and BD are largely controlled by aeolian input of dust and sea salts spray followed by the formation of secondary evaporate minerals. Total soil DNA concentrations and TOC increased from arid to humid sites, while areal coverage by biocrusts exhibited an opposite trend. Relative bacterial and archaeal abundances were lower in the arid site, but for the other sites the local variability exceeds the variability along the climate gradient. Differences in soil properties between topographic positions were most pronounced at the study sites with the mediterranean and humid climate, whereas microbial abundances were independent on topography across all study sites. In general, the regional climate is the strongest controlling factor for pedogenesis and microbial parameters in soils developed from the same parent material. Topographic position along individual slopes of limited length augmented this effect only under humid conditions, where water erosion likely relocated particles and elements downward. The change from alkaline to neutral soil pH between the arid and the semi-arid site coincided with qualitative differences in soil formation as well as microbial habitats. This also reflects non-linear relationships of pedogenic and microbial processes in soils depending on climate with a sharp threshold between arid and semi-arid conditions. Therefore, the soils on the transition between arid and semi-arid conditions are especially sensitive and may be well used as indicators of long and medium-term climate changes. Concluding, the unique latitudinal precipitation gradient in the Coastal Cordillera of Chile is predestined to investigate the effects of the main soil forming factor - climate - on pedogenic processes.
Moving in the Anthropocene
(2018)
Animal movement is fundamental for ecosystem functioning and species survival, yet the effects of the anthropogenic footprint on animal movements have not been estimated across species. Using a unique GPS-tracking database of 803 individuals across 57 species, we found that movements of mammals in areas with a comparatively high human footprint were on average one-half to one-third the extent of their movements in areas with a low human footprint. We attribute this reduction to behavioral changes of individual animals and to the exclusion of species with long-range movements from areas with higher human impact. Global loss of vagility alters a key ecological trait of animals that affects not only population persistence but also ecosystem processes such as predator-prey interactions, nutrient cycling, and disease transmission.
HPI Future SOC Lab
(2015)
Das Future SOC Lab am HPI ist eine Kooperation des Hasso-Plattner-Instituts mit verschiedenen Industriepartnern. Seine Aufgabe ist die Ermöglichung und Förderung des Austausches zwischen Forschungsgemeinschaft und Industrie.
Am Lab wird interessierten Wissenschaftlern eine Infrastruktur von neuester Hard- und Software kostenfrei für Forschungszwecke zur Verfügung gestellt. Dazu zählen teilweise noch nicht am Markt verfügbare Technologien, die im normalen Hochschulbereich in der Regel nicht zu finanzieren wären, bspw. Server mit bis zu 64 Cores und 2 TB Hauptspeicher. Diese Angebote richten sich insbesondere an Wissenschaftler in den Gebieten Informatik und Wirtschaftsinformatik. Einige der Schwerpunkte sind Cloud Computing, Parallelisierung und In-Memory Technologien.
In diesem Technischen Bericht werden die Ergebnisse der Forschungsprojekte des Jahres 2015 vorgestellt. Ausgewählte Projekte stellten ihre Ergebnisse am 15. April 2015 und 4. November 2015 im Rahmen der Future SOC Lab Tag Veranstaltungen vor.
Im Bereich der medizinischen Diagnostik spielen DNA-Chips eine immer wichtigere Rolle. Dabei werden Glas- oder Silikon-Oberflächen mit Tausenden von einzelsträngigen DNA-Fragmenten, sog. Sonden, bestückt, die mit den passenden DNA-Fragmenten in der zugefügten Patientenprobe verschmelzen. Die Auswertung solcher Messungen liefert die Diagnose für Krankheiten wie z.B. Krebs, Alzheimer oder für den Nachweis pathogener Erreger. Durch fortschreitende Miniaturisierung dieser Meßsysteme können bis zu 40.000 Genfragmente des Menschen in einer einzigen Messung analysiert werden. Neben den DNA-Fragmenten können Bio-Chips auch für andere biologische Komponenten wie Antikörper und Proteine eingesetzt werden, wobei bei letzteren neben der Bindung auch die Aktivität ein wichtiger Diagnoseparamter ist. Am Fraunhofer-Institut für medizinische Technik und am Lehrstuhl für Analytische Biochemie der Universität Potsdam wurden im Rahmen einer Doktorarbeit Methoden entwickelt, die es ermöglichen auf nukleinsäuremodifizierten Sensoroberflächen die Aktivität von Proteinen zu messen. Es wurden Nukleinsäuren auf Oberflächen optischer Sensoren verankert. Diese fungierten als Rezeptor für die Proteine sowie auch als Substrat für Restriktionsenzyme, die Nukleinsäuren schneiden und Polymerasen, die Nukleinsäuren synthetisieren und verlängern können. Seine Anwendung fand diese Messmethode in der Messung der Aktivität des Proteins Telomerase, das in 90% aller Tumore erhöhte Aktivität gegenüber gesunden Zellen aufweist. Die Vorteile dieses neuen Assays gegenüber älteren Methoden liegt im Verzicht auf radioaktiv-markierten Komponenten und einer deutlich verkürzten Analysezeit. Die Arbeit schliesst mit einem funktionsfähigen Nachweis der Telomeraseaktivität im Zellextrakt von gesunden und kranken Zellen. Der direkte Einfluß von Hemmstoffen auf die Aktivität konnte sichtbar gemacht werden, und steht daher bei der Entwicklung neuer Tumor-Diagnostika und Therapeutika zur Verfügung.
Polyanion-polycation complex formation as a function of the position of the functional groups
(1996)
Die in Deutschland gegenwärtig durch Nährstoffeinträge und ausbleibenden Nährstoffentzug stark im Rückgang begriffenen Flechten-Kiefernwälder werden als Biotoptyp wie auch als Lebensraumtyp "Mitteleuropäische Flechten-Kiefernwälder" (Code 91T0) diskutiert. Die bisherige, sehr uneinheitliche Differenzierung von Flechten-Kiefernwäldern auf der Ebene von Biotoptypen wird dargestellt. Auf der Grundlage neuerer vegetationskundlicher übersichten werden Vorschläge für eine einheitliche Abgrenzung des Biotoptyps "Flechten-Kiefernwald" und des Lebensraumtyps 91T0 unterbreitet. Im niedersächsischen Naturwaldreservat "Kaarßer Sandberge" (Niedersachsen) wurde die Anwendung des Konzeptes erfolgreich erprobt. Nicht nur hier, sondern auch deutschlandweit wird der Rückgang der Erdflechten in den Kieferwäldern zugunsten von Drahtschmiele und/ oder pleurokarpen Moosen deutlich. Nach der derzeitigen Definition des Lebensraumtyps 91T0 besteht auf der Grundlage der FFH-Richtlinie nicht für alle Flechten-Kiefernwälder eine Chance der Verbesserung. Der Ausschluss von außerhalb des natürlichen Verbreitungsgebietes der Wald-Kiefer gelegenen sowie von durch Aufforstung angepflanzten Beständen bringt Probleme mit sich, die diskutiert werden. Für den Erhalt und die Wiederherstellung der größtenteils nutzungsbedingt entstandenen Flechten-Kiefernwälder sind praktikable Pflegemaßnahmen notwendig, die im Rahmen von Streunutzungsversuchen erprobt werden müssen.
